CN109187271B

CN109187271B - 一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法

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Publication number: CN109187271B
Application number: CN201810974280.4A
Authority: CN
Inventors: 周刚; 李培国; 邓吉升; 蒋方听; 陈宪良
Original assignee: Chongqing Jiaotong University
Current assignee: Chongqing Jiaotong University
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2038-08-24
Also published as: CN109187271A

Abstract

本发明属于道路工程的技术领域，具体公开了一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法，包括以下步骤：将冷补料分成两组；其中一组进行室温条件下养生保存40h，另一组进行真空(98.3KPa～98.7KPa)饱水15min，并放入‑18℃±2℃恒温冰箱中冷冻16h±1h，随后60℃±0.5℃恒温水箱中水浴24h。S5：将第一组和第二组分别倒入盛装沸水的烧杯中并继续加热3min，加热时使用玻璃棒搅拌；分别计算两组的裹附率P；P＝(1‑a/100)×100％；a—沥青脱落的冷补料数量；再计算冷补料裹附率比值Q；Q＝P2/P1×100％；冷补沥青粘附性等级划分标准，Q≥95％，优秀；90％≤Q<95％，良好；85％≤Q<90％，普通；80％≤Q<85％，合格；Q<80％，不合格。本方案提供了一种能够评价冷补沥青粘附性的方法。

Description

一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法

技术领域

本发明属于道路工程的技术领域，具体公开了一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法。

背景技术

我国面积广阔，对于不同地区，其气候大不相同，例如，南方等地区雨水较多，气候较为温暖，北方等地区冬季寒冷、底面结冰，又例如青藏高原、黑龙江北部等部分地区海拔高、常年低温、冻土不化；气候不同的地区所使用的沥青都大不相同，对于常年雨水等地区，经常使用冷补沥青混合料，因此冷补沥青与集料的粘附性及抗水损性能将直接关系到冷补料的长期耐久性。

现行冷补沥青与集料的粘附性试验常借鉴《JTG-E20-2011公路工程沥青和沥青混合料试验规程》中T0616-1993沥青与粗集料的黏附性试验（水煮法）。该方法仅进行5颗集料的平行试验，通过人眼观察来对集料表面的沥青膜脱落情况分5级进行定性描述。水煮法试验中每颗粗集料的脱落面积难以精确计算，判断主观性大，因此只能对粘附性进行定性评价，不能定量评价。

此外，目前的水煮法比较适用于常规热沥青与集料的粘附性评价，但对冷补料这种常在富水或饱水条件下应用的材料，其试验条件的严酷性显然不够，因此难以区别不同冷补料在富水或饱水条件下应用的实际效果，有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效地评价冷补沥青粘附性的试验及定量评价方法。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法，包括以下步骤：

S1：将配置好的冷补料分成质量相等的第一组和第二组；

S2：第一组在室温条件下养生39.5～41.5h；第二组在98.3KPa～98.7KPa的条件下进行真空饱水15min，恢复常压15min后将第二组从水中取出并放入到塑料袋中；

S3：向塑料袋中加水，并放入-20℃～-16℃恒温冰箱中冷冻15h～17h；

S4：将塑料袋中第二组取出，立即放入到59.5℃～60.5℃恒温水箱中水浴24h；

S5：将第一组和第二组分别倒入盛装沸水的烧杯中并继续加热3min，加热时使用玻璃棒搅拌；

S6：使用镊子分别从第一组和第二组中随机夹取100颗冷补料颗粒，分别计算第一组和第二组冷补料的裹附率P；

P=（1-a/100）×100%；其中，P—冷补料的裹附率，%；a—沥青脱落的冷补料数量，颗；其中，存在沥青脱落现象的冷补料颗粒均计入沥青脱落的冷补料；

S7：计算冷补料裹附率比值Q；

Q= P2/P1×100%；其中，P2—第二组冷补料的裹附率，%，P1—第一组冷补料的裹附率，%；

S8：冷补沥青粘附性等级划分标准，Q≥95%，优秀；90%≤Q<95%，良好；85%≤Q<90%，普通；80%≤Q<85%，合格；Q<80%，不合格。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：

现行的试验中，仅仅只对冷补料进行水煮试验，没有模拟出冷补料在实际运用过程中的雨、雪、低温等环境，所以采用该试验评判出的冷补沥青粘附性不具备实际情况的参考性。S1和S2中，将冷补料分成第一组和第二组，其中第一组在室温条件下养生，能够保证第一组冷补料的各项性能不发生改变，所以第一组在第二组进行恒温水浴和冷冻时，第一组性能保持不变，避免冷补料因长时间静置而导致试验结果有误差。第二组在进行真空饱水处理后，集料内部和冷补沥青与集料接触面的孔隙内充满水分，以模拟冷补料在实际使用过程中的多雨水环境；

S3和S4中，将第二组进行恒温冷冻和恒温水浴，能够模拟冷补料在0℃以下且有水分存在的坑槽修补环境中，水分结成冰，产生的膨胀应力对冷补沥青与集料粘结力的损伤特性；

S5中，第一组和第二组经过沸水浸泡和蒸煮后，粘附性差的冷补沥青会从集料上脱落，以此来判断冷补沥青的粘附性能；

现行的试验方法中，通过人眼观察集料上沥青脱落面积的大小来对沥青的粘附性进行判断，主观性太大，人眼无法准确地分辨出沥青脱落的面积。S6中，只要有沥青脱落的集料全部计入到沥青脱落的冷补料即a中，虽然人眼无法准确地看出沥青脱落面积，但是识别出沥青是否有脱落是十分容易的，所以该方法能够最大程度地避免人为造成的粗大误差。

进一步，第一组和第二组的平行试验至少两个，第一组和第二组的裹附率P各自取其平均值。采用本方案，多个平行试验的平均能够减少误差。

进一步，S2中，第一组的养生时间为40h；S3中，第二组的恒温冷冻时间为16.5h。本方案中，恒温冷冻时间较为合适，模拟出的环境也更加符合实际。

进一步，S5中，加热3min后，使用吸油纸吸附水面上的沥青油物质。采用本方案，避免操作人员在使用镊子夹出冷补料时，水面上的沥青油物质再次粘附到集料上。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

所有实施例以及实验例中使用的沥青、集料和混合料的技术指标均符合《沥青路面施工技术规范》，以下简称规范。

实施例一

一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法，包括以下步骤：

S1：根据冷补料配合比设计，选取国产易通冷补沥青95.2g，石灰岩集料1904.8g，制成冷补料，将冷补料分为质量500g的两组试件，试件编号分别为1-1和1-2，其中1-1和1-2各有两组平行试件；

S2：试件1-1在室温条件下养生40h；试件1-2在98.5KPa的条件下进行真空饱水15min，恢复常压15min后将试件1-2从水中取出并分别放入到塑料袋中；

S3：向塑料袋中加入10ml水，并放入-18℃恒温冰箱中冷冻16.5h；

S4：将塑料袋中的试件1-2取出，并立即放入到60℃恒温水箱中水浴24h；

S5：将试件1-1和试件1-2分别倒入盛装有500ml沸水的烧杯中并继续加热3min，加热时使用玻璃棒搅拌，加热完成后使用吸油纸吸附水面上的沥青油物质；

S6：取出两张A4纸，并在A4纸上画出10×10的网格，使用镊子各从试件1-1和试件1-2随机夹取100颗冷补料颗粒，将冷补颗粒放置在A4纸的网格上，再分别计算试件1-1和试件1-2的裹附率P1和P2；

P=（1-a/100）×100%；

其中，P—冷补料颗粒的裹附率，%；

a—沥青脱落的冷补料颗粒的数量，颗；其中，存在沥青脱落现象的冷补料颗粒均计入沥青脱落的冷补料；

表1-1：国产易通冷补沥青集料裹附率

S7：计算冷补料裹附率比值Q；

Q= P2/P1×100%；

P2—试件1-2裹附率，%；

P1—试件1-1裹附率，%；

S8：冷补沥青粘附性等级划分标准，Q≥95%，优秀；90%≤Q<95%，良好；85%≤Q<90%，普通；80%≤Q<85%，合格；Q<80%，不合格；

表1-2：国产易通冷补沥青集料裹附率比值及国产易通冷补沥青粘附性等级

实施例一结论：

国产易通冷补沥青的粘附性等级为不合格，所以国产易通冷补沥青并不适用于多雨水的道路工程环境。

实施例二：

与实施例一的不同之处在于：

S1：选取美国QPR冷补沥青95.2g，石灰岩集料1904.8g，制成冷补料，将冷补料分为质量500g的两组试件，试件编号分别为2-1和2-2，其中2-1和2-2各有两组平行试件；

表2-1：美国QPR冷补沥青集料裹附率

表2-2：美国QPR冷补沥青集料裹附率比值及美国QPR冷补沥青粘附性等级

实施例二结论：

美国QPR冷补沥青的粘附性等级为良好，所以美国QPR冷补沥青能够适用于多雨水的道路工程环境。

实验例一：

取实施例一中制成的国产易通冷补沥青混合料500g作为试件3-1，将试件3-1采用《JET-E20-2011公路工程沥青和沥青混合料试验规程》中T0616-1993沥青与粗集料的黏附性试验（水煮法）进行粘附性评价；

取实施例二中制成的美国QPR冷补沥青混合料500g作为试件4-1，将试件4-1采用《JET-E20-2011公路工程沥青和沥青混合料试验规程》中T0616-1993沥青与粗集料的黏附性试验（水煮法）进行粘附性评价；

表三：采用T0616-1993试验方法所测定冷补料粘附性等级

T0616-1993试验结论：

石灰岩-国产易通冷补沥青混合料的粘附性等级为4级；

石灰岩-美国QPR冷补沥青混合料的粘附性等级为4级，两种沥青的粘附性能相近。

实验例二：

参考《GBT+16777-2008+建筑防水涂料试验方法》中粘结强度A法进行两种冷补沥青的粘结强度试验。取按照规范制备好的水泥砂浆试件，尺寸为70mm×70mm×30mm。参考《路桥用溶剂性沥青基防水粘结涂料》JT/T 983-2015中表2注明粘结涂料推荐用量为0.3kg/m2〜0.6kg/m2。本试验拟选用用量为0.4 kg/m2，且涂膜的厚度满足0.5mm-1.0mm的要求。将配置好的国产易通冷补沥青和美国QPR冷补沥青按照要求分别均匀涂抹在水泥砂浆试件上。在冷补沥青涂膜后，参考规范（GB/T 16777-2008）中表1涂膜后试件养护的要求，并根据冷补沥青的性能特点，先将试件放置在试验环境下养护1d，再在50℃的鼓风干燥烘箱中养护2d。随后取出在试验环境条件下养护4h，以供拉拔试验用。

表四：拉拔实验结果

拉拔试验结论：

国产易通冷补沥青能够承受的最大拉拔强度为0.75MPa；

美国QPR冷补沥青能够承受的最大拉拔强度为1.20MPa。

综上所述：

对于同样的国产易通冷补沥青，采用本方案所测定的粘附性等级为不合格，其结论为无法在雨水较多的环境下使用；而采用T0616-1993试验方法所测定的粘附性等级则为4级，其结论为能够满足大部分的多雨水环境；然而在对其进行拉拔试验时，其能够承受的最大拉拔强度仅为0.75MPa，表明其粘附性能并不足以能够在多雨水的环境下使用，如果仅仅采用规程中的T0616-1993试验方法对冷补沥青进行粘附性判断，则会导致其判断结果与实际使用情况之间产生较大的差异，所以T0616-1993试验方法并不具有对实际情况的参考性；

对于同样的美国QPR冷补沥青，采用本方案所测定的粘附性等级为良好，其结论为能够适用于多雨水的环境，且使用寿命较长；采用T0616-1993试验方法所测定的粘附性等级为4级，其结论为能够满足大部分的多雨水环境；在对其进行拉拔试验时，其能够承受的最大拉拔强度为1.20MPa，为国产易通冷补沥青的1.6倍，所以其粘附性能远高于国产易通冷补沥青。

从以上的各组实施例和实验例中可以看出，T0616-1993试验方法并不具有对冷补沥青粘附性测定的参考性，而本方案中的试验及评定方法能够正面地反应出冷补沥青的粘附性能。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims

1.一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将配置好的冷补料分成质量相等的第一组和第二组；

P＝(1-a/100)×100％；其中，P—冷补料的裹附率，％；a—沥青脱落的冷补料数量，颗；其中，存在沥青脱落现象的冷补料颗粒均计入沥青脱落的冷补料；

S7：计算冷补料裹附率比值Q；

Q＝P2/P1×100％；其中，P2—第二组冷补料的裹附率，％，P1—第一组冷补料的裹附率，％；

S8：冷补沥青粘附性等级划分标准，Q≥95％，优秀；90％≤Q<95％，良好；85％≤Q<90％，普通；80％≤Q<85％，合格；Q<80％，不合格。

2.根据权利要求1所述的一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法，其特征在于：第一组和第二组的平行试验至少两个，第一组和第二组的裹附率P各自取其平均值。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法，其特征在于：S2中，第一组的养生时间为40h；S3中，第二组的恒温冷冻时间为16.5h。

4.根据权利要求3所述的一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法，其特征在于：其特征在于：S5中，加热3min后，使用吸油纸吸附水面上的沥青油物质。