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沥青路面冷补材料性能评价方法研究

文章来源:网友投稿 时间:2022-11-07 20:25:04


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摘要:沥青路面冷补材料修补沥青路面坑槽病害具有适应温度范围广、修补工序简单、修补速度快节能环保和修补效果佳的特点,但目前对沥青路面冷补材料的组成设计、路用性能的评价方法及指标均不完善,研究沥青路面冷修补材料的组成设计方法,提出沥青路面冷补材料的性能评价方法及指标对提高沥青路面的养护质量具有重要的意义。

关键词:冷补材料;黏聚性能;疏松性能;耐水性能

中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2014)08-0373-02

引言

沥青路面坑槽类病害区别于车辙、泛油、纵向裂缝等带状或影响面积较大的病害,虽然其病害面积较小,但对路面使用性能以及通行能力的影响却是巨大的,如果不进行及时修补,水分会逐渐渗入到基层从而导致路面结构性的破坏。沥青路面冷补材料相对冷补沥青混合料具有铺筑或修补面积更大、修补效果更佳的特点。《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)(以下简称规范)对沥青路面冷补材料的配合比设计、性能评价方法等有一定的规定。但这些规定用来评价冷补材料存在明显不足之处。因此对冷补材料的设计方法、路用性能和力学性能试验方法及指标进行研究对提高沥青路面的养护质量具有重要的意义。

1 沥青路面冷补材料性能检测方法与评价

1.1 性能试验方法改进

(1)黏聚性能试验

根据沥青路面冷补材料的黏聚性能特点对黏聚性能试验进行修正,修正后试验方法为:①将质量约700g的沥青路面冷补材料装入马歇尔试模中,放在4℃恒温室中保温3h以上;②取出后双面击实各5次,制作成马歇尔试件,试件高度应满足51mm±1.3mm;③将其脱模后称重(G)并放在标准筛上(标准筛底部为直径305mm,筛孔为26.5mm,如图1所示),盖上盖子。将标准筛直立,使试件沿筛框来回滚动20次,大约每秒一次;④打开筛盖,称取最大一块的质量(G1),计算破损率,破损率不得大于40%。

笔者对设计的沥青路面冷补材料(LB-13、LB-10、LB-5)和某进口沥青路面冷补材料A(LB-A)和某国产沥青路面冷补材料B(LB-B)按照修正后黏聚性能试验方法进行黏聚性能试验,结果如表1所示。

(2)疏松性能试验

目前,规范对冷补沥青混合料的疏松性能评价较为粗糙,无法定性评价沥青路面冷补材料的性能。笔者结合材料实际情况对试验方法进行了修正。修正后试验方法为:采用塑料袋将拌制好的沥青路面冷补材料密封好,放进-10℃的冰箱中24小时,取出后观察混合料能否用铁铲方便的拌合操作的方法评价沥青路面冷补材料的低温工作和易性能。按照沥青路面冷补材料的分散状态划分为1-5个等级。如表2所示。笔者对几种混合料按照修正疏松性能试验方法进行试验,试验结果如表3所示。

(3)耐水性能试验

沥青路面冷补材料胶结料黏度较热拌沥青混合料黏度低。对结合料黏度低的沥青路面冷补材料而言,结合料与集料的黏附陛尤为重要。规范规定的试验方法评价沥青路面冷补材料主要存在以下不足:①目测混合料裹附面积试验误差较大,且不可能精确至1%,裹附面积只能采用定性分析判断。②沥青路面冷补材料形成强度后的耐水性能无评价方法与指标。

笔者对沥青路面冷补材料的耐水性能分为结合料与集料黏附性评价和混合料形成强度后的耐水性能评价。

A、结合料与集料黏附陛修正后试验方法

①在1000ml的干净烧杯中注入800ml左右蒸馏水,加热至沸腾,取250g的沥青路面冷补材料放入沸水中,试验时以每秒1周的速率用玻璃棒搅拌,持续3min。停止加热并将水面上漂浮的沥青撇去以免二次裹附。②将水冷却至室温,倒掉水分并将湿混合料放到白纸上。目测残留沥青裹附率。沥青裹附率按照表4划分结合料与集料的黏附性等级。

B、沥青路面冷补材料形成强度后耐水性能评价方法

①修正浸水马歇尔试验

与热拌沥青混合料浸水马歇尔试验不同之处为沥青路面冷补材料试件成型分为两阶段成型,第一阶段双面击实25次,侧面竖立放置110℃烘箱中24h后再双面击实25次。结合沥青路面冷补材料通常用于冬季及雨天,水浴温度由60℃修改为40℃。

②修正冻融劈裂试验

与热拌沥青混合料冻融劈裂试验不同之处为沥青路面冷补材料试件成型分为两阶段成型,第一阶段双面击实25次,侧面竖立放置110℃烘箱中24h后再双面击实25次。水浴温度由60℃修改为40℃。

笔者对几种混合料按照修正后试验方法进行结合料与集料黏附陛试验、浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。试验结果分别如表5-表7所示。

(4)马歇尔试验

根据沥青路面冷补材料的马歇尔试验特点对马歇尔试验进行修正修正后试验方法为:取1100g左右的沥青路面冷补材料常温下装入马歇尔试模中,双面各击实25次,以侧面竖立放置110℃烘箱中24h,取出再双面击实25次,再置室温竖立放置6h以上,脱模后在40℃恒温水槽中养生60min,进行马歇尔试验。修正后的马歇尔试验有效的降低了集料的击碎程度,且水浴温度为40℃与实际情况相符。几种沥青混合料按照修正马歇尔试验方法进行试验,试验结果如表8所示。

(5)车辙试验

目前规范对沥青路面冷补材料和冷补沥青混合料的车辙试验均无规定。笔者根据沥青路面冷补材料的特点,将沥青路面冷补材料的成型采用分阶段成型,养生方式采用自然养生和烘箱养生两种方式,根据沥青路面冷补材料的实际使用情况,车辙试件试验温度为40℃。具体试验方法为:将拌合好的沥青路面冷补材料按照要求倒入试模中,在常温条件下(25℃)在轮碾仪上往返4次,然后将试件置于室外通风处自然养生3天,在将试件放置于110℃烘箱中6h,而后在轮碾仪上往返8次,再将碾压后的试件置于室外通风处养生7天,测其动稳定度。几种沥青混合料按照上述车辙试验方法进行试验,试验结果如表9所示。

1.2 沥青路面冷补材料性能技术指标

根据大量的沥青路面冷补材料试验结果,并结合沥青路面冷补材料的实际情况和参考冷补沥青混合料的性能评价方法和要求,提出沥青路面冷补材料的性能技术指标要求,列于表10。

2 结论

(1)根据沥青路面冷补材料的特点,提出沥青路面冷补材料的原材料原材,并通过大量试验设计出三种级配的沥青路面冷补材料。

(2)根据沥青路面冷补材料的特点,对冷补沥青混合料的性能试验方法进行改进,并进行各项性能试验。

参考文献:

[1]余胜军常温沥青混合料性能研究[D]重庆.重庆交通大学,2012.

[2]盖卫鹏冷补沥青混合料养护技术研究[D].西安,长安大学,2002.

[3]李峰,黄颂昌,徐剑等高性能冷补沥青混合料在北京的生产和应用[J]公路,2010(1)175-179.

[4]JTGE20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2011.

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