下封层抗磨耗性能研究
作者：jnscsh 时间：2022-03-24 10:02:38 浏览次数：次
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摘 要：为研究下封层抗磨耗性能，本文对未浸水和浸水条件下、掺加基质沥青和SBS改性沥青的碎石封层进行室内模拟车辆荷载反复作用条件下的磨耗试验，试验结果表明：浸水条件及沥青是否改性对碎石封层抗磨耗性能有显著影响，未浸水条件下基质沥青及SBS改性沥青碎石封层抗磨耗性能均优于浸水条件，而未浸水与浸水条件下SBS改性沥青碎石封层抗磨耗性能均优于基质沥青。
关键词：下封层;粘结性;抗磨耗;脱落率
1 引言
下封层能够有效加强层间粘结性、提高防水性能、延缓基层反射裂缝，从而延长道路寿命。多雨潮湿地区的高速公路、一级公路的沥青面层空隙率较大，有严重渗水可能或铺筑基层不能及时铺筑面层而需通行车辆时，宜在喷洒透层油后铺筑下封层[1]。目前对于沥青路面封层性能研究已有所进展，罗吉[2]阐述纤维封层的技术特点，提出纤维封层具有高防水性、高耐磨性和高稳定性等特点，且能有效提高路面的综合力学性能。周浪[3]认为纤维封层处理后的沥青路面结构层较其它传统的预防性养护措施具有更高的耐磨性、防水性、抗裂性和稳定性。赵喆在单一粒径集料配成的纤维同步碎石封层基础上再喷洒两层改性乳化沥青，发现封层与原路面的黏结、路面的防水性能、路面纹理及抗滑性能均大大提高。谭文英通过对广东省普通干线公路沥青路面预防性防护进行调查，将封层技术列为效果优良的预防性养护措施之一。
2 浸水条件对下封层磨耗性能的影响
（1）试验方案。对不浸水与浸水条件下碎石封层试件进行模拟车辆荷载反复作用条件下的磨耗试验，并观察集料脱落率。试验仪器采用SYD-0752型湿轮磨耗仪，磨耗头的自转转速140r/min，公转61r/min。沥青洒布量1.8kg/m2，碎石粒径采用《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中S12集料通过率中值，集料覆盖率70%。
（2）操作步骤。未浸水条件下进行磨耗实验时，将油毛毡圆片平铺在操作台上，将沥青均匀的摊铺在油毛毡上，然后将烘干备用的集料迅速散布在沥青上并压实。试件制作完成后，用手轻轻将未粘牢的集料剥去，称取试件质量为ma，准确至0.1g。试件磨耗试验结束后，降下平台取出试件，将脱落、松散的集料剥去，称取试件的总质量mb，准确至0.1g。浸水条件下进行磨耗试验时，材料用量及制作方法同上述。试件制备完成后将试件放入25℃±1℃的水浴中保温60min。然后从水浴中取出试件放入试验盘中，并粘牢。加入25℃的水保证完全浸没试件。把试件盘固定在湿轮磨耗仪平台上开始试验。试验结束后，将脱落、松散的集料剥去，然后放入60℃烘箱中烘至恒重，称取试件的总质量mb，准确至0.1g。
（3）试验结果分析。试验结果见表1，由表1绘制未浸水与浸水条件下采用基质沥青与SBS改性沥青的试件集料脱落率图，见图1、2、3、4。
（1）浸水条件对碎石封层抗磨耗性能有显著影响。无论是基质沥青还是SBS改性瀝青，未浸水条件下的集料脱落率均明显低于浸水条件，说明未浸水条件下封层抗磨耗性能优于浸水条件。浸水条件下，水在车轮的反复作用下产生水压，并不断冲刷集料，封层在轮压摩擦和水压冲刷双重作用下磨耗速率加快;另一方面，集料与水的亲和性大大强于沥青，集料表面的沥青逐渐被水所置换，出现松动和脱落。
（2）浸水条件对碎石封层磨耗速率有显著影响。由表1可知，当磨耗时间从80s到120s时，基质沥青未浸水条件下磨耗值均值从396.3g/m2增大到633.8g/m2，增大了237.5g/m2，浸水条件下增大了297.1g/m2;SBS改性沥青浸水条件下磨耗值均值增大了113.2g/m2，浸水条件下增大了293.9g/m2，浸水条件下基质沥青和SBS改性沥青的磨耗值随时间的变化值较未浸水条件下更大，说明浸水条件下碎石层磨耗速率更快。
（3）沥青是否改性对碎石封层抗磨耗性能有显著影响。在未浸水和浸水两种条件下，SBS改性沥青的集料脱落率大大低于基质沥青，说明将沥青改性有利于碎石封层抗磨耗性能的提高。这可能是由于SBS改性沥青中含有较多的极性物质，能够有效地加强沥青与集料间的粘结，抵抗水的置换，从而减轻混合料受水侵蚀程度。
3 结语
（1）浸水条件对碎石封层磨耗速率有显著影响，浸水条件下碎石层磨耗速率更快。（2）浸水条件对碎石封层抗磨耗性能有显著影响，浸水条件下碎石封层抗磨耗性能优于浸水条件。（3）沥青是否改性对碎石封层抗磨耗性能有显著影响，将沥青改性有利于碎石封层抗磨耗性能的提高。
参考文献：
[1]交通部公路科学研究所.公路沥青路面施工技术规范[S].行业标准-交通.
[2]罗吉，李自光，陈跃彬.纤维封层技术及设备[J].中外公路， 2011，31（01）：205-208.
[3]周浪.路面纤维封层适用性与配合比设计方法研究[D].湖南大学， 2012.
作者简介：邓祥明（1979-），广西龙州人，硕士研究生，高级工程师，研究方向：公路工程管理。