降温稀浆封层路用性能研究

冯炜殷卫永王朝辉王新岐

文章编号：1000033X（2016）12005303

收稿日期：20160529

摘要：为研究稀浆封层的降温功效与路用性能，制备了2种降温稀浆封层，通过构造深度试验、摆值试验、湿轮磨耗试验、轮辙变形试验、渗水系数试验等方法，全面评价了降温稀浆封层各项路用性能。结果表明：不同类型降温稀浆封层降温幅度随外界环境温度的升高逐渐增大，降温幅度约为3 ℃～5 ℃；不同类型降温稀浆封层具有良好的抗滑性能、耐磨耗性能、高温稳定性能、抗渗水性能和粘结性能，均能满足技术指南和工程应用的要求。

关键词：道路材料；降温稀浆封层；设计级配；路用性能

中图分类号：U416.03文献标志码：B

Research on Pavement Performance of Cooling Slurry Seal

FENG Wei1，YIN Weiyong2， WANG Chaohui2， WANG Xinqi1

（1. Tianjin Municipal Engineering Design & Research Institute， Tianjin 300051， China；

2. School of Highway， Changan University， Xian 710064， Shaanxi， China）

Abstract： In order to study the cooling effect and pavement performance of slurry seal， two kinds of cooling slurry seal were prepared. The pavement performance of the cooling slurry seal was thoroughly evaluated by structural depth test， BPN test， wet abrasion test， rut deformation test and permeability test etc. The results show that the cooling range of slurry seal is about 3 ℃5 ℃， increasing when the ambient temperature rises. The cooling slurry seal has good performance in skid resistance， wear resistance， stability at high temperature， antipermeability and bonding， which all meet the requirements of technical specification and practical applications.

Key words： road material； cooling slurry seal； design gradation； pavement performance

0引言

稀浆封层作为一种技术成熟的预防性养护技术，以其良好的防水、抗滑、耐磨耗、修复车辙、恢复路表功能等优良性能被广泛应用[13]。目前，关于稀浆封层的研究主要集中于稀浆封层最佳使用时间、路用性能及其施工工艺等[45]，关于稀浆封层降低路面温度的相关研究未见报道。研发具有降温功效的稀浆封层，不仅有助于处治路面病害，还能进一步缓解路面高温病害，显著提高路面服务水平，具有广阔的应用前景和巨大的社会效益。

为此，本文制备2种具有降温功效的稀浆封层，通过构造深度试验、摆值试验、湿轮磨耗试验及轮辙变形试验、渗水系数试验等方法，全面评价降温稀浆封层的各项路用性能，确保降温稀浆封层在实际工程中具有良好的应用效果。

1降温稀浆封层的制备

优选材料A为降温基础材料，材料A经粉碎研磨、机械活化等工艺优化，并进行表面处理后，得到具有降温功效的功能性微粉WHT和功能性集料WHTA，其中微粉粒径小于0075 mm，集料粒径在015～03 mm之间。依据《微表处和稀浆封层技术指南》，结合实际工程经验，综合考虑施工和应用效果，确定降温稀浆封层的设计级配（表1）。利用降温功能性材料分别替代稀浆封层混合料中的填料和相同粒径集料，得到不同类型的降温稀浆封层，功能性材料掺加方式和比例如表2所示。本研究所用沥青为普通乳化沥青，技术指标如表3所示。乳化沥青用量为7.3%，加水量为7%。

2降温稀浆封层的降温性能研究

按标准方法制作车辙板试件，并在车辙板中心位置预埋数字式温度计，将不同类型降温稀浆封层摊铺于车辙板表面，于通风阴凉处自然风干。在室外选择阳光充足、通风良好的地方作为测试地点，在测试地点预先铺设20 cm厚的粘土，然后将摊铺降温稀浆封层的车辙板试件放置于粘土中，四周和底部用泡沫塑料隔热，试件底部和表面均放置数字式温度计。选择10：00～15：00为测试时间，每隔05 h读取车辙板表面、中部和下部温度。不同类型降温稀浆封层降温效果如图1所示。

由图1可知，不同类型降温稀浆封层降温幅度随外界环境温度的升高逐渐增大，试件表面、中部和下部降温幅度逐渐增大。相同温度条件下，（WHT+WHTA）稀浆封层降温效果优于WHT稀浆封层。在65 ℃条件下，WHT稀浆封层底部降温幅度超过4 ℃，（WHT+WHTA）稀浆封层底部降温幅度超过5 ℃。

3降温稀浆封层的路用性能研究

3.1抗滑性能

利用构造深度试验和摆值试验测试降温稀浆封层的抗滑性能。采用轮碾法成型标准车辙板试件，按照《微表处和稀浆封层技术指南》中的方法在测试板表面摊铺降温稀浆封层，在强度形成后测试试件表面构造深度和摆值。试验结果如表4所示。

由表4可知，普通稀浆封层和2种降温稀浆封层的构造深度和摆值分别在0.75 mm和75 BPN以上，显著高于《微表处和稀浆封层技术指南》的要求，表明降温稀浆封层具有良好的抗滑性能。

3.2耐磨耗性能

采用湿轮磨耗试验测试降温稀浆封层的耐磨耗性能，试验结果如表5所示。

由表5可知，普通稀浆封层和2种降温稀浆封层的1 h湿轮磨耗质量损失保持在560 g·m-2左右，均远小于《微表处及稀浆封层技术指南》中的限值，表明降温稀浆封层具有良好的耐磨耗性能。

3.3高温稳定性能

采用轮辙变形试验测试降温稀浆封层的高温稳定性能。制备轮辙变形试验试件，待强度形成后，在60 ℃条件下将试件保温6 h，然后采用负荷轮载试验仪对试件进行轮辙变形试验，测试轮迹宽度变化率及车辙深度变化率，结果如表6所示。

由表6可知，普通稀浆封层和2种降温稀浆封层在经过标准负重轮碾压后，轮迹宽度变化率均小于6%，车辙深度变化率基本保持在15%左右，表明降温稀浆封层具有良好的高温稳定性能，能够满足实际道路应用要求。

3.4抗渗水性能

降温稀浆封层应具有良好的抗渗水性能，以防止水渗入路面。本研究采用渗水系数试验测试摊铺降温稀浆封层前后车辙板试件渗水系数的变化规律，从而评价降温稀浆封层的抗渗水性能。渗水系数试验结果如表7所示。

由表7可知，在摊铺普通稀浆封层和2种降温稀浆封层后，车辙板试件的渗水系数能够满足《微表处和稀浆封层技术指南》要求，且试件渗水系数均出现大幅度下降，降低幅度均在50%以上，表明降温稀浆封层能够显著改善路面的抗渗水性能。

3.5粘结性能

采用粘结强度试验测试降温稀浆封层与沥青路面之间的粘结性能。在成型车辙板表面摊铺不同类型降温稀浆封层，并采用轮辙成型仪碾压，待乳化沥青完全破乳且强度形成后，用粘结剂将直径150 mm圆形拉头与试件表面粘结，养生24 h后进行粘结强度试验，结果如表8所示。

由表8可知，降温稀浆封层与普通稀浆封层粘结强度试验结果无显著差异，粘结力均在58 kN以上，粘结强度均在03 MPa以上，满足道路应用的要求。

4结语

（1）优选降温基础材料，优化处理后得到降温功能性微粉和集料，在此基础上制备出2种降温稀浆封层。

（2）不同类型降温稀浆封层降温幅度随外界环境温度的升高逐渐增大，试件底部降温幅度最大，降温幅度约为3 ℃～5 ℃。

（3）2种降温稀浆封层均具有良好的抗滑性能、耐磨耗性能、高温稳定性能、抗渗水性能和粘结性能，满足技术指南和工程应用的要求。

参考文献：

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[责任编辑：杜卫华]