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沥青路面下封层材料试验研究及技术性能比较

何怀香

重庆轨道交通五号线北延伸段土建工程监理部

摘要: 本文旨在对沥青路面下封层材料进行试验研究,并对其技术性能进行比较。通过对各种常用的沥青路面下封层材料进行实验测试和数据分析,探讨其在路面工程中的适用性和优劣势,为工程师和相关从业人员提供科学的参考和指导。
关键词: 沥青路面;下封层材料;试验研究;技术性能
DOI:10.12721/ccn.2023.158261
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沥青是目前应用最广泛的道路铺设材料之一,而沥青路面下封层材料则在保护路面结构、延长路面使用寿命方面发挥着重要的作用。随着交通运输的不断发展和城市道路的不断扩建,对沥青路面下封层材料的研究和技术性能比较显得尤为重要。

1原材料的技术性质

在本次试验中,所采用的原材料分别为牌70#基质沥青与阳离子中裂乳化沥青。70#基质沥青的技术指标为:针入度,72(25℃、100g、5s)/0.1mm;针入度指数PI,-0.769;软化点,46.3TR&B/℃;动力粘度199(60℃)/(Pa·s);延度,25(10℃、5cm/min)/cm;质量变化,+0.065%。阳离子中裂乳化沥青的技术指标为:筛上剩余量,0.02(1.18mm筛)/%;微粒子电荷,阳离子;粘度恩格拉粘度E25,4;标准粘度C25.3,14/S;存储稳定性,1d0.5%,6d3.9%;残留物含量,60.7%;蒸发残留物针入度50.0/0.1mm;延度>100cm。

2试验方法

根据试验目的和要求,选择代表性的材料样品,并确保其与实际施工使用的材料一致。对于70#基质沥青和阳离子中裂乳化沥青等材料,应遵循相关标准和规范进行采样和制备试样;在设计试验时,需要明确试验的参数和条件,参数包括试验温度、负荷施加方式、试验时间等;试验温度应根据实际使用环境和气候条件选择合适的范围,模拟实际工程中的情况;负荷施加方式可以采用静态负荷或动态负荷,根据试验目的和要求进行选择;根据试验目的和参数设定,选择合适的试验方法进行研究,试验方法包括抗拉强度试验、抗冻融性试验、动态剪切试验等;针对不同的性能指标,选择相应的试验方法,确保试验结果的准确性和可比性[1]

3试验结果与分析

3.1层间抗剪强度对比

根据试验数据统计和分析,70#基质沥青的层间抗剪强度表现出较高的数值。通过荷载-位移曲线的变化趋势可以观察到,在施加荷载的过程中,试样出现较大的抗剪强度,具有较好的变形能力和抗裂性能。对比分析阳离子中裂乳化沥青的层间抗剪强度试验结果发现,其抗剪强度相对较低。在施加荷载的过程中,试样的位移较大,表明其在受力过程中发生较明显的变形和位移,抗剪性能较弱[2]

通过对70#基质沥青和阳离子中裂乳化沥青的层间抗剪强度试验结果的对比分析,70#基质沥青具有较高的层间抗剪强度,表现出较好的变形能力和抗裂性能,使得其在沥青路面下封层中具有较好的耐久性和稳定性,适用于高负荷和高频率交通道路;阳离子中裂乳化沥青的层间抗剪强度相对较低,易发生较大的变形和位移,所以在需要较高抗剪强度和稳定性的路段或对于承受重载交通的道路建设中,阳离子中裂乳化沥青的使用可能受到一定限制。

3.2层间抗拉强度对比

根据试验数据统计和分析,70#基质沥青的层间抗拉强度表现出较高的数值。载荷-位移曲线显示,在施加拉伸载荷的过程中,试样能够承受较大的拉伸力,具有较好的层间连接性和抗拉性能;离子中裂乳化沥青的层间抗拉强度相对较低,试样在施加拉伸载荷的过程中发生较大的位移,表明其在受力过程中发生明显的变形和拉伸破坏,抗拉性能较差。

70#基质沥青具有较高的层间抗拉强度,表现出较好的连接性和抗拉性能,在沥青路面下封层中具有良好的工程应用前景;阳离子中裂乳化沥青的层间抗拉强度较低,其在抗拉性能方面存在一定的局限性,在工程实践中应谨慎选择使用,特别是对于需要较高层间连接强度和抗拉性能的路段。

3.3透水性能对比

根据试验数据统计和分析,70#基质沥青表现出较低的透水性能。试验结果显示,它具有较好的抗渗性能,水渗透速率较慢,说明70#基质沥青能够有效阻止水分的渗透,有助于提高道路的排水能力。对比分析阳离子中裂乳化沥青的透水性能试验结果发现,其透水性能相对较高,试验数据显示具有较快的水渗透速率,水分较容易通过材料渗透到下层,可能降低了道路的排水能力和抗渗性能[3]

根据透水性能对比结果,可以根据实际工程需求选择合适的沥青路面下封层材料。若注重防水效果,70#基质沥青是一个较好的选择;若注重排水效果,阳离子中裂乳化沥青更为适合;在实际应用中,还需综合考虑其他因素,比如材料成本、工程要求和环境条件等。

3.4性能综合对比

经过多次试验和数据分析,得到了70#基质沥青和阳离子中裂乳化沥青的性能综合对比结果。抗剪强度是评估沥青路面下封层材料抗剪性能的重要指标,根据试验数据统计和分析,70#基质沥青在抗剪强度方面表现出较高的数值,具有较好的抗变形能力。而阳离子中裂乳化沥青的抗剪强度相对较低,抗变形能力较弱。根据试验数据分析,70#基质沥青的弹性模量较高,具有较好的刚性特性,适合应用于需要较高承载能力的道路。而阳离子中裂乳化沥青的弹性模量较低,具有较好的柔性特性,适合应用于对变形要求较高的道路。70#基质沥青具有较好的抗老化性能,能够长期保持稳定的性能特性,而阳离子中裂乳化沥青的抗老化性能相对较差,容易受到外界环境因素的影响而发生变化;根据试验结果分析,70#基质沥青具有较好的粘附性能,与基层的黏结强度高,而阳离子中裂乳化沥青的粘附性能相对较差,容易出现与基层分离的情况。

4结论

在抗剪强度、弹性模量、抗老化性能和粘附性能等方面,70#基质沥青相对于阳离子中裂乳化沥青具有较好的性能表现,所以在需要较高抗剪性能、刚性特性和长期耐久性的地区,可以优先选择70#基质沥青作为沥青路面下封层材料。阳离子中裂乳化沥青在柔性特性和变形要求较高的路段也具有一定的应用优势,在某些特殊情况下,可以根据实际工程需求,合理选择阳离子中裂乳化沥青作为封层材料。

参考文献

[1]郭亮,郭亚强.沥青路面同步碎石下封层技术分析[J].黑龙江交通科技,2021,44(12):235+237.

[2]袁波.公路沥青路面下封层施工技术分析[J].黑龙江交通科技,2021,44(08):2-3.

[3]裴晓亚.高速公路建设中的沥青路面下封层施工技术[J].四川建材,2021,47(05):177-178.