CN105910931A - 含砂雾封层材料耐久性评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种含砂雾封层材料耐久性评价方法，采用扫刷磨耗试验前后的含砂雾封层质量损失率Δ作为最终评价指标，其原理是通过反复的周期变化应力作用在一固体表面，经连续操作后，致使材料表面骨料脱落，得出在扫刷磨耗试验前后的含砂雾封层材料质量损失，进而得出评价含砂雾封层材料耐久性的关键指标—质量损失率Δ，能够有效评价不同类型含砂雾封层材料的耐久性，为基于耐久性的含砂雾封层材料设计提供技术指标依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路用材料的性能评价方法，尤其涉及一种含砂雾封层材料耐久性评价方法。
背景技术
含砂雾封层是由乳化沥青(或改性煤沥青)、陶土、聚合物添加剂、细粒砂(石英砂或玄武岩砂)组成的混合物，采用专用的含砂雾封层高压喷洒车，在沥青路面上喷洒形成一薄层，起到封闭路面微裂缝、防止松散石料脱落、阻止水分下渗的作用，并能延缓路面沥青老化、保持路面抗滑性能，达到显著改善路面外观、延长路面大中修周期的目的。含砂雾封层适用于表面产生渗水、贫油、微细裂缝、微细网裂等病害及路表面老化严重的沥青路面养护。此外，还可以将含砂雾封层与优质的表面磨耗层形成复合封层，从而在实现封水、抗滑、改善表观的同时起到修复车辙、降低路面噪声的作用。
但是在含砂雾封层的应用过程中发现，虽然加砂后路面初期的抗滑能力相对传统的雾封层有所提高，但是通车一定时间后，其表面细砂会被磨损消耗，路表脱色，导致抗滑性能衰减，耐久性能不足，行车风险增加。因此，对含砂雾封层材料的耐久性提出了更高的要求。
目前，沥青路面预防性养护缺少合理且具有针对性的含砂雾封层材料耐久性的评价指标，在耐久性评价方面严重不足，很大程度上限制了含砂雾封层材料的制备以及使用。
有鉴于上述现有的耐久性评价存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型含砂雾封层材料耐久性评价方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的耐久性评价存在的缺陷，而提供一种新型含砂雾封层材料耐久性评价方法，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的含砂雾封层材料耐久性评价方法，包括如下的操作步骤，
步骤一，制作圆柱体形的沥青混合料试件，除去沥青混合料试件表面的浮粒，称取干沥青混合料试件的质量，计为ma；
步骤二，在沥青混合料试件一侧圆形表面均匀喷洒含砂雾封层材料，待含砂雾封层材料完全表干后，除去试件表面的浮粒，称取喷洒含砂雾封层材料后的成品试件的质量，计为mb；
步骤三，将步骤二制备的沥青混合料试件放置在扫刷磨耗仪上，沥青混合料试件喷洒含砂雾封层材料的一面朝上，调整沥青混合料试件的位置，确保其置中，且支撑良好，将新的软管旋转到没磨损的一面，调整软管与试验试件表面恰好接触，开启扫刷磨耗仪进行磨耗试验，试验结束后，除去沥青混合料试件表面的浮粒，称取成品试件磨耗后的质量，计为mc，其中带软管的磨耗头应可竖向自由移动±5mm；
步骤四，计算含砂雾封层材料的质量损失Δm和质量损失率Δ，采用扫刷磨耗试验前后的含砂雾封层材料质量损失率Δ作为最终评价指标；其中称量质量的过程中为了保证测量结果的准确性，都采用相同规格的天平，准确至0.1g；
含砂雾封层材料的质量损失Δm的计算公式为：
Δm＝mb-mc
含砂雾封层材料的质量损失率Δ计算公式为：
式中：Δm---含砂雾封层材料的质量损失，g；
Δ---含砂雾封层材料的质量损失率，％；
ma---沥青混合料试件的质量，g；
mb---喷洒含砂雾封层材料后的成品试件的质量，g；
mc---成品试件磨耗后的质量，g。
更进一步的，前述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，所述步骤二喷洒含砂雾封层材料时有两种方式，第一种采用单层喷洒含砂雾封层材料，喷洒量为0.6～1.4kg/m2；第二种采用双层喷洒含砂雾封层材料，第一层喷洒量为0.3～0.8kg/m2，第二层喷洒量为0.3～0.8kg/m2。
更进一步的，前述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，含砂雾封层材料喷洒方式为双层喷洒时，第一层喷洒量为0.4～0.6kg/m2，第二层喷洒量为0.4～0.6kg/m2。
更进一步的，前述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，双层喷洒时，第二层喷洒在第一层表干后进行，第一层的表干时间是2h～4h。
更进一步的，前述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，所述步骤二中，喷洒含砂雾封层材料后沥青混合料试件的养护时间是4～8h，含砂雾封层材料完全表干。
更进一步的，前述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，所述步骤三中磨耗试验进行5～25min。
更进一步的，前述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，所述步骤三中磨耗试验进行10～15min。
更进一步的，前述的含砂雾封层材料耐久性评价方法所述步骤一制备的沥青混合料试件为直径150mm、高度76±5mm的圆柱体。
借由上述技术方案，本发明的含砂雾封层材料耐久性评价方法至少具有下列优点：
本发明的含砂雾封层材料耐久性评价方法，开创性的提出了针对含砂雾封层材料的耐久性评价，弥补了这一技术空白；本发明的评价方法在扫刷磨耗试验的基础上进行，模拟了含砂雾封层疲劳破坏的过程，试验过程操作简单易行；本发明的评价方法采用扫刷磨耗试验前后的含砂雾封层质量损失Δ作为最终评价指标，评价更为客观。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的含砂雾封层材料耐久性评价方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
本发明涉及的含砂雾封层材料耐久性评价方法，采用扫刷磨耗试验前后的含砂雾封层质量损失率Δ作为最终评价指标，其原理是通过反复的周期变化应力作用在一固体表面，经连续操作后，致使材料表面骨料脱落，得出在扫刷磨耗试验前后的含砂雾封层材料质量损失，进而得出评价含砂雾封层材料耐久性的关键指标—质量损失率Δ，能够有效评价不同类型含砂雾封层材料的耐久性，为基于耐久性的含砂雾封层材料设计提供技术指标依据；同时本方法也弥补了含砂雾封层材料耐久性评价方面的空白。
实施例1
本实施例的沥青混合料采用SBS改性沥青、AC-13C沥青混合料，含砂雾封层材料为市售成品材料Ⅰ，采用扫刷磨耗试验对含砂雾封层材料Ⅰ耐久性进行评价。
步骤一，两个沥青混合料试件采用旋转压实仪制作，两个试件均为直径150mm、高度78mm的圆柱体；除去沥青混合料试件表面的浮粒，称取干燥沥青混合料试件的空气中质量ma，根据选择的天平的感量读数，准确至0.1g；
步骤二，在沥青混合料试件一侧圆形表面均匀喷洒含砂雾封层材料，喷洒方式为单层，喷洒量为1.0kg/m2；成品试件在实验室常温养护约5h，使含砂雾封层材料完全表干；除去成品试件表面的浮粒，称取干燥成品试件的空气中质量mb，根据选择的天平的感量读数，准确至0.1g；
步骤三，将成品试件放置在扫刷磨耗仪上，表面有含砂雾封层材料的一面朝上，确保其置中，且支撑良好，将新的软管旋转到没磨损的一面用于实验，其中带软管的磨耗头应可竖向自由移动±5mm；
步骤四，将成品试件磨耗15min，除去试件表面的浮粒，称取干燥试件的空气中质量mc，根据选择的天平的感量读数，准确至0.1g，算含砂雾封层材料的质量损失Δm和质量损失率Δ，采用扫刷磨耗试验前后的含砂雾封层材料质量损失率Δ作为最终评价指标；
含砂雾封层材料的质量损失率Δ按下列公式计算：
式中：Δ---含砂雾封层材料的质量损失率，％；
ma---沥青混合料试件的质量，g；
mb---喷洒含砂雾封层材料后的成品试件的质量，g；
mc---成品试件磨耗后的质量，g；
两个试件的检测结果见表1，将两次试验结果的平均值作为含砂雾封层材料Ⅰ质量损失率最终结果，则Δ＝13.0％。
表1质量损失率结果
实施例2
本实施例的沥青混合料采用SBS改性沥青、SMA13沥青混合料，含砂雾封层材料采用市售成品材料Ⅱ，采用扫刷磨耗试验对含砂雾封层材料Ⅱ耐久性进行评价。
步骤一，两个沥青混合料试件采用旋转压实仪制作，两个试件均为直径150mm、高度80mm的圆柱体；除去沥青混合料试件表面的浮粒，称取干燥沥青混合料试件的空气中质量ma，根据选择的天平的感量读数，准确至0.1g；
步骤二，在沥青混合料试件一侧圆形表面均匀喷洒含砂雾封层材料，喷洒方式为双层喷洒，第一层喷洒量为0.5kg/m2，第二层喷洒量也为0.5kg/m2。双层喷洒时，第二层喷洒需在第一层表干后进行，第一层的表干时间约3h；成品试件在实验室常温养护约5h，使含砂雾封层材料完全表干；除去成品试件表面的浮粒，称取干燥成品试件的空气中质量mb，根据选择的天平的感量读数，准确至0.1g；
步骤三，将成品试件放置在扫刷磨耗仪上，表面有含砂雾封层材料的一面朝上，确保其置中，且支撑良好，将新的软管旋转到没磨损的一面用于实验。其中带软管的磨耗头可竖向自由移动±5mm；
步骤四，将成品试件磨耗15min，除去试件表面的浮粒，称取干燥试件的空气中质量mc，根据选择的天平的感量读数，准确至0.1g，算含砂雾封层材料的质量损失Δm和质量损失率Δ，采用扫刷磨耗试验前后的含砂雾封层材料质量损失率Δ作为最终评价指标；
含砂雾封层材料的质量损失率Δ按下列公式计算：
式中：Δ---含砂雾封层材料的质量损失率，％；
ma---沥青混合料试件的质量，g；
mb---喷洒含砂雾封层材料后成品试件的质量，g；
mc---成品试件磨耗后的质量，g；
两个试件的检测结果见表2，将两次试验结果的平均值作为含砂雾封层材料Ⅱ质量损失率最终结果，则Δ＝8.4％。
表2质量损失率结果
实施例1中含砂雾封层材料Ⅰ质量损失率Δ＝13.0％，实施例2中含砂雾封层材料Ⅱ质量损失率Δ＝8.4％，含砂雾封层材料Ⅰ质量损失率大于含砂雾封层材料Ⅱ质量损失率，则含砂雾封层材料Ⅰ耐久性比含砂雾封层材料Ⅱ耐久性差。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种含砂雾封层材料耐久性评价方法，其特征在于：包括如下的操作步骤，
步骤一，制作圆柱体形的沥青混合料试件，除去沥青混合料试件表面的浮粒，称取干沥青混合料试件的质量，计为ma；
步骤二，在沥青混合料试件一侧圆形表面均匀喷洒含砂雾封层材料，待含砂雾封层材料完全表干后，除去试件表面的浮粒，称取喷洒含砂雾封层材料后的成品试件的质量，计为mb；
步骤三，将步骤二制备的沥青混合料试件放置在扫刷磨耗仪上，沥青混合料试件喷洒含砂雾封层材料的一面朝上，调整沥青混合料试件的位置，开启扫刷磨耗仪进行磨耗试验，试验结束后，除去沥青混合料试件表面的浮粒，称取成品试件磨耗后的质量，计为mc；
步骤四，计算含砂雾封层材料的质量损失Δm和质量损失率Δ，采用扫刷磨耗试验前后的含砂雾封层材料质量损失率Δ作为最终评价指标；
含砂雾封层材料的质量损失Δm的计算公式为：
Δm＝mb-mc
含砂雾封层材料的质量损失率Δ计算公式为：
式中：Δm---含砂雾封层材料的质量损失，g；
Δ---含砂雾封层材料的质量损失率，％；
ma---沥青混合料试件的质量，g；
mb---喷洒含砂雾封层材料后的成品试件的质量，g；
mc---成品试件磨耗后的质量，g。
2.根据权利要求1所述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，其特征在于：所述步骤二喷洒含砂雾封层材料时有两种方式，第一种采用单层喷洒含砂雾封层材料，喷洒量为0.6～1.4kg/m2；第二种采用双层喷洒含砂雾封层材料，第一层喷洒量为0.3～0.8kg/m2，第二层喷洒量为0.3～0.8kg/m2。
3.根据权利要求2所述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，其特征在于：含砂雾封层材料喷洒方式为双层喷洒时，第一层喷洒量为0.4～0.6kg/m2，第二层喷洒量为0.4～0.6kg/m2。
4.根据权利要求2或3所述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，其特征在于：双层喷洒时，第二层喷洒在第一层表干后进行，第一层的表干时间是2h～4h。
5.根据权利要求1～3任一项所述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，其特征在于：所述步骤二中，喷洒含砂雾封层材料后沥青混合料试件的养护时间是4～8h，含砂雾封层材料完全表干。
6.根据权利要求1～3任一项所述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，其特征在于：所述步骤三中磨耗试验进行5～25min。
7.根据权利要求1～3任一项所述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，其特征在于：所述步骤三中磨耗试验进行10～15min。
8.根据权利要求1所述的含砂雾封层材料耐久性评价方法，其特征在于：所述步骤一制备的沥青混合料试件为直径150mm、高度76±5mm的圆柱体。
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