半刚性基层与沥青面层层间联结性能研究

李亚非，李晓军，朱宝林

（1.交通运输部科学研究院道路结构与材料研究中心，北京100029；2.呼和浩特至杀虎口高速公路建设管理办公室，内蒙古 呼和浩特010000）

0 引言

近年来，随着交通量的迅速增长，以及超载现象的普遍存在，使得许多高速公路建成后不久就不能适应交通的发展，早期损坏现象频繁发生。对此国内的道路工作者进行了大量的调查研究，通过对已经发生损坏的沥青路面钻芯取样可以看出，有相当一部分沥青面层与基层间已经完全脱离开来，这将直接或间接地促使路面损坏的发生，因此面层与基层间的层间结合问题越来越受到人们的关注。

本文依托呼杀高速主线，结合内蒙地区成功的工程经验，在原设计方案的基础上，提出两种对比方案，同时创新性地利用拉拔试验和剪切试验进行层间联结效果的检测，最终提出适应本项目的最佳层间联结方案，并进行现场施工质量控制，以求得到最佳层间联结效果。

1 呼杀主线项目概况

呼和浩特至杀虎口段高速公路，起点位于呼和浩特市赛罕区金河镇八拜村东侧600m 处，终点位于山西省杀虎口村西。全线采用四车道高速公路标准，设计速度为100km/h，路基宽度26m，全线采用沥青混凝土高级路面，路面结构形式为：上面层采用4cm 厚AC—16 型中粒式改性沥青混凝土，中面层采用5cm 厚AC—20 型中粒式改性沥青混凝土，下面层采用7cm 厚AC—25 型粗粒式沥青混凝土，基层采用18cm 厚水泥稳定级配碎石，上底基层采用16cm 厚水泥稳定级配碎石，下底基层采用16cm 厚水泥稳定级配碎石，层间处治措施为改性乳化沥青加铺碎石封层。

2 半刚性基层与沥青面层层间联结性能试验

2.1 试验方法

鉴于《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）未明确层间联结评价方法，本文提出利用拉拔与剪切试验评价层间联结性能。

（1）拉拔试验

拉拔试验是由建筑行业引进到公路行业，最初是用来评价桥面防水材料的黏结性能，近年来研究者采用该试验方法开展层间联结性能的相关研究，一些实体工程也采用该方法检测路面各结构层的层间联结效果，因此本文将拉拔试验的试验结果作为主要参考数据。

该试验方法以层间的最大抗拉拔力作为评价指标，具体方法为：将路面钻芯至半刚性基层2cm，钻机提离试验位置后，用棉纱将钻孔处的芯样表面水分小心擦干。待芯样表面干燥后，涂抹302 改性丙烯酸酯胶黏剂，并与黏结盘黏紧，待30min 胶黏剂硬化后再进行拉拔试验，测试芯样的最大抗拉拔力，用于评价层间材料的联结性能[4]。

（2）剪切试验

相较于拉拔试验，剪切试验的试验原理更符合层间材料的受力模式。近年来研究者们在室内开展了大量相关试验研究，具体研究方法包括直剪、扭剪、斜剪试验等，得出的结论与成果不尽相同，导致该试验方法未能得到推广与应用。本文通过自行研发的扭剪仪开展相关现场层间联结性能检测，以层间最大抗扭剪强度为评价指标，用于评价层间材料的联结性能，具体试验方法与拉拔试验相同，并开展扭剪试验与拉拔试验的相关性研究。

2.2 试验方案

本文在原设计的基础上提出两种对比方案，分别为改性乳化沥青黏层、热洒型沥青加铺碎石封层。具体试验方案见表1。

表1 呼杀主线层间处理措施方案

3 研究结果与分析

根据试验方案，本文选择在K100+000～K100+300 处铺筑了300m 试验段，每种方案铺筑100m，并于试验段每隔25m 选取3 个代表点进行拉拔、剪切试验。每个代表点测2 次，具体拉拔试验与剪切试验结果见表2，拉拔值与扭剪值相关关系见图1。

表2 改性乳化沥青碎石封层检测结果

由表2可以看出，针对呼杀高速主线，热洒型沥青加铺碎石封层的层间联结效果最好，其次是改性乳化沥青加铺碎石封层，改性乳化沥青黏层最次。剪切试验的试验结果与拉拔试验相关性达到0.98，说明扭剪值与拉拔值的相关性较好，可以很好地表征半刚性基层与沥青面层的层间联结效果。

图1 拉拔值与扭剪值相关性试验结果

4 结论

（1）针对呼杀高速主线，半刚性基层与沥青面层层间联结效果如下：热洒型沥青加铺碎石封层＞改性乳化沥青加铺碎石封层＞改性乳化沥青黏层。

（2）剪切试验与拉拔试验的相关性较好，均可表征半刚性基层与沥青面层的层间联结效果。

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