孫華東, 范維玉, 時敬濤, 李玉環(huán),趙品暉, 梁 明, 劉樹俊, 李 軍

(1.中國石油大學(xué)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島 266580; 2.大連環(huán)資科技有限公司,遼寧大連 116100;3.中石油燃料油有限責(zé)任公司研究院,北京 100142)

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一SAC型瀝青路面冷灌縫材料黏附性能研究

孫華東1,2, 范維玉1, 時敬濤3, 李玉環(huán)3,趙品暉1, 梁 明1, 劉樹俊1, 李 軍1

(1.中國石油大學(xué)重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島 266580; 2.大連環(huán)資科技有限公司,遼寧大連 116100;3.中石油燃料油有限責(zé)任公司研究院,北京 100142)

針對SAC型瀝青路面冷灌縫材料的特點(diǎn),建立基于斷裂能理論的黏附性能評價方法,考察不同黏附性助劑對灌縫料黏附性能的影響,并探討其作用機(jī)制。研究結(jié)果表明:水性丙烯酸樹脂類助劑(AR)和丁苯膠乳類助劑(SBR)能夠顯著提高灌縫料與原路面間的拉伸斷裂能和剪切斷裂能,且隨著助劑用量的增加斷裂能增加;AR通過提高灌縫料與原路面間的極限力值對斷裂能產(chǎn)生影響,且AR的加入主要提高了瀝青組分的極限拉伸力值和水泥砂漿組分的極限剪切力值;SBR通過提高灌縫料與原路面間的極限位移對斷裂能產(chǎn)生影響,且SBR的加入主要提高了瀝青組分的極限拉伸和剪切位移。

灌縫材料; 黏附性能; 助劑; 斷裂能; 極限位移; 極限力值

裂縫是瀝青路面普遍存在的病害形式[1-2]。及時處理裂縫能降低道路養(yǎng)護(hù)成本、延長道路使用壽命,而且能夠提高行車的舒適性和安全性[3-5]。裂縫的處理方法有稀漿封層、微表處、罩面、灌縫、貼縫等[6-8],其中灌縫處理由于操作簡單、性價比高等,應(yīng)用最為廣泛[9]?，F(xiàn)有的灌縫材料普遍存在價格昂貴、施工復(fù)雜、環(huán)境污染、自身強(qiáng)度差和黏結(jié)性差等問題[10-13]。范維玉等[14-17]開發(fā)了一種以乳化瀝青和無機(jī)膠結(jié)料為主要成分的有機(jī)無機(jī)復(fù)合灌縫料-SAC型瀝青路面冷灌縫材料,具有價格低廉、施工便捷、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。筆者在前期研究工作的基礎(chǔ)上,建立灌縫料黏附性能評價方法,選取8種黏結(jié)力改性助劑,考察助劑的種類和用量對灌縫料黏結(jié)性能的影響,并探討不同黏結(jié)性助劑對灌縫料黏附性改善機(jī)制。

1 試 驗(yàn)

1.1 試劑材料

SAC型瀝青路面冷灌縫材料主要原料:乳化瀝青(陽離子慢裂快凝型乳化瀝青,其制備方法見參考文獻(xiàn)[17]);無機(jī)膠結(jié)料(水泥、石英砂、膨脹劑等);功能性助劑(減水劑、消泡劑、早強(qiáng)劑)。

黏結(jié)力改性助劑。硅烷偶聯(lián)劑類:KH-1,氨基官能團(tuán)硅烷,相對分子質(zhì)量221; KH-2,環(huán)氧基官能團(tuán)硅烷,相對分子質(zhì)量236;KH-3,甲基丙烯酰氯基硅烷,相對分子質(zhì)量248。水性環(huán)氧樹脂類:ER-1,環(huán)氧當(dāng)量190～220 g/eq,含量(50±2)%;ER-2,環(huán)氧當(dāng)量480～520 g/eq,含量(45±2)%;ER-3,環(huán)氧當(dāng)量1 600～2 000 g/eq,含量(40±2)%。水性丙烯酸樹脂類:AR,pH=4～5,含量63%～65%。丁苯膠乳類:SBR,pH=10,含量69%。以上材料均購自國藥集團(tuán)。

1.2 試驗(yàn)方法

SAC型瀝青路面冷灌縫材料的制備。按照文獻(xiàn)[17]中的流程制備SAC型瀝青路面冷灌縫材料,首先將助劑加入到液體材料中拌合均勻后再與固體材料一起拌合制成SAC型瀝青路面冷灌縫材料。除了助劑之外其他材料的配比為:瀝青與水泥(骨料)比為0.80～0.95;減水劑、消泡劑、膨脹劑和早強(qiáng)劑等助劑的用量為水泥和砂子總量0.1‰～5%。在考察黏結(jié)助劑影響時,其他組分配比不變。

2 結(jié)果分析

2.1 裂縫處灌縫材料受力分析及斷裂評價

2.1.1 裂縫處灌縫材料實(shí)際受力分析及斷裂判斷標(biāo)準(zhǔn)

灌縫材料在服役過程中,在裂縫處主要受拉應(yīng)力和剪應(yīng)力作用[6],其受力作用如圖1所示。其中,由于氣候溫度的持續(xù)變化,路面裂縫隨著路面的熱脹冷縮產(chǎn)生縮小和擴(kuò)大,使得處于裂縫處的灌縫材料受到拉應(yīng)力作用(圖1(a));而隨著交通荷載的變化,如汽車駛近或駛離裂縫時,處于裂縫處的灌縫材料隨著裂縫兩邊產(chǎn)生的錯臺變化受到剪應(yīng)力作用(圖1(b)),因此可以用拉伸黏附性能和剪切黏附性能作為灌縫材料黏附性能的評價指標(biāo)[18-19]。

圖1 裂縫處灌縫材料受力分析

此外,SAC型冷灌縫料在固化成型服役過程中屬于具有一定強(qiáng)度和黏彈性的固體材料,因此可以利用固體材料的斷裂力學(xué)對灌縫材料與原路面間的黏附力學(xué)進(jìn)行研究,目前對固體材料有不同的判斷斷裂的準(zhǔn)則[20-24],主要包括能量釋放率G和應(yīng)力強(qiáng)度因子K等。但是,研究發(fā)現(xiàn),用G和K作為固體材料斷裂的判斷依據(jù)往往需要起裂準(zhǔn)則,對于黏彈性的材料并不適用。Dugdale和Barrenblatt等[25-26]提出了適用于黏彈性材料且不需要起裂準(zhǔn)則的內(nèi)聚力模型(CZM),提出判斷斷裂的3個重要參數(shù),即極限位移δsep、極限力值σc和斷裂能GF:

(1)

由式(1)可知,斷裂能由δsep和σc決定。劉敬輝[27]研究發(fā)現(xiàn),基于能量法的內(nèi)聚力模型能較好地模擬裂縫,解釋了預(yù)裂縫技術(shù)的本質(zhì)機(jī)制。

2.1.2 裂縫處灌縫材料斷裂能評價體系的建立

對于一些灌縫料尤其是柔性灌縫料黏附性能的評價主要是基于拉伸循環(huán)后是否斷裂,并未進(jìn)行極限位移δsep、極限力值σc和剪切黏結(jié)力的測試[28-30]。結(jié)合SAC型冷灌縫材料的特點(diǎn),建立拉伸、剪切實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng),見圖2和3。其中,以水泥塊模擬原有瀝青路面,灌縫料填充在兩個水泥塊之間,將加入不同助劑材料制備的灌縫料灌注到水泥試塊中間,養(yǎng)護(hù)28 d,形成最終強(qiáng)度,進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)。其中,極限拉伸力值σcT和極限剪切力值σcS為伺服萬用試驗(yàn)機(jī)以5 mm/min的速度進(jìn)行測試時得到的極限力值;極限拉伸位移δsepT和極限剪切位移δsepS為力值產(chǎn)生到減小為0時的位移差,通過式(1)計(jì)算分別得到拉伸斷裂能GFT和極限剪切斷裂能GFS。

圖2 拉伸黏附性能測試模具、試塊及測試

圖3 剪切黏附性能測試模具、試塊及測試

2.2 助劑類型對SAC型瀝青路面冷灌縫材料黏附性能的影響

在其他條件一定,且助劑摻量為乳化瀝青2.5%的情況下,考察助劑的類型對灌縫料黏附性能的影響,結(jié)果見圖4。由圖4可知,在相同的助劑摻加量下,助劑的類型對SAC型瀝青路面冷灌縫材料與原路面間的極限位移δsep、極限力值σc、斷裂能GF的影響程度不同,水性丙烯酸樹脂類助劑(AR)和丁苯膠乳類助劑(SBR)能夠顯著提高灌縫料與原路面間的拉伸斷裂能GFT和剪切斷裂能GFS。添加助劑AR的SAC型瀝青路面冷灌縫材料與不添加黏結(jié)助劑的空白組相比,其與原路面間的拉伸斷裂能和剪切斷裂能分別提高了151.84%和46.06%;而添加助劑SBR后灌縫料與原路面間的拉伸斷裂能和剪切斷裂能分別提高了185.74%和35.92%。同時,與其他黏附性助劑相比,助劑AR和SBR的價格更為便宜,因此這兩種助劑作為提高SAC型瀝青冷灌縫材料的黏附性具有很好的可行性。

圖4 助劑類型對SAC型瀝青路面冷灌縫材料黏附性能的影響

2.3 助劑AR用量對冷灌縫材料黏結(jié)性能的影響及機(jī)制分析

在其他條件一定的情況下,考察助劑AR摻量在0～4.5%變化時對拉伸黏附性能和剪切黏附性能的影響。結(jié)果見圖5。由圖5可知,隨著AR摻加量逐漸增大,SAC型瀝青路面冷灌縫材料與原路面之間的極限拉伸力值σcT、拉伸斷裂能GFT和極限剪切力值σcS、剪切斷裂能GFS均逐漸增大;而極限拉伸位移和極限剪切位移變化幅度較小。當(dāng)AR摻加量為4.5%時,極限拉伸力值、極限剪切力值、極限拉伸位移、極限剪切位移分別增加了266%、82%、6%和9%。表明增加助劑AR的用量可以明顯增大SAC型瀝青路面冷灌縫材料的拉伸和剪切斷裂能,從而有效地提高材料與原路面間的抗裂性能。從AR的摻加量對SAC型瀝青路面冷灌縫材料極限位移和極限力值的影響,并結(jié)合式(1)看出,AR對斷裂能的影響主要是通過其提高極限力值而不是通過

提高其極限位移來實(shí)現(xiàn)的。可能的原因是,黏結(jié)劑AR屬于丙烯酸樹脂類材料,材料中含有一定量的不飽和羧酸,其結(jié)構(gòu)中的酸性基團(tuán)與水泥試塊接觸界面處的堿性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成牢固的結(jié)合面,從而提高SAC型瀝青路面灌縫材料與原路面間的拉伸黏附性能[31]和剪切黏附性能;同時由于酸堿反應(yīng)而產(chǎn)生的氣體的釋放(如CO2等)導(dǎo)致灌縫材料自身孔隙率增大造成了接觸界面處粗糙度增大。

圖5 助劑AR用量對SAC型瀝青路面冷灌縫材料黏附性能的影響

SAC型瀝青路面冷灌縫材料成型后屬于一種由瀝青、水泥及骨料組成的具有三維網(wǎng)絡(luò)交叉結(jié)構(gòu)的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料[32],其與原路面接觸界面處既存在瀝青等有機(jī)材料也存在水泥砂漿等無機(jī)材料。

助劑AR摻加量對瀝青組分、水泥砂漿組分與原路面間黏附性能的影響見圖6。由圖6看出,隨著助劑AR摻加量的逐漸增大,乳化瀝青蒸發(fā)殘留物(摻加助劑的乳化瀝青水分蒸干且固化后的物質(zhì))與原路面之間的拉伸斷裂能GFT有明顯增大趨勢,極限拉伸力值呈現(xiàn)增大趨勢但變化不明顯,其他參數(shù)基本保持不變;摻加AR的水泥砂漿固化成型后(養(yǎng)護(hù)28 d)與原路面之間的極限剪切力值σcS和剪切斷裂能GFS均呈現(xiàn)明顯的增大趨勢,而其他的參數(shù)基本保持不變。

綜上所述,AR的加入能夠顯著提高SAC型瀝青路面冷灌縫材料與原路面之間黏附性能,其中對于拉伸黏附性能的影響主要通過提高瀝青(乳化瀝青破乳后的殘留物)與原路面之間的極限拉伸黏附力值實(shí)現(xiàn);對于拉伸黏附性能的影響主要通過提高水泥砂漿與原路面之間的極限剪切力值實(shí)現(xiàn)[33]。

圖6 助劑AR用量對瀝青組分、水泥砂漿組分黏附性能的影響

2.4 助劑SBR用量對冷灌縫材料黏結(jié)性能的影響及機(jī)制分析

助劑SBR摻加量對SAC型瀝青路面冷灌縫材料黏附性能的影響見圖7。

圖7 助劑SBR用量對SAC型瀝青路面冷灌縫材料黏附性能的影響

從圖7看出,隨著SBR摻加量的增加(0～4.5%),拉伸斷裂能和剪切斷裂能顯著增加,從而有效地提高材料與原路面間的抗裂性能;隨著SBR摻加量的增加,極限拉伸位移和極限剪切位移明顯增大,但極限拉伸力值和極限剪切力值基本保持不變。由式(1)可知,斷裂能主要由極限力值和極限位移兩個參數(shù)決定,所以在極限力值變化幅度不大的情況下,極限位移的增大導(dǎo)致斷裂能的提高,因此SBR提高拉伸和剪切斷裂能的根本原因在于提高了拉伸和剪切黏結(jié)測試時的極限位移。這是由于SBR膠乳屬于橡膠,分子中不含有極性分子結(jié)構(gòu),所以不能與原路面界面處的水泥形成化學(xué)反應(yīng)影響兩者之間的力值,可能主要對瀝青起作用。瀝青用SBR膠乳改性時能夠明顯提高其韌性,提升延度(位移)[34]。

助劑SBR的摻加量對瀝青類有機(jī)組分和水泥砂漿類無機(jī)組分單獨(dú)成型后與原路面之間黏附性能的影響結(jié)果見圖8。

圖8 助劑SBR用量對瀝青組分、水泥砂漿組分黏附性能的影響

從圖8看出,助劑SBR的加入對瀝青組分與原路面之間的拉伸、剪切位移及拉伸、剪切斷裂能的影響較大,而對極限拉伸力值和極限剪切力值影響較小;SBR的加入對水泥砂漿與原路面間的極限斷裂力值、極限位移及斷裂能有一定的影響但影響不大。SBR膠乳屬于橡膠類材料,該類材料在瀝青中的主要作用是改善瀝青延度、提升瀝青的韌性,從而使得加入助劑SBR后的乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的拉伸、剪切位移顯著增加。

3 結(jié) 論

(1)灌縫料在服役過程中主要受拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力作用,由此建立基于內(nèi)聚力模型的灌縫料黏附性能評價體系和方法。

(2)助劑的類型對灌縫料黏附性能的影響較大,水性丙烯酸樹脂類助劑(AR)和丁苯膠乳類助劑(SBR)能夠顯著提高灌縫料與原路面間的拉伸斷裂能和剪切斷裂能,且隨著助劑用量的增加斷裂能增加。

(3)助劑AR提高SAC型瀝青路面冷灌縫材料的拉伸斷裂能和剪切斷裂能通過提高極限力值得以實(shí)現(xiàn),AR的加入提高了瀝青組分的極限拉伸力值,同時提高了水泥砂漿組分的極限剪切力值。

(4)助劑SBR提高SAC型瀝青路面冷灌縫材料的拉伸斷裂能和剪切斷裂能通過提高極限位移實(shí)現(xiàn),對極限力值沒有明顯影響,SBR的加入提高了瀝青組分的極限拉伸位移和極限剪切位移。

[1] TAN Y Q, WANG H P, MA S J, et al. Quality control of asphalt pavement compaction using fiber Bragg grating sensing technology[J]. Construction and Building Materials, 2014,54:53-59.

[2] AKIHIRO M, TOSHIRO J, TAKAAKI N, et al. Construction and pavement properties after seven years in porous asphalt with long life[J]. Construction and Building Materials, 2014,50:401-413.

[3] 周輝.高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)研究[J].中外公路,2007,27(3):246-248. ZHOU Hui. Research on preventive maintenance of expressway asphalt pavement[J]. Journal of China & Foreign Highway, 2007,27(3):246-248.

[4] 趙淑銘,劉亞娟.高速公路瀝青路面病害成因分析[J].公路交通科技,2013(7):24-26. ZHAO Shuming, LIU Yajuan. Analysis on the causes of asphalt pavement distress of expressway[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2013(7):24-26.

[5] EPPS A. Design and analysis system for thermal cracking in asphalt concrete[J]. Journal of Transportation Engineering, 2000,126(4):300-307.

[6] 康敬東.瀝青路面裂縫和坑槽養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)的研究[D]. 西安:長安大學(xué),2002. KANG Jingdong. Research on maintenance technology for asphalt pavement crack and pothole [D]. Xian: Changan University, 2002.

[7] 高艷麗,付麗琴,王玉順,等. 高速公路瀝青路面裂縫修補(bǔ)技術(shù)探討[J]. 公路, 2002(9):136-139. GAO Yanli, FU Liqin, WANG Yushun, et al. Crack repair technology of asphalt pavement of expressway[J]. Highway, 2002(9):136-139.

[8] 田莉,胡霞光.美國瀝青路面裂縫處治技術(shù)應(yīng)用與研究進(jìn)展[J].中外公路,2009(6):93-96. TIAN Li, HU Xiaguang. The research progress and application of asphalt pavement crack treatment technology in USA[J]. Journal of China & Foreign Highway, 2009(6):93-96.

[9] CROVETTI J A, DARTER M I, JOHNSON K D, et al. Innovative materials and equipment for pavement surface repairs, volume (Ⅱ): synthesis of operational deficiencies of equipment used for pavement surface repairs[R]. SHRP-M/UFR-91-505, 1991.

[10] 黎力,吳芳.自流平材料的應(yīng)用發(fā)展綜述[J].新型建筑材料,2006,4:7-11. LI Li, WU Fang. Review on application and development of self-leveling materials[J]. New Building Material, 2006,4:7-11.

[11] HEITZMAN M. Design and construction of asphalt paving materials with crumb rubber modifier[R].Washington, D C: US Department of Transportation, 1992.

[12] 張慶杰.瀝青路面裂縫填封和坑槽修補(bǔ)用密封膠的研制[D]. 沈陽:沈陽理工大學(xué),2009. ZHANG Qingjie. Research on the sealants to be used to fill cracks and repair potholes in asphalt road[D]. Shenyang:Shenyang Ligong University,2009.

[13] 常珍鵬.瀝青路面裂縫與密封膠灌縫處理[J]. 交通世界,2009(7):115-116. CHANG Zhenpeng. Crack and sealant filling joint treatment of asphalt pavement[J]. Transport World, 2009(7):115-116.

[14] 孫華東,范維玉,劉樹俊,等.有機(jī)黏結(jié)劑對瀝青基灌縫材料黏結(jié)性能的影響[J]. 化學(xué)與生物工程,2014,31(9):55-58. SUN Huadong, FAN Weiyu, LIU Shujun, et al. Effect of organic binders on cohesive force of asphalt-base crack repairing material[J]. Chemical and Bioengineering, 2014,31(9):55-58.

[15] 孫華東,范維玉,唐自恒,等.無機(jī)組分對冷灌縫材料黏結(jié)力影響研究[J].硅酸鹽通報(bào),2014,33(8):1940-1944. SUN Huadong, FAN Weiyu, TANG Ziheng, et al. Effect of inorganic components on the cohesive force of the cold crack seal material[J]. Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2014,33(8):1940-1944.

[16] 孫華東,范維玉,梁明,等. 瀝青基路面裂縫修補(bǔ)材料黏結(jié)性能影響研究[J].新型建筑材料,2014,41(6):92-95. SUN Huadong, FAN Weiyu, LIANG Ming, et al. The study of cohesive force of asphalt-base crack repairing material[J]. New Building Materials,2014,41(6):92-95.

[17] 范維玉,孫華東,張銳,等. 一種用于路面裂縫修補(bǔ)的瀝青基復(fù)合材料:ZL201310587172.9[P]. 2015-12-09.

[18] TAN Y Q, GUO M, CAO L P, et al. Performance optimization of composite modified asphalt sealant base on rheological behavior[J]. Construction and Building Materials, 2013,47:799-805.

[19] JOAO M L, JORGE B. Inspection survey of 150 expansion joints in road bridges[J]. Engineering Structures, 2009,31:1077-1084.

[20] GRIFFITH A A. Phenomena of rupture and flow in solids[J]. Asm Transactions Quarterly, 1968,61(4):163-198.

[21] 范天佑.斷裂理論基礎(chǔ)[M].北京:科學(xué)出版社,2003.

[22] IRWIN G R. Analysis of stresses and strains near the end of a track traversing a plate[J]. Journal of Applied Mechanics, 1957,24(4):361-364.

[23] WELLS M J. Taste by touch-some experiment with octopus[J]. Journal of Experimental Biology, 1963,40(1):187-193.

[24] RICE J R. A path independent integral and approximate analysis of strain concentration by notches and cracks[J]. Journal of Applied Mechanics,1968,35(2):379-386.

[25] DUGDALE D S. Yielding of steel sheets containing slits[J]. Journal of the Mechanics and Physics of Solids,1960,8(2):100-104.

[26] BARRENBLATT G I. The mathematical theory of equilibrium cracks in brittle fracture[J]. Advances in Applied Mechianics,1962,7:55-129.

[27] 劉敬輝.基于內(nèi)聚力模型的預(yù)裂縫技術(shù)機(jī)制分析[J].公路交通科技,2012,29(7):32-37. LIU Jinghui. Mechanism analysis of pre-cracking technique based on cohesive zone model[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2012, 29(7):32-37.

[28] ASTM D5329. Standard test methods for sealants and fillers, hot-applied, for joints and cracks in asphaltic and Portland cement concrete pavements[S]. West Conshohocken:ASTM International,2009.

[26] ASTM D5078. Standard specification for crack filler, hot-applied, for asphalt concrete and Portland cement concrete pavements [S]. West Conshohocken:ASTM International,2011.

[29] ASTM D6690. Standard specification for joint and crack sealants, hot applied, for concrete and asphalt pavements [S]. West Conshohocken:ASTM International,2015.

[29] ASTM D1190. Standard specification for concrete joint sealer, hot-applied elastic type[S]. West Conshohocken:ASTM International,1997.

[30] ASTM D1985. Standard practice for preparing concrete blocks for testing sealants, for joints and cracks[S]. West Conshohocken:ASTM International,2013.

[31] 李峰,黃頌昌,徐劍,等. 瀝青路面灌縫膠性能評價及技術(shù)要求[J]. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào),2009,9(2):7-11. LI Feng, HUANG Songchang, XU Jian, et al. Performance evaluation and technical requirement of sealant and filler in asphalt pavement [J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009,9(2):7-11.

[32] 農(nóng)金龍. 聚合物改性水泥基黏結(jié)復(fù)合材料的黏結(jié)性能研究[D]. 長沙:湖南大學(xué),2014. NONG Jinlong. Study on bonding performance of polymer-modified cement-based bonding composite [D]. Changsha: Hunan University, 2014.

[33] 沈凡. 水泥-乳化瀝青-水性環(huán)氧復(fù)合膠結(jié)鋼橋面鋪裝材料研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2012. SHEN Fan. Research on composite steel bridge deck pavement of cement-emulsifying asphalt and waterborne epoxy [D]. Wuhan: Wuhan University of Technology, 2012.

[34] ZHANG F, YU J Y. The research of high-performance SBR compound modified asphalt[J]. Construction and Building Materials, 2010,24:410-418.

(編輯 劉為清)

Study on adhesive property of SAC-sealant for cracks in asphalt pavement

SUN Huadong1, 2, FAN Weiyu1, SHI Jingtao3, LI Yuhuan3,ZHAO Pinhui1, LIANG Ming1, LIU Shujun1, LI Jun1

(1.StateKeyLaboratoryofHeavyOilProcessinginChinaUniversityofPetroleum,Qingdao266580,China;2.DalianHuanziTechnologyLimited,Dalian116100,China;3.PetroChinaFuelOilCompanyLimitedResearchInstitute,Beijing100142,China)

On the basis of the characteristics of SAC-sealant, an adhesion performance evaluation method based of the fracture energy theory was established. The effects of different additives on the adhesive performance of sealant were investigated, and mechanism was studied as well. The results indicate that the tensile and shear fracture energy between SAC-sealant and the original pavement can be greatly improved by the addition of AR and SBR compared to other additives. And there is a positive correlation between the fracture energy and the amount of AR or SBR. The fracture energy between SAC-sealant with AR and the original pavement is mainly affected by the improvement of ultimate bond value. The addition of AR improves the ultimate tensile value of asphalt component and the ultimate shear value of cement mortar component. The fracture energy between SAC-sealant with SBR and the original pavement is mainly affected by the improvement of the ultimate displacement. The addition of SBR improves the ultimate tensile and shear displacement of asphalt components.

filling material; adhesive performance; additive; fracture energy; ultimate displacement; ultimate value

2016-03-25

中石油燃料油公司項(xiàng)目(ZYRLY-YJY-2014-JS-21);山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家科研獎勵基金項(xiàng)目(BS2014NJ010)

孫華東(1984-),男,博士,研究方向?yàn)榈缆窞r青材料。E-mail:sunhuadong2004@163.com。

趙品暉(1985-),男,博士后,研究方向?yàn)榈缆窞r青材料、瀝青基微納米碳材料。E-mail:zhaopinhui08@163.com。

1673-5005(2016)05-0159-07

10.3969/j.issn.1673-5005.2016.05.020

TE 626.86

:A

孫華東,范維玉,時敬濤,等.SAC型瀝青路面冷灌縫材料黏附性能研究 [J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,40(5):159-165.

SUN Huadong, FAN Weiyu, SHI Jingtao, et al. Study on adhesive property of SAC-sealant for cracks in asphalt pavement[J]. Journal of China University of Petroleum(Edition of Natural Science), 2016,40(5):159-165.