超薄沥青路面层间粘结强度试验分析

乔 维

(中咨公路养护检测技术有限公司)

1 试验方案设计及试件制作

1.1 试验方案

以SBS 改性沥青洒布量和7.2～9.5 mm 的单粒径玄武岩碎石撒布量为主要因素，分析不同用量时粘结防水层的力学指标变化规律，具体设计方案见表1。

1.2 试件制作

为了模拟青银高速公路超薄磨耗层工程中的路面结构，即由7.5 cm 的沥青(AC20)混凝土(由旧沥青路面做主要成分)+薄粘结防水层+2.5 cm 厚的温拌SAC10(薄层罩面)组成，锯开GTM 试件，取试件高为7.5 cm，用毛刷将其糙面均匀涂刷上热的SBS 改性沥青(沥青用量以面积计算)涂抹一定要均匀，然后将粒径在7.2～9.5 mm 的碎石(碎石用量依照面积设计采用)均匀、紧密地铺放在热沥青薄层上，将弄好的试件装入GTM 试模，再加入135 ℃的温拌SAC10 沥青混合料(混合料用量按毛体积密度计)，启动GTM 旋转剪切压实试验机将试件压实成型。

2 试验结果分析

剪切试验和拉拔试验的试验温度分别为60 ℃和20 ℃，试验速率为5 mm/min，试验结果汇总列入表1。

表1 层间强度试验结果

2.1 SBS 改性沥青洒布量的影响

由图1 知:

(1)随着增加SBS 改性沥青的洒布量，试件的直剪强度一开始先增大，之后又逐步减小，SBS 改性沥青洒布量为1.6～1.8 kg/m2时，试件的直剪强度达到最大值，为230 kPa。而橡胶改性沥青随洒布量的增加，直剪强度逐渐增大，峰值为241 kPa。

(2)本试验在实验过程中所取的SBS 改性沥青的洒布用量使试件的45°斜剪强度呈不断增大趋势，当洒布用量为2.0 kg/m2时试件的45°斜剪强度达到最大值1 545 kPa。

(3)随SBS 改性沥青的洒布量自2.0 kg/m2慢慢减少，试件的抗拉拔强度随之增大，当洒布量到1.4 kg/m2时，试件的拉拔强度达到最大，当继续减少时强度又迅速减小，从这方面考虑，薄粘结防水层用SBS 改性沥青的最佳洒布量推荐在1.2～1.6 kg/m2范围内。

2.2 碎石撒布量对层间强度的影响

由图2 知，随粒径在7.2～9.5 mm 的碎石的撒布含量的增大，试件的直剪强度及45°斜剪强度都呈现出先增大随之又逐渐减小的变化规律，试件的直剪及45°斜剪强度指标的最大值也一致出现在当撒布量为55%时，分别为236 kPa 和1 349 kPa。

随粒径大小在7.2～9.5 mm 的碎石撒布量的增加，试件拉拔强度亦先增大而后又随之减小的变化规律，在撒布量在50%－55%之间时，出现拉拔强度极值。

2.3 层间剪切强度受环境温度的影响

以质量计，取热的SBS 改性沥青做试件，其洒布量为1.8 kg/m2，单粒径大小在7.2～9.5 mm 的玄武岩碎石洒布量为55%，外荷载加载速率取50 mm/min。试验温度分别取50 ℃、60 ℃和70 ℃。试验结果见表2。

表2 50 ℃、60 ℃和70 ℃环境温度下试件层间剪切强度的试验结果

图1 SBS 改性沥青洒布量－层间强度变化曲线

图2 碎石撒布量－拉拔强度变化曲线

表2 表明，环境温度的升高对试件直剪强度和45°斜剪强度均不利。试件直剪强度在60～70 ℃温度区间内下降很大，而试件45°斜剪强度在50～60℃温度区间内下降幅度较大。这一试验结果说明高温季节及时进行洒水降温作业十分必要。

3 结 论

(1)本实验增加SBS 改性沥青洒布量，试件的直剪强度呈现先升后降的结果，当洒布量在1.6～1.8 kg/m2内时达到试件直剪强度的最大值230 kPa;而其45°斜剪强度则不断增大，在2.0 kg/m2达到最大值1545 kPa;拉拔强度与直剪强度一样，而其达到最大值时，洒布量为1.4 kg/m2。结合试件外观状况，建议实际应用中SBS 改性沥青洒布用量取1.4 kg/m2。

(2)随粒径7.2～9.5 mm 的碎石在试件中撒布量的增加，试件的直剪强度跟45°斜剪强度都表现出先升后降的趋势，试件的直剪及45°斜剪强度指标的最大值也一致出现在当撒布量为55%时，分别为220 kPa 和1 050 kPa。同时试件的拉拔强度也呈先增后减的趋势，拉拔强度极值出现在撒布量为50%～55%区间，综上取碎石撒布量在55%作为最佳用量。

［1］冯德成，宋宇.沥青路面层间结合状态试验与评价方法研究［J］.哈尔滨工业大学学报，2007，39(4).

［2］林秀贤.关于沥青混凝土路面设计中抗剪指标的建议［J］.公路，2004，(12):66－70.

［3］交通行业规范.公路沥青路面施工技术规范(JTGF40－2004)［S］.北京:人民交通出版社，2004.