橡胶沥青超薄磨耗层层间粘结试验研究

陈少贞

(厦门市路桥管理有限公司，福建厦门 361009)

1 概述

超薄磨耗层由于层厚较薄，在行车荷载的作用下，容易出现松散、剥落等破坏现象。粘结层是将上下层粘结成一个整体，进行荷载作用时不会产生滑动［1］。当层间粘结效果较好时，路面结构为连续状;当层间粘结效果较差时，易发生应力剪切，路面结构易发生层间病害［2］。为确保路面结构安全及路用性能，超薄磨耗层间需采用粘度较高的沥青作为粘层油，提高沥青层间的粘结力。

本研究选取SBS改性沥青、均相废橡胶沥青、6%抗车辙剂的复合均相废橡胶沥青、8%抗车辙剂的复合均相废橡胶沥青4种粘层油，根据室内组合试件，模拟层间，对材料的应用效果进行分析。

2 剪切试验

参照规范JC/T 975—2005道桥用防水涂料方法进行剪切试验，具体结果如下所示。

2.1 材料分类与用量

根据工程经验以及研究成果，对粘层油的分类和用量做以下设定，见表1。

表1 试验用粘层油分类与用量

2.2 试件制作

室内成型试件分上下层及粘结层，分层试件组成见表2。

表2 室内成型分层试件的组成

2.3 试验结果分析

在高温条件下，易出现层间破坏，因此本文试验中试验温度设定为60℃。测试不同粘层油用量下SBS改性沥青、均相废橡胶沥青、6%抗车辙剂的复合均相废橡胶沥青、8%抗车辙剂的复合均相废橡胶沥青的抗剪强度，结果如图1所示。

根据试验结果可以得出:

1)4种粘层油沥青的抗剪强度与粘层油用量的关系是随着油量的增加先增加后降低，呈单峰曲线变化。

图1 剪切试验结果

2)由试验结果可以看出，粘层油种类与用量对沥青路面抗剪强度有显著影响。当粘层油用量为0.2 kg/m2时，各种粘层材料的抗剪强度均达到最大。

3)根据以上分析，以抗剪强度最大时即为最佳洒布量，同时考虑粘层油的用量以富余最佳洒布量为准。故粘层油宜选择6%抗车辙剂的复合废橡胶沥青或8%抗车辙剂的复合废橡胶沥青，喷洒用量宜采用 0.4 kg/m2～0.6 kg/m2。

3 拉拔试验

在荷载作用下，若粘结层与上下层间的粘结强度不足，沥青混凝土铺装层之间就容易脱开而破坏。采用拉拔试验来确定粘结层与沥青层之间的粘结力状况，还可以根据破坏界面清楚的判定粘结层结构体系的薄弱环节。

3.1 试验方法

本研究参考规范方法进行拉拔强度测试，测试结果参考式(1)进行结果计算:

其中，P为拉拔强度，MPa;F为试验力，N;S为拉头面积，mm2。

3.2 试验结果分析

图2 拉拔试验结果

将粘结有夹具的试件装入拉力试验机，拉力垂直作用于试件，开动试验机拉伸至破坏。结果如图2所示。

由试验结果可得出:

1)随着用量的增加，强度值先增加后降低，这一点与上述剪切试验结论基本一致。

2)如果以粘结强度最大为目标选择粘层油，则6%抗车辙剂的复合废橡胶沥青为最佳，用量为0.4 kg/m2。

4 结语

本文的主要研究内容及结论可总结为以下几点:

1)随着粘层油用量的增加，4种改性沥青的抗剪强度、拉伸强度与粘层油用量的关系是随着油量的增加先增加后降低，呈单峰曲线变化形式。2)当粘层油用量为0.2 kg/m2时，各种粘层材料的抗剪强度均达到最大;当粘层油用量为0.4 kg/m2时，粘层材料的拉拔强度均达到最大。3)根据以上分析，以抗剪强度、拉拔强度最大时即为最佳洒布量，同时考虑粘层油的用量以富余最佳洒布量为准。故粘层油宜选择6%抗车辙剂的复合废橡胶沥青或8%抗车辙剂的复合废橡胶沥青，喷洒用量宜采用0.4 kg/m2～0.6 kg/m2。