[发明专利]一种路面养护封层材料的应用

权利要求书

1.一种路面养护封层材料的应用，包括以下几个步骤：第一步，制作若干不同级配的沥青路面试件和水泥路面试件；在所述第一步中，分别制作AC-13和AC-16共7种级配的两组沥青车辙板试件，构造深度变化范围为0.67～1.62mm；以及制作车辙板大小规格的水泥板，并进行刻槽处理，等效构造深度范围为0.25～1.27mm，共7组；第二步，在试件上铺筑封层材料；在第二步中，所述沥青路面试件和水泥路面试件上的底涂乳液和上层乳液分别为胶结料的65％和35％；第三步，测定试件封层粘结强度和磨耗值；所述第三步包括拉拔试验和磨耗试验；所述拉拔试验包括如下步骤：第3.1步，采用45mm×45mm的粘结拉头，使用环氧树脂AB胶强力胶水，将粘结拉头粘贴在养护好的封层试件上，25℃室温养护24h；第3.2步，先用角磨机在试件上沿着粘结拉头边缘垂直切割，切割深度以显露底板试件材料为宜，使其与周围的粘结胶水脱离开，保证拉拔受力范围与粘结拉头大小相当；将粘结拉头连接到拉拔仪上，进行拉拔试验，记录强度峰值；所述磨耗试验步骤如下：铺筑嵌固型砂雾封层后，试件25℃室外养护7天，并采用加速加载磨耗试验仪进行磨耗试验；记录各级磨耗次数下的磨耗值，如公式(1)，其中60k次磨耗次数时，磨耗值下降缓慢进入稳定阶段；

式中：Gc——单位面积磨耗比，％；

m1——试件原始质量，kg；

m2——试件磨耗后质量，kg；

ms——磨耗范围内撒布碎石质量，kg；

ml——磨耗范围内撒布胶结料质量，kg；

第四步，建立路面构造深度与封层粘结强度和磨耗值之间的关系模型，确定沥青路面和水泥路面最佳构造深度范围；建立沥青路面和水泥路面上封层粘结强度和60k次对应磨耗值与原路面试件构造深度之间的数学函数模型，如公式(2)～(5)所示：

y_粘结＝-0.3917x²+1.3881x+0.3765 (2)

y_粘结＝-0.7337x²+1.7484x+1.1755 (3)

y_磨耗＝5.2691x²-17.752x+38.265 (4)

y_磨耗＝2.6972x²-9.7713x+33.882 (5)

式中：y粘结——拉拔强度，MPa；

y磨耗——磨耗值，％；

x——对应原路面构造深度，mm；

所述沥青路面和水泥路面最佳构造深度范围分别为1.0mm～1.8mm和1.0mm～1.4mm；

所述封层材料的设计包括以下步骤：

第S1步，确定封层碎石覆盖率当量和碎石用量，确定碎石覆盖率与碎石用量的关系模型；

第S2步，设计封层材料，计算封层骨料和胶结料的用量；

在S1步中，包括以下步骤：

步骤S11，划定200mm*200mm的黑色背景区域，分别撒布两个质量确定的2.36mm～4.75mm单一粒径玄武岩碎石，并采集图像；

步骤S12，利用图像处理技术，将图像去噪后生成二值图像，统计碎石覆盖区域比率，得到碎石覆盖率与碎石用量的关系模型，如公式(6)所示：

y＝0.0544x (6)

式中：y——碎石用量，kg/m²；

x——碎石覆盖率，％；

其特征在于：

在所述S2步中，所述封层骨料的用量采用Mcleod法，用量C通过公式(7)～公式(9)计算确定：

C＝(1-0.4×V)×H×G×E (7)

H＝M/(1.139285+0.011506×FI) (8)

式中：G——集料密度，测定G＝2.575t/m³；

V——松散集料的空隙率，采用2.36～4.75mm单一粒径集料，测定空隙率为0.13；

M——集料尺寸理论中值，M＝(2.36+4.75)/2＝3.555；

FI——集料片状指数，不大于5％，测试值为5％；

H——碎石平均高度，计算得3.1048mm；

E——集料损失率，碎石封层在投入使用后不可避免会有集料损失，在设计时考虑5％～10％的集料损失，取10％；

综上计算，可得TICS封层理论最佳碎石用量C＝6.8kg/m²，覆盖率为124％；

所述胶结料用量通过公式(9)来确定：

B＝(0.4×H×T×V+S+A)/R (9)

式中：T——交通量修正因子；S——路面状况修正因子；A——集料吸收修正指数，若原铺装层表面性能未有较大损失，则取0；R——胶结料有效含量，未被稀释的胶结料取1，乳化沥青固含量0.558；H、V取值于公式(7)～(8)计算过程值。