[发明专利]碎石封层的性能测试方法及沥青用量确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程材料领域，尤其涉及一种碎石封层的性能测试方法及沥青用量确定方法。

背景技术

由于碎石封层具有良好的防水性能、高强的层间粘结力和抗剪力、良好的抗裂性等一系列优异的性能，目前在我国得到比较广泛的应用。而在碎石用量一定的情况下，沥青用量过多，一方面会使成本增加，另一方面则会引起泛油等严重病害，沥青用量过少，碎石封层耐久性差，在车辆荷载作用下会导致碎石脱落等问题。因此碎石封层中沥青用量的确定是碎石封层质量得以保证的关键。

目前，碎石封层中沥青用量的确定仍是以理论计算为主，其中应用较多的是Norman Mclead提出的计算公式，该公式中包含了众多修正系数，但这些系数的确定是国外根据自己的道路情况、交通量回归的结果，直接用于我国不太合适。也有直接由有经验的工程技术人员，根据当地施工经验，结合旧路状况，确定碎石封层沥青用量，此法随意性较大，实施效果也不理想。因此，国内相关人士提出了一些通过试验确定碎石封层中沥青用量的方法，主要有以下两种。

第一，在不同沥青用量下，以层间抗剪强度为控制指标，进行剪切试验，得到相应剪切强度，回归曲线，得到剪切力最大时所对应的沥青用量为最佳沥青用量。此法在理论上用于确定碎石封层中沥青用量是合理的，但国内外一些研究现状表明，目前碎石封层主要的病害类型仍以泛油为主。因此，以层间抗剪强度作为沥青用量控制指标有待商榷。此外，从实际操作上来讲，目前国内没有统一标准的试验条件、试验仪器，进行该试验需要自主研发试验仪器，而且各地试验标准，如剪切温度、剪切速率等也存在差异。从目前相关研究来看，以此法确定碎石封层沥青用量，试验强度大，投入多，并不是最佳方法。

第二，在不同沥青用量下，以摩擦系数的大小作为路面泛油的评价指标，以此来确定最佳沥青用量。该法首先根据Norman Mclead提出的公式，计算出沥青用量，以计算量为基准，变化不同含量，如60%、80%、100%、120%的计算量，在30cm×30cm×5cm的车辙板上做同步碎石封层，碾压冷却后，进行车辙试验，试验条件按照规范中的相关要求，通过摆氏摩擦仪测定碾压后碎石封层表面的摩擦系数，根据摩擦系数的大小评价表面泛油程度，以此来确定沥青用量是否合理。此方法存在的最主要的缺陷是要进行二次碾压，试验时间长，平整度难控制。因为摆式仪上摆锤底面的橡胶块宽度为7cm，而车辙试验机的橡胶轮胎宽度只有5cm，因此，试验时要对试件进行双次碾压，达到摆氏仪橡胶块的工作宽度，碾压过程中必须保证二次碾压时车辙深度达到第一次车辙深度，保证两次碾压时形成的车辙面平整。除此之外，在车辙板上进行碎石封层的制作时，选用的若是乳化沥青等常温条件下具有流动性的粘结料时，试件制作还比较方便，但若碎石封层中的粘结料为橡胶沥青等改性沥青，高温下才具有一定的流动性，那么，常温下，由于沥青温度降低快，封层制作面积大，进行30cm×30cm碎石封层试件制作难度较高，成功率极低。

从上述论述可以发现，两种常见用于确定碎石封层中沥青用量的试验方法都有各自弊端，普适性不高。而单纯的理论计算又不足以让人信服，因此，亟需一种简单易行、准确、高效、的试验方法来确定碎石封层中的沥青用量。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于克服现有技术不足，提出一种碎石封层的性能测试方法，可方便、准确、快速地测定出碎石封层的沥青泛油程度。本发明所要解决的另一技术问题在于提出一种沥青用量确定方法，在以上性能测试方法的基础上，综合考虑沥青泛油程度以及碎石封层的耐久性，通过试验方式快速准确地确定碎石封层的最优沥青用量。

具体而言，本发明的碎石封层的性能测试方法，包括以下步骤：

步骤A、在垫块上完成相同面积碎石封层的制作，并称量该碎石封层试件的重量，记为m₀；所述垫块的尺寸小于沥青混合料车辙板的尺寸，并可置于车辙板轮迹带中；

步骤B、将碎石封层试件碎石封层面朝上地粘接固定在车辙板轮迹带的中心位置处，然后进行车辙试验，试验结束后立即取下碎石封层试件并称重，记为m₁；

步骤C、将所述碎石封层试件碎石封层面朝下地置于温度为60℃的干燥的细砂中，静置一段时间后取出并刷除多余砂子后称重，记为m₂；

步骤D、用m₂与m₁的差值表征碎石封层的沥青泛油程度，差值越大，泛油程度越高。

优选地，所述垫块的尺寸为10cm×10cm×1cm。