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摘要:本文通过对目前我国路面摊铺施工状况及存在于冷接缝法施工中的问题进行了分析,并具体阐述了冷接缝粘结料的试验流程,说明了冷接缝处理对沥青混凝土路面施工十分重要。目前,在处理冷接缝方面,路面施工改用了冷接缝粘结料,有效解决了这一难题。
关键词:路面冷接缝粘结料 性能分析 试验研究
公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料属于预防性养护产品的一种,在沥青混凝土路面单车道铣刨维修造成的冷接缝的处理以及分幅摊铺的施工中,为避免水的侵入,常被用于冷接缝空隙的密封处理。
1 冷接缝粘结料用于施工冷接缝的必要性
在沥青混凝土路面的分幅摊铺施工时多会发生冷接缝,接缝处的沥青混凝土强度和密实度不够,极易引起水渗漏。在科技飞速发展的今天,人们对公路路面提出了更高的要求,高等级沥青面层的施工缝会对车辆行驶的舒适度和安全性以及路面质量带来影响,在摊铺沥青混合料时,就必须创新摊铺技术,所以,比较关键的一步就是沥青混凝土路面施工冷接缝的处理。
2 冷接缝粘结料的试验
我国目前未编定冷接缝粘结料的相关规定,所以筆者将美国材料和试验协会标准《沥青和水泥路面接缝与裂缝加热施工式灌缝料试验方法》(ASTMD5329-04)和《灌缝料塌落试验方法》(ASTMD2202-00)作为参考,具体介绍了沥青兼容性试验、塌落试验、软化点试验、粘结拉伸试验、流动度试验、弹性恢复试验、针入度试验的方法步骤。
2.1 针入度试验。针入度试验基本上和目前国内关于沥青的针入度试验过程的现行规范没有太大出入,通过沥青针入度仪,用由不锈钢和黄铜制成的特殊圆锥针代替原仪器的标准针,圆锥针的针加连杆的锥角为(30±0.1)°,总质量是(150±0.5)g。
2.2 软化点试验。根据国内要求的沥青软化点试验进行软化点试验。
2.3 弹性恢复试验
2.3.1 试验目的。该试验主要是为了对在各种温度条件下,公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料弹性进行测定。
2.3.2 试验步骤。①把900-1000g配制好的填缝料试样置于钢杯中加热,使其达到灌入温度,再倒入内深(45±1)mm、直径为70mm的试样器中,倒满后刮平,将气泡排净。在同等状态下制作一组试样,数量为3个。完成试样制作后,将其置于室温条件下经过1.5—2h的冷却,再把试样置于支架上,移到10L、(25±0.5)℃的水浴内,进行2h的保温。②从水浴中取出试样,将表面擦干,涂刷一层隔离液。③记数表必须归零,使试样表面和球针表面进行轻微接触,进行5s的针入度P。④不用将记数表归零,用手在10s内匀速下压100个单位(10mm)记为P+100。将球针固定5s后使记数器归零,松开按钮使试样有20s的恢复时间,对表的读数F做记录。⑤取不同的3个点进行试验,3点的间距在13mm以上为宜。计算弹性恢复=P+100-F。⑥试样的测值可以取3个弹性恢复的算术平均值。
2.4 粘结拉伸试验
2.4.1 试验目的。对低温状态下公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料的粘结拉伸性能进行测定。
2.4.2 试验步骤。①在隔离的平板上放置混凝土块,将两块高度为0.635cm、2.54cm宽、7.62cm长的铜垫片垫于混凝土块底部,再将两块高度6.35cm、1.27m长、5.08cm宽的立方体垫块置于两端,再将两块相同规格的立方体垫块置于上端,这样,中央就构成了规格为5.08cm×5.08cm×0.635cm的空腔。②将置于钢杯中加热至灌入温度的900-1000g配制好的粘结料试样倒进5.08cm×5.08cm×0.635cm的空腔内,倒满后,在常温下经过2h以上的冷却,刮掉底部和顶部多余的粘结料,再将垫片拆除。同样的状态下制作一组试样(3个一组)。完成试样的制作后在一定温度的恒冷室中持续至少4h的保温。③在拉伸机上放上试样进行循环拉伸,速度保持在(12.7±2.5)mm/min。
2.4.3 试验结果。完成循环拉伸后,在30min以内将试件取出。查看混凝土块和粘结料以及粘结料本身是否出现了分离。
2.5 流动度试验
2.5.1 试验目的。该试验主要是为了在高温状态下对公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料流动的程度进行测定。
2.5.2 试验步骤。①将3个黄铜模框并排置于镀锡板上,并将脱模剂涂刷于模内。②加热配置好的粘结料,使其达到灌入温度,依次灌入3个模内,用刀子刮平,常温下经过24h的冷却后,将模框拆除,制成3个规格为60mm×40mm×4mm试件。③在三角架上放上镀锡板连同试件,三角架与和水平方向保持7°的夹角。放在(60±1)℃的恒温箱里进行5h的保温。④将试件取出,以0.1mm为单位对试件的长度进行测量,将原有长度删掉,其流动度就是差值。
2.6 塌落试验
2.6.1 试验目的。在一定的温度条件下,可通过塌落试验对公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料塌落能力进行测定。为确保冷接缝粘结料在使用后不瘫倒,也不粘车轮,需要利用试验对其快速凝固性能进行检验。
2.6.2 试验步骤。以下是塌落试验的具体步骤。①清洗掉塌落试验仪试用剂后,将其放在水平桌面上,同时塞子要放到最大。②加热置于搪瓷杯中的900-1000g已配制的粘结料试样,时期达到温度要求,再灌入试验仪中,同时用刮刀刮平,附近的多余试样要清理干净。进行试验时,试样中不要有气泡产生。③在电热恒温箱内直立放置提前做好的试件,试验要30min,试验温度为(150±2)℃,试验过程中尽量避免发生较大的震动。④30min后,将粘结料流淌的长度当作试样的测量值进行记录。
2.7 沥青兼容性试验
2.7.1 试验目的。测定灌缝料与沥青混合料的兼容性。
2.7.2 试验步骤。①将配制好的填缝料试样900-1000g放在钢杯中加热至灌入温度,然后倒入长100mm,宽(13±3.2)mm,深(19±3.2)mm的试模槽内,并将槽的两端封口。②用热刮刀将试样表面刮平,冷却至室温。③放入已经预热好的(60±3)℃恒温控制仪器中,保温72h。④从恒温控制仪器中取出,冷却至室温,记录是否与沥青混凝土兼容。
3 国内外常见的几种冷接缝粘结料的试验数据比较
我国目前由很多道路材料公司研发的冷接缝粘结料,在名称上都参差不齐,缺乏统一的标准,笔者根据材料具体的使用功能,进行了一个试验,找出了四种类型的在冷接缝处理中用到的粘结料,依次编号为A、B、C、D。试验方法采用的是上文提到的方法途径,表中为试验结果。
4 结论
以上是对目前我国路面摊铺施工状况及存在于冷接缝法施工中的问题进行了分析,并具体阐述了冷接缝粘结料的试验流程,说明了冷接缝处理对沥青混凝土路面施工十分重要。目前,在处理冷接缝方面,路面施工改用冷接缝粘结料就能有效解决这类问题。
关键词:路面冷接缝粘结料 性能分析 试验研究
公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料属于预防性养护产品的一种,在沥青混凝土路面单车道铣刨维修造成的冷接缝的处理以及分幅摊铺的施工中,为避免水的侵入,常被用于冷接缝空隙的密封处理。
1 冷接缝粘结料用于施工冷接缝的必要性
在沥青混凝土路面的分幅摊铺施工时多会发生冷接缝,接缝处的沥青混凝土强度和密实度不够,极易引起水渗漏。在科技飞速发展的今天,人们对公路路面提出了更高的要求,高等级沥青面层的施工缝会对车辆行驶的舒适度和安全性以及路面质量带来影响,在摊铺沥青混合料时,就必须创新摊铺技术,所以,比较关键的一步就是沥青混凝土路面施工冷接缝的处理。
2 冷接缝粘结料的试验
我国目前未编定冷接缝粘结料的相关规定,所以筆者将美国材料和试验协会标准《沥青和水泥路面接缝与裂缝加热施工式灌缝料试验方法》(ASTMD5329-04)和《灌缝料塌落试验方法》(ASTMD2202-00)作为参考,具体介绍了沥青兼容性试验、塌落试验、软化点试验、粘结拉伸试验、流动度试验、弹性恢复试验、针入度试验的方法步骤。
2.1 针入度试验。针入度试验基本上和目前国内关于沥青的针入度试验过程的现行规范没有太大出入,通过沥青针入度仪,用由不锈钢和黄铜制成的特殊圆锥针代替原仪器的标准针,圆锥针的针加连杆的锥角为(30±0.1)°,总质量是(150±0.5)g。
2.2 软化点试验。根据国内要求的沥青软化点试验进行软化点试验。
2.3 弹性恢复试验
2.3.1 试验目的。该试验主要是为了对在各种温度条件下,公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料弹性进行测定。
2.3.2 试验步骤。①把900-1000g配制好的填缝料试样置于钢杯中加热,使其达到灌入温度,再倒入内深(45±1)mm、直径为70mm的试样器中,倒满后刮平,将气泡排净。在同等状态下制作一组试样,数量为3个。完成试样制作后,将其置于室温条件下经过1.5—2h的冷却,再把试样置于支架上,移到10L、(25±0.5)℃的水浴内,进行2h的保温。②从水浴中取出试样,将表面擦干,涂刷一层隔离液。③记数表必须归零,使试样表面和球针表面进行轻微接触,进行5s的针入度P。④不用将记数表归零,用手在10s内匀速下压100个单位(10mm)记为P+100。将球针固定5s后使记数器归零,松开按钮使试样有20s的恢复时间,对表的读数F做记录。⑤取不同的3个点进行试验,3点的间距在13mm以上为宜。计算弹性恢复=P+100-F。⑥试样的测值可以取3个弹性恢复的算术平均值。
2.4 粘结拉伸试验
2.4.1 试验目的。对低温状态下公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料的粘结拉伸性能进行测定。
2.4.2 试验步骤。①在隔离的平板上放置混凝土块,将两块高度为0.635cm、2.54cm宽、7.62cm长的铜垫片垫于混凝土块底部,再将两块高度6.35cm、1.27m长、5.08cm宽的立方体垫块置于两端,再将两块相同规格的立方体垫块置于上端,这样,中央就构成了规格为5.08cm×5.08cm×0.635cm的空腔。②将置于钢杯中加热至灌入温度的900-1000g配制好的粘结料试样倒进5.08cm×5.08cm×0.635cm的空腔内,倒满后,在常温下经过2h以上的冷却,刮掉底部和顶部多余的粘结料,再将垫片拆除。同样的状态下制作一组试样(3个一组)。完成试样的制作后在一定温度的恒冷室中持续至少4h的保温。③在拉伸机上放上试样进行循环拉伸,速度保持在(12.7±2.5)mm/min。
2.4.3 试验结果。完成循环拉伸后,在30min以内将试件取出。查看混凝土块和粘结料以及粘结料本身是否出现了分离。
2.5 流动度试验
2.5.1 试验目的。该试验主要是为了在高温状态下对公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料流动的程度进行测定。
2.5.2 试验步骤。①将3个黄铜模框并排置于镀锡板上,并将脱模剂涂刷于模内。②加热配置好的粘结料,使其达到灌入温度,依次灌入3个模内,用刀子刮平,常温下经过24h的冷却后,将模框拆除,制成3个规格为60mm×40mm×4mm试件。③在三角架上放上镀锡板连同试件,三角架与和水平方向保持7°的夹角。放在(60±1)℃的恒温箱里进行5h的保温。④将试件取出,以0.1mm为单位对试件的长度进行测量,将原有长度删掉,其流动度就是差值。
2.6 塌落试验
2.6.1 试验目的。在一定的温度条件下,可通过塌落试验对公路沥青混凝土路面冷接缝粘结料塌落能力进行测定。为确保冷接缝粘结料在使用后不瘫倒,也不粘车轮,需要利用试验对其快速凝固性能进行检验。
2.6.2 试验步骤。以下是塌落试验的具体步骤。①清洗掉塌落试验仪试用剂后,将其放在水平桌面上,同时塞子要放到最大。②加热置于搪瓷杯中的900-1000g已配制的粘结料试样,时期达到温度要求,再灌入试验仪中,同时用刮刀刮平,附近的多余试样要清理干净。进行试验时,试样中不要有气泡产生。③在电热恒温箱内直立放置提前做好的试件,试验要30min,试验温度为(150±2)℃,试验过程中尽量避免发生较大的震动。④30min后,将粘结料流淌的长度当作试样的测量值进行记录。
2.7 沥青兼容性试验
2.7.1 试验目的。测定灌缝料与沥青混合料的兼容性。
2.7.2 试验步骤。①将配制好的填缝料试样900-1000g放在钢杯中加热至灌入温度,然后倒入长100mm,宽(13±3.2)mm,深(19±3.2)mm的试模槽内,并将槽的两端封口。②用热刮刀将试样表面刮平,冷却至室温。③放入已经预热好的(60±3)℃恒温控制仪器中,保温72h。④从恒温控制仪器中取出,冷却至室温,记录是否与沥青混凝土兼容。
3 国内外常见的几种冷接缝粘结料的试验数据比较
我国目前由很多道路材料公司研发的冷接缝粘结料,在名称上都参差不齐,缺乏统一的标准,笔者根据材料具体的使用功能,进行了一个试验,找出了四种类型的在冷接缝处理中用到的粘结料,依次编号为A、B、C、D。试验方法采用的是上文提到的方法途径,表中为试验结果。
4 结论
以上是对目前我国路面摊铺施工状况及存在于冷接缝法施工中的问题进行了分析,并具体阐述了冷接缝粘结料的试验流程,说明了冷接缝处理对沥青混凝土路面施工十分重要。目前,在处理冷接缝方面,路面施工改用冷接缝粘结料就能有效解决这类问题。