2.1 抗剪强度
首先成型水稳基层试件,放置于 10cm 的加厚车辙模板中,并在水稳基层试件表面均匀洒布橡胶沥青,洒布温度为 185~195 ℃,紧接着将水洗后的预热碎石均匀洒布在橡胶沥青上,之后采用车辙成型仪碾压两遍,碾压方式同普通车辙试件;碾压完成后,在应力吸收层上面加铺 5cm 厚 AC-25C 粗粒式沥青混凝土,并碾压密实,待沥青面层冷却 24h 后拆模,使用钻心机钻芯取样,芯样半径和高度均为 10cm,成型的复合试件如图 3 所示。采用剪切仪测试抗剪强度,剪切仪示意图如图 4 所示。
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2.1.1 橡胶沥青洒布量的影响
相关研究结果表明,吸收层抗剪强度随温度增加而降低,因此主要考虑高温抗剪能力。试验温度为 60℃,采用固定变量法,固定碎石满铺率为 60%,沥青洒布量为 1.6~2.6 kg/m²,浮动单元为 0.2kg/m²。试验结果见表 8。
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由试验结果可以看出:1)在碎石满铺率确定的情况下,抗剪强度随橡胶沥青洒布量出现先增大后减小的情况;2)当碎石满铺率为 60% 时,沥青洒布量在 1.6kg/m²至 2.4kg/m² 时,抗剪强度越来越大,沥青洒布量增加至2.6kg/m²时,抗剪强度减小。
结合数值分析结果可知,应力吸收层的抗剪强度应不低于 0.093MPa,故试验结果均能满足要求;从经济性考虑,当沥青洒布量为 2.4kg/m²,吸收层抗剪强度相比于沥青洒布量为 2.2kg/m² 的抗剪强度增幅较小。因此,橡胶沥青适宜洒布量 2.2kg/m² 视为最佳洒布量。
2.1.2 碎石满铺率的影响
固定沥青洒布量为 2.2%,碎石撒布量为 40%~90%,浮动单元为 10%,其它试验条件不变。试验结果见表 9。
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由试验结果可以得出:1)在沥青洒布量确定的情况下,抗剪强度随碎石满铺率的增加出现先增大后减小的情况;2)当沥青洒布量为 2.2kg/m² 时,基于抗剪强度的橡胶碎石最佳满铺率为 70%,碎石满铺率在 40% 至70% 时,抗剪强度越来越大,而碎石满铺率在 70% 至90% 时,抗剪强度呈减小趋势变化。
综合考虑力学分析结果及经济性,碎石满铺率宜为70%。
2.2 拉拔强度
拉拔试验试件尺寸及成型方法同抗剪试验,正式试验前,应至少提前一天采用环氧树脂胶将拉拔头与试件上下表面粘牢,当试验过程中出现拉拔头与试件提前断裂的情况,应废弃试验。拉拔试验示意图如图 5 所示。
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2.2.1 沥青洒布量的影响
试验温度及试验条件同抗剪试验,试验结果见表10。
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由试验结果可以得出:1)在碎石满铺率确定的情况下,试件抗拉强度随沥青洒布量出现先增大后趋向于稳定;2)当碎石满铺率为 60% 时,沥青洒布量在 1.6kg/m²至 2.2kg/m² 时,抗剪强度越来越大,且增幅较大,而沥青洒布量在 2.2kg/m²至 2.6kg/m²时,抗剪强度增加非常缓慢。
由力学分析结果可知,试验中应力吸收层的抗拉强度均能满足使用要求,但沥青洒布量过大时,对抗拉强度贡献并不大,相反会大大增加其成本。因此,橡胶沥青洒布量宜为 2.2kg/m²。
2.2.2 碎石满铺率的影响
固定沥青洒布量为 2.2%,碎石撒布量为 40%~90%,浮动单元为 10%,其它试验条件不变。试验结果见表11。
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由试验结果可以得出:1)在沥青洒布量确定的情况下,抗拉强度强度随碎石满铺率增加出现先增大后减小的情况;2)当沥青洒布量为 2.2kg/m² 时,基于抗拉强度的碎石最佳满铺率为 70%,碎石满铺率在 40% 至 70%时,抗剪强度越来越大,碎石满铺率在 70% 至 90% 时,抗剪强度越来越小,并且当满铺率超过 80%,抗剪强度急剧减小。
考虑力学分析结果及经济性,碎石满铺率宜为 70%。
综合 2.1 和 2.2 分析,应力吸收层最佳沥青洒布量和碎石满铺率分别为 2.2kg/m²和 70%。