纤维沥青应力吸收层抗渗性能实验研究

郏付堂+王海有+张丹+杨松

【摘要】利用室内渗水试验：暴露轮碾渗水试验和热碾压后抗渗性实验对应力吸收层的抗渗水性能作更加合理地评价，提出抗渗水压强指标。结果表明当纤维沥青应力吸收层达到最佳粘结性能时确定出其组成材料的最佳用量：纤维用量为 120 g·m-2，纤维长度为 6～8cm，改性乳化沥青用量为 1.2Kg·m-2 时纤维沥青应力吸收层具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下渗。

【关键词】纤维沥青;应力吸收层;抗渗性能;实验研究

Experimental study of the performance of the fiber layer of impervious asphalt stress absorbing

Jia Fu-tang1，Wang Hai-you2，Zhang Dan3，Yang Song4

（1.Pingdingshan Highway Administration Central LaboratoryPingdingshanHenan467000;

2.Pingdingshan City Highway AdministrationPingdingshanHenan467000 ;

3.Forest Road， Pingdingshan Highway Administration OfficePingdingshanHenan467000;

4.Pingdingshan Highway Traffic Survey and Design InstitutePingdingshanHenan467000）

【Abstract】Use of indoor water seepage test： Exposure wheel grinding and hot rolling after seepage test impermeability to water permeability properties of the experimental stress-absorbing layer for a more rational assessment， water impermeability put pressure indicators. The results show that when determining the fiber asphalt stress absorbing layer to achieve the best performance out of its optimum dosage bonding material composition： fiber dosage 120 g · m-2， a fiber length of 6-8cm， modified asphalt emulsion in an amount of 1.2Kg · m-2 the fiber asphalt stress absorbing layer has a good waterproof properties， can effectively prevent water infiltration.

【Key words】Fiber asphalt;Stress-absorbing layer;Impermeability;Experimental Research

1. 引言

（1）对于沥青路面结构组成而言，不但要求层间处置材料必须具有良好的粘结性能，使得整个路面系统在行车荷载的作用下保持良好的整体性，还要求层间处置材料必需具备优良的不透水性，以保证外界水分无法渗透到路面结构内部。所以，选取一种指标来作为评价纤维沥青应力吸收层的抗渗性能评价指标十分必要。

图1抗渗仪

（2）纤维沥青应力吸收层是处于面层与基层之间的层状结构，它所承受的水损害是经过面层中的微通道进入并积累的水，而在车轮的作用下，会使这部分水产生一定的压力，因此传统的渗水试验已不能够切合实际的衡量封层的抗渗性能。故本文设计了一种新型的室内渗水试验，并开发了新型的试验设备，以对应力吸收层的抗渗水性能作更加合理地评价，提出了抗渗水压强指标。

2. 试验方案简介

2.1试验器具。

本实验用到的试验仪器主要有：硫酸纸、钢丝网布（孔径为 0.6mm）、釉面砖、沥青混合料拌和机、碾压成型机、车辙试验仪、恒温室、混凝土抗渗仪（如图1）等。

2.2试件成型。

（1）纤维沥青应力吸收层是铺设在旧路面和沥青混凝土加铺层之间的一个薄层，为了模拟实际工程中应力吸收层结构的工作状态，试验采用“旧沥青路面AC-13+沥青纤维应力吸收层+ SMA-10薄层罩面”的结构。

图2成型的渗水试件

（2）纤维沥青应力吸收层由改性乳化沥青和无碱玻璃纤维组成，影响其粘结性能的主要因素是改性乳化沥青的用量、无碱玻璃纤维用量和无碱玻璃纤维长度，故本文选择这三个为因素 ，各因素选择四个水平，通过16次试验来完成正交设计。纤维沥青应力吸收层的成型为达到最佳粘结性能时确定出其组成材料的最佳用量：纤维用量为 120 g·m-2，纤维长度为 6-8cm，改性乳化沥青用量为 1.2Kg·m-2。纤维沥青封层成型：将硫酸纸放在釉面砖上，在涂抹改性乳化沥青前铺一薄层纸（如面巾纸），铺在成型试件周围，主要为了便于将夹层单独分离出来并起不到加筋和防水作用，然后将改性乳化沥青和玻璃纤维分次涂抹在 300 300mm 的硫酸纸上，涂刷量为：纤维用量为 120 g·m-2，改性乳化沥青用量为1.2Kg·m-2，纤维长度为 6-8cm，即在 沥青纤维增强封层 夹层到达最佳粘结性能状态下的所用量，每一种样品准备三个试件，试件厚度为 2mm 左右。在室温下，放置8h后再进行试验（至少保证破乳），试验要求所用的试件直径为 190mm，故将 300 300mm 的正方形剪成直径为 190mm 的圆形见图2，再进行试验。

3. 试验成型及结果

3.1暴露轮碾渗水试验。

将单独成型的纤维沥青应力吸收层固定在旧路面上，为了防止纤维沥青应力吸收层黏在轮上，撒少量单一粒径的碎石（2.36mm），在车辙仪中（0.7MPa）碾压 100 次，由于试验轮轮宽为 50mm，要保证轮碾在夹层上加载的均匀性，然后将纤维沥青封层单独取出。用混凝土渗水仪进行渗水试验，为了防止薄的夹层周边被破坏，在试件上加一块相同尺寸、孔径为 0.6mm 的钢丝网布，然后将模座放在上面，为了保证之间的密闭性，放置橡胶皮垫，观察试件在0.3MPa水压下的渗水情况。在试验过程中，随时观察试件表面是否渗水，进行 3 次平行试验。试验过程中，要保证密闭性，水不能从试件周围渗出，否则重新试验。同时进行三次平行试验，夹层都不渗水，故暴露轮碾下纤维沥青应力吸收层不渗水。

3.2热碾压后抗渗性实验。

（1）待旧路面完全干燥后，将单独成型的纤维沥青封层固定在旧路面上，为了防止夹层与上面的热碾压沥青混凝土粘结，中间用一层防粘纸和报纸隔开（加入热沥青混合料时，防粘纸和报纸被软化，起不到加筋作用，对试验没影响）。试件制备好后趁热将上面的沥青混凝土小心移除，取出中间的纤维沥青应力吸收层。将试件在标准试验条件下放置不少于 4h，用混凝土抗渗仪进行试验。将试件放入抗渗仪，确保密闭性，开始试验，在0.1MPa下保持 30min，观察试件表面是否有渗水迹象。

（2）同时进行三次平行试验，试件表面均无水迹，表明都不渗水。注意在试验过程中，一定保持良好的密封性，不能从周边渗水，且要保持压力为 0.1MPa。通过暴露轮碾渗水试验和热碾压后抗渗性试验，对只涂SBS 粘层油的夹层进行抗渗性能检验，试件表面均有渗水。通过对比发现，表明沥青纤维增强应力吸收层夹层具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下渗 。

4. 小结

利用室内渗水试验：暴露轮碾渗水试验和热碾压后抗渗性实验对应力吸收层的抗渗水性能作更加合理地评价，提出抗渗水压强指标。结果表明当纤维沥青应力吸收层达到最佳粘结性能时确定出其组成材料的最佳用量：纤维用量为 120 g·m-2，纤维长度为 6-8cm，改性乳化沥青用量为 1.2Kg·m-2 时纤维沥青应力吸收层具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下渗。

参考文献

[1]赵晓亮. 沥青纤维增强封层配合比设计研究[D].西安：长安大学，2010.

[2]陈华鑫， 张争奇， 胡长顺. 纤维沥青混合料的低温抗裂性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版），2004，（04）.

[3]孙雅珍， 赵颖华. 新型纤维增强沥青路面的研究[J]. 华东公路， 2002，（02）.

[4]申爱琴等.沥青路面层间处置新材料及施工关键技术研究[R].2009.2.

[5]朱春凤.玻璃纤维改善沥青混凝土性能的理论和试验研究[D].吉林：吉林大学，2007.

[6]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京：人民交通出版社，2001.

[7]刘中林，田文，史建方，谭发茂.高等级公路沥青混凝土路面新技术[M].北京：人民交通出版社，2002.

[8]JTG  F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].

[9] JTG  H10-2009.公路养护技术规范[S].

[基金项目]河南省2013年科技发展计划项目（132102210464）：沥青路面纤维增强封层关键技术研究。

[文章编号]1619-2737（2014）10-20-817

[作者简介] 郏付堂（1969-），男，籍贯：河南上蔡人，职称：高级工程师，长期从事公路工程技术工作。

3. 试验成型及结果

3.1暴露轮碾渗水试验。

将单独成型的纤维沥青应力吸收层固定在旧路面上，为了防止纤维沥青应力吸收层黏在轮上，撒少量单一粒径的碎石（2.36mm），在车辙仪中（0.7MPa）碾压 100 次，由于试验轮轮宽为 50mm，要保证轮碾在夹层上加载的均匀性，然后将纤维沥青封层单独取出。用混凝土渗水仪进行渗水试验，为了防止薄的夹层周边被破坏，在试件上加一块相同尺寸、孔径为 0.6mm 的钢丝网布，然后将模座放在上面，为了保证之间的密闭性，放置橡胶皮垫，观察试件在0.3MPa水压下的渗水情况。在试验过程中，随时观察试件表面是否渗水，进行 3 次平行试验。试验过程中，要保证密闭性，水不能从试件周围渗出，否则重新试验。同时进行三次平行试验，夹层都不渗水，故暴露轮碾下纤维沥青应力吸收层不渗水。

3.2热碾压后抗渗性实验。

（1）待旧路面完全干燥后，将单独成型的纤维沥青封层固定在旧路面上，为了防止夹层与上面的热碾压沥青混凝土粘结，中间用一层防粘纸和报纸隔开（加入热沥青混合料时，防粘纸和报纸被软化，起不到加筋作用，对试验没影响）。试件制备好后趁热将上面的沥青混凝土小心移除，取出中间的纤维沥青应力吸收层。将试件在标准试验条件下放置不少于 4h，用混凝土抗渗仪进行试验。将试件放入抗渗仪，确保密闭性，开始试验，在0.1MPa下保持 30min，观察试件表面是否有渗水迹象。

（2）同时进行三次平行试验，试件表面均无水迹，表明都不渗水。注意在试验过程中，一定保持良好的密封性，不能从周边渗水，且要保持压力为 0.1MPa。通过暴露轮碾渗水试验和热碾压后抗渗性试验，对只涂SBS 粘层油的夹层进行抗渗性能检验，试件表面均有渗水。通过对比发现，表明沥青纤维增强应力吸收层夹层具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下渗 。

4. 小结

利用室内渗水试验：暴露轮碾渗水试验和热碾压后抗渗性实验对应力吸收层的抗渗水性能作更加合理地评价，提出抗渗水压强指标。结果表明当纤维沥青应力吸收层达到最佳粘结性能时确定出其组成材料的最佳用量：纤维用量为 120 g·m-2，纤维长度为 6-8cm，改性乳化沥青用量为 1.2Kg·m-2 时纤维沥青应力吸收层具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下渗。

参考文献

[1]赵晓亮. 沥青纤维增强封层配合比设计研究[D].西安：长安大学，2010.

[2]陈华鑫， 张争奇， 胡长顺. 纤维沥青混合料的低温抗裂性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版），2004，（04）.

[3]孙雅珍， 赵颖华. 新型纤维增强沥青路面的研究[J]. 华东公路， 2002，（02）.

[4]申爱琴等.沥青路面层间处置新材料及施工关键技术研究[R].2009.2.

[5]朱春凤.玻璃纤维改善沥青混凝土性能的理论和试验研究[D].吉林：吉林大学，2007.

[6]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京：人民交通出版社，2001.

[7]刘中林，田文，史建方，谭发茂.高等级公路沥青混凝土路面新技术[M].北京：人民交通出版社，2002.

[8]JTG  F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].

[9] JTG  H10-2009.公路养护技术规范[S].

[基金项目]河南省2013年科技发展计划项目（132102210464）：沥青路面纤维增强封层关键技术研究。

[文章编号]1619-2737（2014）10-20-817

[作者简介] 郏付堂（1969-），男，籍贯：河南上蔡人，职称：高级工程师，长期从事公路工程技术工作。

3. 试验成型及结果

3.1暴露轮碾渗水试验。

将单独成型的纤维沥青应力吸收层固定在旧路面上，为了防止纤维沥青应力吸收层黏在轮上，撒少量单一粒径的碎石（2.36mm），在车辙仪中（0.7MPa）碾压 100 次，由于试验轮轮宽为 50mm，要保证轮碾在夹层上加载的均匀性，然后将纤维沥青封层单独取出。用混凝土渗水仪进行渗水试验，为了防止薄的夹层周边被破坏，在试件上加一块相同尺寸、孔径为 0.6mm 的钢丝网布，然后将模座放在上面，为了保证之间的密闭性，放置橡胶皮垫，观察试件在0.3MPa水压下的渗水情况。在试验过程中，随时观察试件表面是否渗水，进行 3 次平行试验。试验过程中，要保证密闭性，水不能从试件周围渗出，否则重新试验。同时进行三次平行试验，夹层都不渗水，故暴露轮碾下纤维沥青应力吸收层不渗水。

3.2热碾压后抗渗性实验。

（1）待旧路面完全干燥后，将单独成型的纤维沥青封层固定在旧路面上，为了防止夹层与上面的热碾压沥青混凝土粘结，中间用一层防粘纸和报纸隔开（加入热沥青混合料时，防粘纸和报纸被软化，起不到加筋作用，对试验没影响）。试件制备好后趁热将上面的沥青混凝土小心移除，取出中间的纤维沥青应力吸收层。将试件在标准试验条件下放置不少于 4h，用混凝土抗渗仪进行试验。将试件放入抗渗仪，确保密闭性，开始试验，在0.1MPa下保持 30min，观察试件表面是否有渗水迹象。

（2）同时进行三次平行试验，试件表面均无水迹，表明都不渗水。注意在试验过程中，一定保持良好的密封性，不能从周边渗水，且要保持压力为 0.1MPa。通过暴露轮碾渗水试验和热碾压后抗渗性试验，对只涂SBS 粘层油的夹层进行抗渗性能检验，试件表面均有渗水。通过对比发现，表明沥青纤维增强应力吸收层夹层具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下渗 。

4. 小结

利用室内渗水试验：暴露轮碾渗水试验和热碾压后抗渗性实验对应力吸收层的抗渗水性能作更加合理地评价，提出抗渗水压强指标。结果表明当纤维沥青应力吸收层达到最佳粘结性能时确定出其组成材料的最佳用量：纤维用量为 120 g·m-2，纤维长度为 6-8cm，改性乳化沥青用量为 1.2Kg·m-2 时纤维沥青应力吸收层具有良好的防水性能，可有效的阻止水的下渗。

参考文献

[1]赵晓亮. 沥青纤维增强封层配合比设计研究[D].西安：长安大学，2010.

[2]陈华鑫， 张争奇， 胡长顺. 纤维沥青混合料的低温抗裂性能[J]. 华南理工大学学报（自然科学版），2004，（04）.

[3]孙雅珍， 赵颖华. 新型纤维增强沥青路面的研究[J]. 华东公路， 2002，（02）.

[4]申爱琴等.沥青路面层间处置新材料及施工关键技术研究[R].2009.2.

[5]朱春凤.玻璃纤维改善沥青混凝土性能的理论和试验研究[D].吉林：吉林大学，2007.

[6]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京：人民交通出版社，2001.

[7]刘中林，田文，史建方，谭发茂.高等级公路沥青混凝土路面新技术[M].北京：人民交通出版社，2002.

[8]JTG  F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].

[9] JTG  H10-2009.公路养护技术规范[S].

[基金项目]河南省2013年科技发展计划项目（132102210464）：沥青路面纤维增强封层关键技术研究。

[文章编号]1619-2737（2014）10-20-817

[作者简介] 郏付堂（1969-），男，籍贯：河南上蔡人，职称：高级工程师，长期从事公路工程技术工作。