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摘 要

橋面瀝青混合料鋪裝層早期容易出現(xiàn)坑槽、唧漿等病害，橋面鋪裝粘結(jié)層的類型選擇及現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量較差是導(dǎo)致橋面鋪裝層出現(xiàn)早期病害的主要原因，良好的防水粘結(jié)層能夠大大延緩橋面鋪裝層出現(xiàn)早期病害的時(shí)間，延長(zhǎng)其使用壽命。本文針對(duì)橋面防水粘結(jié)層的性能進(jìn)行深入的研究，通過(guò)抗拉強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度分析瀝青同步碎石封層性能的影響因素，包括粘結(jié)材料類型、用量、碎石粒徑大小，為瀝青同步碎石防水粘結(jié)層在橋面鋪裝中的應(yīng)用效果提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。依據(jù)抗剪切強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)選方案為采用SBS改性瀝青作為粘結(jié)材料，用量1.5kg/㎡，碎石為單一粒徑，覆蓋率為60%～65%，用量控制為8.0kg/㎡，此時(shí)瀝青同步碎石封層的粘結(jié)效果最優(yōu)瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。

關(guān)鍵詞 瀝青同步碎石封層 | 抗剪切強(qiáng)度 | 抗拉強(qiáng)度中

公路建設(shè)發(fā)展迅速，橋面瀝青鋪裝層的類型多種多樣，早期破壞的原因也不盡相同，但是，橋面鋪裝粘結(jié)層的類型選擇及現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量較差是導(dǎo)致橋面鋪裝層出現(xiàn)早期病害的主要原因，相關(guān)研究越來(lái)越多受到重視，國(guó)內(nèi)外公路復(fù)合式的路面、半剛性基層的瀝青路面、隧道的路面及橋面的鋪裝等層間粘結(jié)技術(shù)種類及施工方法較多，但其指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)要求沒(méi)有明確，國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)定寬泛，造成各等級(jí)公路復(fù)合式的路面、半剛性基層的瀝青路面、隧道的路面及橋面的鋪裝等的層間粘結(jié)材料的設(shè)計(jì)與施工方法選擇缺乏統(tǒng)一的控制要求，施工方法及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)具有很大的隨意性，無(wú)法選擇較好的層間粘結(jié)技術(shù)。

目前，對(duì)水泥混凝土橋面鋪裝瀝青混凝土采用的防水粘結(jié)層的標(biāo)準(zhǔn)要求和設(shè)計(jì)作了一些工作，但還不夠詳細(xì)，橋面鋪裝防水粘結(jié)層的施工性能要求方面和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有統(tǒng)一，在選擇防水粘結(jié)材料的類型隨意性較大，無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同實(shí)際情況來(lái)操作，導(dǎo)致橋面防水粘結(jié)層施工方法不當(dāng)、質(zhì)量控制粗放，無(wú)章可循。鑒于此，通過(guò)詳細(xì)的室內(nèi)試驗(yàn)，對(duì)橋面鋪裝的瀝青同步碎石防水粘結(jié)層的技術(shù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)指導(dǎo)橋面鋪裝層間的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工有很重要的意義。

原材料及試件制作

原材料選擇

選用的石料為9.5-13.2mm石灰?guī)r，為了研究不同防水膠結(jié)材料的性能，選用SBS類改性瀝青，SBS改性乳化瀝青、70#A基質(zhì)瀝青進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，原材料技術(shù)指標(biāo)分別見(jiàn)表1~表4。

試件制作

為了更好的模擬現(xiàn)場(chǎng)橋面瀝青同步碎石防水粘結(jié)層的施工工藝，對(duì)室內(nèi)成型好的30cm×30mm的水泥混凝土面板進(jìn)行拉毛，根據(jù)實(shí)際情況，首先涂刷一層快裂型乳化瀝青作為粘層油，破乳以后，把試件放在一定溫度的烘箱中加入一下，同時(shí)要求粘結(jié)材料的溫度要高一些，保證流動(dòng)性，撒布石料之前，粘結(jié)材料溫度不可避免的會(huì)降低，為了能夠涂抹熱改性瀝青的均勻性，石料需要加熱到合適的溫度，保證石料撒布均勻，使其能更加接近現(xiàn)場(chǎng)施工工藝的要求。

試驗(yàn)結(jié)果

粘結(jié)材料選用SBS改性瀝青，瀝青用量分別為1.2、1.5、1.8kg/㎡，碎石用量分別為6、8、10kg/㎡，進(jìn)行正交試驗(yàn)，優(yōu)化出瀝青和碎石這兩個(gè)影響因素的最佳使用量。試驗(yàn)溫度25℃，石料的粒徑為9.5~13.2mm，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5和表6。

由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，最優(yōu)方案為瀝青用量為1.5kg·m^-2，9.5~13.2mm石料用量為8.0kg·m^-2，其覆蓋率在60%~65%的規(guī)定范圍內(nèi)。

橋面水泥混凝土鋪裝層的粗糙程度以及橋面瀝青混合料鋪裝層的結(jié)構(gòu)類型、最大公稱粒徑，決定了瀝青同步碎石防水粘結(jié)層所有粘結(jié)材料SBS改性瀝青的用量以及碎石的用量。膠結(jié)材料用量過(guò)多，可能會(huì)導(dǎo)致泛油，形成軟弱夾層;膠結(jié)材料用量過(guò)少，撒布在瀝青中的碎石外露的部分過(guò)多，上層瀝青混合料層的底部瀝青含量過(guò)少，無(wú)法有效粘結(jié)在一起，容易分離，大大降低其防水粘結(jié)的性能。

碎石在瀝青同步碎石防水粘結(jié)層起的作用是能夠提高上層瀝青混合料與下層的整體性，提高其層間抗剪強(qiáng)度值，同時(shí)在上層瀝青混凝土施工時(shí)，不會(huì)破壞瀝青封層。必須嚴(yán)格控制碎石的用量，如果碎石的使用量過(guò)多，粘結(jié)材料上面容易積累很多松散能夠自由活動(dòng)的碎石，不能有效嵌入粘結(jié)材料中，影響瀝青混凝土鋪裝層的耐久性。

不同粒徑石料粘結(jié)性能試驗(yàn)

單一粒徑碎石石料的粒徑取9.5mm~13.2mm，級(jí)配碎石采用為2.36~4.75mm、4.75~9.5mm、和9.5~13.2mm共3檔，按一定級(jí)配組成摻配。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，選用9.5～13.2mm單一粒徑的碎石，其抗剪切強(qiáng)度約為級(jí)配碎石的1.4倍，抗拉拔強(qiáng)度約為級(jí)配碎石的1.5倍，性能優(yōu)勢(shì)明顯。原因可能是單一粒徑石料之間有較大的空隙，有利于粘結(jié)材料填充到空隙之間，并有效裹腹石料，使瀝青與石料粘結(jié)牢固，同時(shí)有利于瀝青混凝土鋪裝層下部填充空隙，緊密結(jié)合。因此，9.5~13.2mm單一粒徑?jīng)]有級(jí)配的石料是用于瀝青同步碎石防水粘結(jié)層最理想的集料，并且，在施工過(guò)程中，操作簡(jiǎn)單，質(zhì)量控制比有級(jí)配的情況要簡(jiǎn)單的多。

不同膠結(jié)料粘結(jié)性能試驗(yàn)

為了研究對(duì)比SBS改性瀝青與其它常用防水粘結(jié)材料的粘結(jié)性能，選用SBS改性乳化瀝青、70#A基質(zhì)瀝青進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

由試驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)比不同防水粘結(jié)的使用效果，SBS改性瀝青效果最好，SBS改性乳化瀝青次之，70#A基質(zhì)瀝青效果最差，SBS改性瀝青的抗剪強(qiáng)度約為SBS改性乳化瀝青的1.6倍，70#A基質(zhì)瀝青的2.1倍，SBS改性瀝青的抗拉強(qiáng)度約為SBS改性乳化瀝青的1.4倍，70#A基質(zhì)瀝青的2.1倍，所以，更適合用作橋面鋪裝防水粘結(jié)層材料。

結(jié)論

根據(jù)抗剪切強(qiáng)度和抗拉拔強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)比分析，優(yōu)選出了瀝青同步碎石防水粘結(jié)層所用粘結(jié)材料類型和用量，碎石的規(guī)格及用量，結(jié)果如下:

(1)對(duì)橋面防水粘結(jié)層的性能進(jìn)行深入的研究，通過(guò)抗拉強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度分析瀝青同步碎石封層性能的影響因素，方案為采用SBS改性瀝青作為粘結(jié)材料，用量為1.5kg/㎡，碎石為單一規(guī)格，覆蓋率為60%~65%，用量控制為8.0kg/㎡，此時(shí)瀝青同步碎石封層的粘結(jié)效果最優(yōu)。;

(2)選用9.5~13.2mm單一粒徑的碎石，其抗剪切強(qiáng)度約為級(jí)配碎石的1.4倍，抗拉拔強(qiáng)度約為級(jí)配碎石的1.5倍，性能優(yōu)勢(shì)明顯;

(3)通過(guò)SBS改性瀝青與其它常用瀝青材料進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，得出SBS改性瀝青效果最好，SBS改性乳化瀝青次之，70#A基質(zhì)瀝青效果最差，SBS改性瀝青具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)，更適合用作橋面防水粘結(jié)層材料。