沥青加铺层防反射裂缝材料试验研究

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摘要：为了延长沥青混凝土加铺层的使用时间，延缓反射裂缝的产生，在总结已有研究的基础上，采用国内外常用的室内模拟试验，利用MTS材料试验系统进行弯拉型疲劳试验。分别采用不同的防反射裂缝处治方式进行试验，得出其防反射效果，并进行分析比较。试验结果表明：选取SBS改性沥青粘层和防水卷材夹层对延缓放射裂缝的发展有明显的效果，沥青混凝土加铺层的耐疲劳性能大大提高。

关键词：沥青加铺层；反射裂缝；疲劳试验；MTS；应力吸收层

目前，我国存在大量的水泥混凝土路面正在或者面临不同程度的维修，在旧有水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土层是普遍采用的旧路改造措施，但是在加铺沥青的路面上也存在着诸多问题，其中最主要的是旧有路面与沥青加铺层间粘结强度不足，在车载及自然因素作用下，产生坑槽、反射裂缝等多种病害，道路使用状况迅速恶化，尤其是对山区道路而言，其破坏更加严重。

国内外学者对于加铺层反射裂缝方面的问题进行了大量的理论和实际研究，并且取得了一定的成果，然而由于该问题的复杂性和重要性，很多成果难以用来指导实际应用，目前世界各国尚未有统一的规范和标准。本试验在总结已有研究成果的基础上，采用不同的抗反射裂缝处治方式，应用MTS材料试验系统进行室内模拟试验，探索和丰富这方面的研究。

1 试验方法

试件采用车辙试样成型机成型，按车辙试验标准进行拆模、养护，然后在MTS材料试验系统上进行加载。试验选取的加载方式：正上方加载，沿试件的顶部接缝处施加均布荷载，采用频率为10 Hz，半正弦波的波形进行加载，且相邻波形间无间歇。为了模拟车辆超载情况或加速试验破坏，预加5000N的荷载（由计算可得轮胎内压为1.4MPa），再以10Hz的频率施加1000N的循环荷载。把试件在连续重复荷载下完全裂开，即裂缝发展到沥青加铺层表面时，作为疲劳损坏的评定标准。MTS试验温度为15℃。试验模型如图1.1，试验设计如表1.1。

2试验原材料的性能

试验所需材料：橡胶板采用质量良好的氯丁橡胶板；采用强度等级C30的水泥混凝土板；沥青混凝土加铺层采用满足技术标准的壳牌70#普通基质沥青，矿料、沥青混合料级配均满足相关规范要求，油石比为4.9%。粘结层分别选用壳牌70#普通基质沥青、乳化沥青、SBS改性沥青均满足相关规范要求。夹层选择聚酯玻纤布、防水卷材、橡胶沥青应力吸收层三种材料。

3 试验设计及结果分析

3.1试验设计及试验结果

3.2试验结果分析

1）如表3.1结果可知，A2、A3、A4等三种粘结材料相对于直接加铺沥青的A1，加铺层完全裂开所须加载次数明显增加，分别提高50.5%、211.3%、159.2%，对裂缝的扩展起到明显的限制作用，而A3效果更好，即使相对于A2也能提高207%，能在很大程度上延长加铺层的使用寿命。

2）比较表3.1中三种夹层材料与不加任何夹层材料的试验数据，三种夹层材料的都能很大的延缓反射裂缝的发展，提高加铺层疲劳寿命。相对于无夹层的加铺层B1，B2、B3、B4的效果分别提高118.6%、195.8%、89.7%。防水卷材在施工温度下能够更好地与粘结材料和加铺层粘结在一起，分散或抵消一部分应力的作用，延缓反射裂缝的发展，因而，疲劳加载次数更多。

3）优选最佳的粘结材料，夹层材料，进行试验结果的验证。由以上试验结果可知分别选取刻槽的处理方式，SBS改性沥青的粘结材料和防水卷材作为夹层的组合，制作相同的试件，按照同样的试验方法得出的试验结果MTS平均加载次数达到了18.48万次。

4结论

通过以上试验及及试验结果可知：试验所选用的不同的抗反射裂缝处治方式都能够在一定程度上延缓反射裂缝的发展，提高加铺层的耐疲劳次数；试验选用的SBS改性沥青、防水卷材处治是各种状况下抗反射裂缝效果最好的，各种状况下耐疲劳次数分别提高达211.3%、195.8%；其中，优选以上两种处治方式进行设计的加铺层效果最好，极大地提高了疲劳加载次数，延缓了反射裂缝的发展，对改善加铺层路用性能效果显著。

试验比较分析了不同处治方式的防反射裂缝的效果，较好的评价了不同状态下抗反射裂缝的能力，使有MTS材料试验机进行疲劳加载试验，能够为今后的研究提供参考。试验结论将为旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层理论研究和工程应用提供依据。

参考文献：

[1] 中华人民共和国行业标准.公路沥青路面设计规范（JTGD50-2006）.北京：人民交通出版社，2006

[2] 中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范（JTJ073.1-2001）.北京：人民交通出版社，2001

[3] 郝金东.旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的成因及防治措施[D].重庆：重庆交通大学，2010