新型机场道面雾封层材料性能及施工技术研究研究论文电子版下载

新型机场道面雾封层材料性能及施工技术研究研究论文电新型机场道面雾封层材料性能及施工技术研究研究论文电 子版下载子版下载 MAINTENANCE CONSTRUCTION AND MACHINERYl昆团瞳亘国团圃1000 033X 2O15 11 0075 04新型机场道面雾封层材料性能及施工技术研究李炜光 郑敏楠 连城 1 长安大学公路学院 陕西西安710068 2 长安大学材料科 学与工程学院 陕西西安710064 摘要针对机场道面的实际要求 研 发了一种新的雾封层材料 并对它的干燥时间 抗渗水能力 抗滑 和粘结性等性能进行了室内试验和试验段的铺筑 研究发现 此种新型雾封层材料通过添加剂的作用 与原有的沥青 道面产生化学反应 提高了雾封层材料的抗渗水性 耐久性和与原 路面的粘结性 且缩短了传统雾封层材料的干燥时间 可以满足机 场施工的要求 具有良好的路用性能 关键词雾封层 路面养护 渗水性 抗滑性U418 6文献标志码B Researchon Propertiesand ConstructionTechnology ofNew Material forFog SealCoat ofAirport Pavement LIW ei guang ZHENG Min nan LIAN Cheng 1 School ofHighway Chang in University Xi an710064 Shaanxi China 2 School ofM aterialsScience andEngineering Chang an University Xi an710064 Shaanxi China AbstractA newtype ofmaterial forfog seal coat wasdeveloped interms of the requirementof airportpavem ent and itsdrying time the abilityof resistanceto water peration skid resistance andcohesiveness weretested byrunning indoortest andpaving ontest section W iththe helpoftheadditive the abilityof resistanceto waterperation anddurability ofthe fogseal materialand thecohesiveness ofexistent pavem ent wereimproved bythe chemicalreaction and thedrying timewas shorterparing withtraditional fogseal materia1 Key wordsfogsealcoat pavementm aintenance waterperation skid resistance0引言机场沥青道面因吸震性好 温度变形小 施工周期 短及快速抢修方便得到广泛应用 然而 随着航空业的快速发展 机场沥青道面负载量日益增大 加 之大吨位飞机数量的增多 使机场沥青道面承受更多繁重荷载作用 在环境因素及荷载的耦合作用下 机场沥青道面极易出现沥青老化 脱落 微裂缝 松散等早期病害 加之管理不当 养护不及时 路表积水经微裂缝渗入沥青道面结构 层中 产生水损害 进一步加剧路面的破坏 严重影响飞机起降的 安全 一旦造成事故 后果不堪设想 目前广泛认可的沥青道面养护方式为预防性养护 其中雾封层技术 是有效解决此类早期损坏的较为科学的方法口 雾封层是一项有效且低成本的技术 对路面养xx 04 23护能起到事半功倍的作用 在进行施工时 将材料以雾状的形式均匀喷洒在机场道面上 使路 面上形成一层具有一定强度的沥青薄膜 雾封层材料可以填补或关 闭沥青道面表面存在的微孔隙和微裂缝 防止水损害并延缓空气 阳光对沥青的老化作用 此外 雾封层可以稳定粘结路面上的松散 集料 防止松散病害进一步扩大 因此 它可以修复道面早期病害 和减缓因沥青老化造成的松散 然而 传统雾封层材料对温度敏感性高 高温下雾封层材料强度形 成速度快 但是如果温度过低 则雾封层材料强度形成速度较慢 沥青薄膜强度不足 将延长施工时间 严重影响机场的正常运转 另外 传统雾封层材料主要是通过物理作用与旧沥青路面相粘结 粘结强度不足 容易产生雾封层材料与原有路面 脱皮 的现象 5 基于此 本文研究了采用特种SBS改性乳75M AINTENANCEC0NSTRUCTIoN AND M ACHINERY化沥青并添加渗透剂 还原剂及抗剥落剂等材料制备出新 型雾封层材料进行养护的效果 可以给同类施工提供借鉴 1试验材料及试验方法1 1原材料本文所用的特种SBS改性乳化沥青 可确保良好的施工流动性 以及在拌和后不出现分层离析 SBS改性乳化沥青技术指标如表1所示 表1SBS改性乳化沥青技术要求试验项目技术要求布氏粘度 cPs2000 80O0固含量 4O筛上剩余量 0 5pH值4 0 8 01 2原材 料配合比新型雾封层材料的主要成分为特种SBS改性乳化沥青 细集 料及添加剂混合液 配合比如表2所示 表2混合料配合比构成SBS改性乳化沥青100kg添加剂混合液65 80kg 细集料15 25kg细集料最大粒径不应超过1 18mm 可以包含一定比 例的工业废弃物 如粉煤灰 但其中不应含有因水泥结块或结团的 材料和有害物质 细集料的添加比例根据施工原路面的路表粗糙程度及总体摊铺量来 确定 范围在15 25之间 添加剂混合液由渗透剂 还原剂 抗剥落剂 溶剂 功能助剂等组 成 1 3试验方法为了研究此种雾封层材料的路用性能 对其干燥时间 粘结性 抗渗水性 抗滑性进行了研究 1 干燥时间试验 选定一段试验路 首先进行封闭 清理 吹扫 防污处理 然后进 行划线分块并根据分块面积以及涂布量确定涂布质量 最后对该试 验段进行涂布 涂布可分为一次涂完和分两次涂布两种方式 分两次涂布施工时 必须等第一层雾封层材料完全干燥后再进行第 二次的涂布 此次试验采用毛刷刷涂的方式施工 涂完之后进行观察 注意记录干燥时间以及干燥情况 2 粘结力评价试验 采用常温状态下车辙试验来模拟行车过程中车辆对雾封层的作用效 果 在76规定温度下对沥青混合料进行拌和 拌和均匀后 放入强制通 风烘箱中进行加热 温度约为135 1 加热时间为4h 5min 将加热后的沥青混合料在轮碾成型机上制成试样 试样大小为300mm 300mm 50mm 待试样成型冷却后 在试件表面均匀涂抹不同种雾 封层材料 材料彻底干燥后 依据 公路工程沥青及沥青混合料试 验规程 JTJ O52 2000 中相关规定进行车辙试验l 7 测试试验后试件集料的裸露率以评价雾封层材料的粘结性 3 抗渗水评价 根据 公路路基路面现场测试规程 JTG E60 xx 进行渗水系数的试验和计算 4 抗滑性试验 根据 公路路基路面现场测试规程 JTG E60 xx 的规定进行摆值测定 构造深度根据 公路工程沥青及沥青混合 料试验规程 JTG052 2000 进行测定 2雾封层施工技术方案2 1施工准备首先到机场管理部门办理施工人 员 施工机械设备等进入飞行区的证件 将试验需要的设备 材料 仪器等准备就绪 保证在停航后能够及时进场 合理地安排试验 段的施工 2 2原道面技术指标测定雾封层施工前对原道面纹理深度 摩擦系 数 渗水系数进行测定 2 3雾封层施工流程 1 道面清扫 组织人员对试验区域道面进行清扫 清除尘土 碎石颗粒等杂物 采用冷吹车对道面进行除尘 对污染严重部位用水车进行冲洗 2 标线防污 由专人负责对标线进行贴透明胶带保护 施工过程中不得污染标线 3 雾封层施工 雾封层改性乳化沥青洒布采用智能型全自动洒布车进行喷洒 洒布 量通过电脑自动精密控制 并由检测人员现场检测校核其准确性 洒布车喷洒前 根据试验道面宽度合理调整喷洒宽度 尽量减少重 叠 要求达到喷洒均匀 不留空白 不流淌 不形成油膜 洒布过程中注意对道面标线及灯具进行防护 以防止污染 洒完后对花白处及喷洒不到的死角进行人工补洒 若遇降雨应停止洒布 并在雨过天晴后对原施工部位进行检查 必 要时应补洒 刚施工过雾封层的道面应进行初期养MAINTENANCE CONSTRUCTIONAND MACHINERYI昆暖匿虱国团固护 禁止行人及车辆通行 待特种乳化 沥青破乳后方能开放交通 4 恢复标线 开放交通 2 4雾封层施工后道面技术指标测定雾封层施工完成后24h 1个月 3个月 6个月分别测定雾封层试验段纹理深度 摩擦系数 渗水 系数 与雾封层施工前原道面测定的技术指标进行对比分析 最终 提交试验报告 2 5施工注意事项 1 施工前要将道面彻底清扫干净 若有油污要提前清理干净 2 施工中要特别注意标线及灯具的保护 3 施工中要严格控制两次洒布纵向接头部分 不能露白 也不能重 叠过厚 4 刚洒布完的道面上严禁车辆及人员通行 5 道面温度低于15 或气温低于5 时不能进行雾封层施工 3试验段试验结果3 1室内试验3 1 1涂布方式及干燥时间为对比 传统雾封层材料与新型雾封层材料性能的差异 将传统雾封层材料 以及新型雾封层材料按照相同洒布量涂布在室外沥青路面上 涂布 方式为一次涂完和分两次涂完 干燥时间记录见表3 表3室外沥青路面涂布干燥时间洒布量 涂布干燥平均干燥材料 kg m 次数时间 min时间 min154新型雾0 81167156封层材料149159新 型雾0 4 0 42l69l63封层材料l63l86传统雾0 81l96206封层材料 235270传统雾0 4 0 42259264封层材料263根据试验数据可知此种 新型材料在一定程度上可以缩短雾封层在施工中的干燥时间 此外 在室外沥青路面的涂布过程中一次性涂完比分两次涂布干燥时间 短 因此 在进行室外雾封层施工时 采用一次涂布的方式 有利于快 速开放交通 但此种新型材料两种涂布方式的干燥时间均在3h以下 可以达到机场不停航施工的要求 3 1 2雾封层与路面粘结力分析将传统雾封层材料与新型雾封层材 料以相同的量分别涂布在车辙试验板上 并进行车辙试验 之后 对比两块车辙板上雾封层材料的脱落情况 此时 用到一自制工具 如图1所示 此工具是由铁丝制成的边长为2 5mm的小正方形 试验时 将此工 具放在碾压后的车辙板的车辙上 之后 清点铁丝网中雾封层材料 脱落的格子数 以比表征粘结力的强弱 如表4所示 图1辅助工具表4粘结性试验结果洒布量 平均脱落材料涂布次数脱 落个数 kg rfl 个数9 24传统材料0 8l12 241o 241o 245 2 4新型雾0 817 246 24封层材料7 2410 24传统材料0 4 o 42 12 2411 2410 246 24新型雾0 4 0 426 246 24封层材料7 24试验结果显示 二次涂布的粘结力与一次涂布的粘结力基本相 同 比之传统雾封层材料 新型雾封层材料粘结力更好 平均粘附 率可提高17 这是因为新型雾封层材料使用了SBS改性乳化沥青 提高了材料的粘 结力 耐候性和耐久性 此外 材料添加的渗透剂可以帮助雾封层 材料不断对所接触的裂缝表层进行渗透吸附 而材料中的还原剂可 以在一定程度上还原被老化的沥青 使原路面与雾封层材77昆暖暖 国国团圈I MAINTENANCECONSTRUCTIONANDMACHINERY料在化学作用下形成一个新 的有机整体 因此粘结得更牢固 更稳定 同时 在沥青路面养护剂中 由于添加剂含有许多不饱和键 有很 强的极性 能有效包裹沥青质 使得沥青质较易被沥青路面养护剂 溶解 随着空气的挤出及部分轻组分的挥发 沥青路面养护剂在原 沥青路面上形成一层连续的沥青薄膜 从而封闭路面 防止渗水 3 2室外研究采取0 8kg I TI的涂布量进行试验段的试铺 涂布方式为一次涂布 铺完后对试 验路段洒布前后的性能指标进行分析 3 2 1抗渗水性沥青路面的渗水性能可间接表征沥青混合料级配是 否优异 也能反应沥青路面的水稳定性 因此 路面渗水系数作为非常重要的路用性能评价指标已经被广泛 认可 其试验如图2所示 通过分析对比试验段雾封层施工前后渗水系数的变化 评价雾封层 材料的抗渗水性能 结果如表5所示 表5渗水系数试验结果洒布前洒布后6个月后样品洒布量 组号渗水 系数 渗水系数 渗水系数 名称 kg m一 mI min一 mI min mL rrf in 47912 4511l5新型雾封0 8 3233层材料 25O0 3867 4920 2l 572327传统材料0 8 358l2 592l3O 3O l52l78图2渗水系数试验从试验结果可以看出 此雾封层材料具有良 好的封水性 可以有效地降低原沥青路面的渗水系数 且有一定的 耐久性 在6个月后的渗水系数测试中 常用材料的渗水系数已衰退为洒布前 的一半左右 但新型材料的渗水系数小于未处理时的三分之一 说 明其耐久性良好 3 2 2抗滑性洒布雾封层材料对沥青的抗滑性有一定影响 因此 试验对洒布雾封层前后的沥青路面抗滑性能进行研究 横向力系数 粗集料磨光值以及构造深度等是用来评价路面抗滑性 能的指标 本文采用摆式摩擦系数仪测定摩擦系数以及构造深度两个指标 结 果如表 6 7所示 表6摩擦系数试验结果摩擦系数 BPN检测阶段l2345平均值喷洒前 新材料 657263736467 4喷洒后 新材料 647O647l6566 8喷洒前 传统材料 726877696670 4喷洒后 传统材料 625963645961 4表7 构造深度检测数据对比构造深度 r am检测阶段12345平均值喷洒前 新材料 0 920 880 900 850 9 40 9O喷洒后 新材料 0 90O 850 870 83O 920 87喷洒前 传 统材料 0 950 920 850 960 880 9O喷洒后 传统材料 0 920 870 76O 900 830 85由表6可知 经雾封层技术处理的路段摩 擦系数低于未经雾封层处理的路段 原因是经雾封层处理路段表面 密实度要优于未处理的路段 摩擦系数虽然降低 但比之常用的雾 封层材料 降低幅度较小 符合规范要求 由表7可知 经雾封层技术处理后的路段构造深度要比未经处理的路 段低0 03mm 低于常用材料0 05mITl 但均满足公路设计规范中 对构造深度的要求 4结语 1 新型雾封层材料的干燥时问较短 两次涂布和一次涂布的干燥时 间均小于3h 可以满足机场不停航的施工要求 2 新型雾封层材料与原路面具有良好的粘结 下转第83页 BRIDGE ANDTUNNEL CONSTRUCTIONANDMACHINERY表3初步识别的图像结果图像总数处理结 果编号图像数量百分比 识别有裂缝 且无1041109982 5噪声1149 5识别有裂缝 且含12O1161111512 5少量噪声没有识别出裂缝 92 1006655无噪声确率是82 5 错检率是17 5 漏检率为5 通过查阅原始图像 发现错检或漏检主要发生在采集图像光线较暗 梁体污染物较多的情况下 因此 本文采用的图像分析技术对混凝土桥梁裂缝识别与计算方法 对此类图像中裂缝的识别是有效的 6结语桥梁裂缝是评价桥梁安全性的重要指标之一 本文为克服人工检测桥梁裂缝的弊端 采用了具有再现性好 处理 精度高 灵活性强等优点的图像分析技术对采集到的桥梁裂缝图像 进行了分析与计算 得出了以下结论 1 按图像灰度化 图像增强 图像滤波除噪 灰度阈值分割等四个 步骤对裂缝采集图像进行了预处理 建立了适用于裂缝图像的预处 理方法 2 选取外接椭圆长短轴的比值和区域灰度均值的差值作为识别和判 断裂缝目标的依据 将裂缝分为横向裂缝 纵向裂缝 斜向裂缝和 网状裂缝 3 结合具体工程实例 对120幅裂缝图像进行了识别分析 实践证 明裂缝识别率为95 识别正确率是82 5 错检率是17 5 漏检率 为5 说明了本文提出的图像分析技术对混凝土桥梁裂缝识别与计算方法 对裂缝的识别是有效的 参考文献 1 张娟 沙爱民 高怀钢 等 基于数字图像处理的路面 裂缝自动识别与评价系统EJ 长安大学学报自然科学版 xx 24 2 18 22 方志 彭海涛 基于图像分析技术的混凝土桥梁结构表面裂缝 宽度检