高等筑路材料 防水粘结层材料 * 高等筑路材料 廖公云 副教授 Tel 025Email：* 第6章 防水粘结层材料 * 本章内容要点 三种防水粘结材料的技术性质 温韧性 耐热性 粘结强度 耐酸、耐碱性 不透水性 三种防水粘结材料的剪切、拉拔试验 剪切试验☆ 拉拔试验☆ * 防水粘结层材料 沥青与水泥混凝土（混凝土桥面铺装） 沥青与沥青混凝土（沥青混凝土路面） 水泥混凝土桥面 沥青混凝土 沥青混凝土 沥青混凝土 防水粘结层材料 * 1.防水粘结层材料的分类 1.防水粘结层材料的分类 涂膜类，如氯丁胶乳沥青、橡胶沥青、环氧树脂、SBS改性沥青等，其厚度一般为0.4～1.6mm； 薄膜类，如再生橡胶沥青、乳化沥青等，其厚度一般为2.8～4.0mm； 卷材类，如聚合物沥青防水卷材、沥青热溶卷材、砂胶玛蹄脂等，其厚度一般为5～10cm。 * 2.三种防水粘结材料 （1）SBS改性沥青 SBS改性剂掺量5％（常用剂量为3％） （2）环氧沥青 环氧沥青分A、B两组分；使用前A组分120℃预热1h，B组分70℃预热1h后，按重量比A：B＝100：25（?0.5）的比例混合；搅拌5~10min后立即使用。 该混合料在烘箱内120℃、15min基本固化，常温24h完全固化。 * 2.三种防水粘结材料 （3）专用粘结剂 主要化学成分为氯丁胶乳乳化沥青防水涂料，它分1号料和2号料两种。 施工时，用1号料喷涂第一层，用量1.45 ~1.52kg/m2；实干后，用2号料按0.1~0.15 kg/m2用量喷涂第二层，实干后整体平均厚度0.5~0.6mm。喷涂结束，需养护24h以上。 * 3.三种材料的技术性质 （1）温韧性 含义：表征材料的耐低温性能； 试验：在规定温度下，把薄膜状实干防水粘结材料，在2～3s内绕直径10mm的金属棒，弯曲180度，观察有无裂纹。 温度 材料 -20℃ -10℃ -5℃ 环氧 有相应柔度，弯曲时脆裂 有一定柔度，弯曲时有裂纹 保持完好 5％SBS 有相应柔度，弯曲时脆裂 有一定柔度，弯曲时有裂纹 保持完好 专用粘结剂-1# 无变化 无变化 无变化 专用粘结剂-2# 无变化 无变化 无变化 专用粘结剂-1#+2# 无变化 无变化 无变化 * 3.三种材料的技术性质 （2）耐热性 目的：表征材料的耐高温性能； 试验：将表面涂刷单层防水粘结材料（已平放7d）的水泥砂浆板，按45? 角放置于165℃烘箱内，试件离烘箱壁不小于50mm，15min后观察试件表面有无起泡、皱皮、下垂、流淌等现象。 材 料 加热后表现 环氧沥青 有少许气泡在基层砂浆表面孔洞处 SBS沥青 基本完好，无流淌、起泡等现象 专用粘结剂-1# 无起泡、流淌等现象 专用粘结剂-2# 无起泡、流淌等现象 专用粘结剂-1#+2# 无流淌、起泡、气泡较大 * 3.三种材料的技术性质 （3）粘结强度 目的：表征材料的粘结性能； 试验：在两个半“∞”字型试块的粘结面上，涂刷涂料0.5～0.6mm，并将其粘结，在室温下放置7d。在20±2℃时将上述试件，放在水泥抗张仪上，以50mm/min速度加力，测得其抗拉强度，并观察其端面状况。 需补充照片 * 3.三种材料的技术性质 （4）耐酸、耐碱性 目的：表征材料的耐酸、碱性能； 试验：在40×40×160mm的试块上面涂刷防水粘结层，在室温下放置7d；配制好2％H2SO4溶液以及2％NaOH溶液，将准备好的试件浸泡其中15d，观察防水粘结层有无剥落、起泡、分层、起皱等现象； 不同材料 H2SO4溶液 NaOH溶液 专用粘结剂 表面完好，无剥落，无坑洞，无起泡 表面基本完好，无剥落，无坑洞，轻微起泡，直径?2－6mm 环氧 表面基本完好，无剥落，不起泡，少许坑洞，直径?1－1.5mm 表面基本完好，无剥落，不起泡，较多坑洞，直径?1－3mm SBS 表面完好，无剥落，无坑洞，不起泡 表面完好，无剥落，无坑洞，不起泡 * 3.三种材料的技术性质 （5）不透水性 目的：表征材料的防水性能； 试验：在规定面积的牛皮纸一面，均匀涂刷0.5～0.6mm的防水粘结材料，在室温下放至实干；置于平整表面，使用路面渗水仪检测57cm水柱下30min后牛皮纸的另一面是否潮湿，注意水的渗透情况。 试验结果：三种粘结层材料均不透水。 pause11 * 4.三种材料的剪切、拉拔试验☆ （1）剪切试验 目的：表征试件的抗剪切变形的能力；防止两层沥青混凝土面层之间或水泥混凝土、沥青层之间产生剪切滑移破坏。 试验步骤： 在特制试模（30×30×3.5cm）内，浇注成型水泥混凝土，表面刷毛后养生7d脱模； 完全干燥时，打磨表面浮浆，涂刷防水粘结层； 在其上碾压沥青混凝土（3.5cm），冷却后脱模，切割成5×5×6.5cm试件进行剪切试验，每组4个平行试件。 * 剪切试验 Pause3-10 * 剪切试验 P：作用荷载（N）； S： 试件受剪截面积（mm2）； α：试件受力面与荷载作用方向的夹角（rad）。 * 剪切试验 （1）有无粘结层对比： 试验性能 不同试件 抗剪强度（MPa） 25℃ 不加粘结层 0.48 5％SBS粘结层 0.87 环氧粘结层 0.85 专用粘结剂粘结层 0.49 * 剪切试验 （2）不同防水粘结层厚度： 5%SBS改性沥青 环氧改性沥青 专用粘结剂 0.5mm 1.0mm 1.5mm 2.0mm 0.5mm 1.0mm 1.5mm 2.0mm 0℃ 3.35 3.67 3.69 2.81 3.58 3.24 3.08 4.01 0.83 25℃ 0.63 0.58 0.65 0.61 0.65 0.63 0.3 0.5 0.31 60℃ 0.13 0.13 0.16 0.2 0.14 0.17 0.06 0.09 0.09 SBS改性沥青的最佳厚度为1.3mm，环氧改性沥青为1.0mm左右； 随着温度的升高，剪切强度逐渐降低。 * 剪切试验 （3）固化时间（环氧树脂） 碾压间隔（h） 0 0.5 1 2 4 剪切强度MPa 0.71 0.70 0.75 0.52 0.54 1h以内 * 剪切试验 （4）界面影响 * 拉拔试验 （2）拉拔试验 目的：表征试件的粘结能力；防止两层沥青混凝土材料之间或水泥混凝土、沥青混凝土之间的粘结失效。 试验步骤： 用车辙板（30×30×5cm）预制5cm厚的水泥混凝土板，然后按“表面处理－涂刷防水粘结层－碾压沥青混合料”成型试件。 待试件冷却固化后，用钻芯机钻孔（孔径50mm），一直钻到水泥混凝土板，取出钻头； 用快凝环氧树脂将拉头粘在沥青混凝土表面，养护12h； 将试件放于拉力试验仪中，以100～200N/s的固定速度对拉杆加力，直至芯样破坏。 pause11 * 拉拔试验 * 拉拔试验 不同防水粘结层材料的拉拔强度 不同温度 不同材料 0℃ 25℃ 60℃ 不设粘结层 - 0.31 - 5％SBS粘结层 2.09 0.81 0.08 环氧粘结层 1.59 0.80 0.05 专用粘结剂粘结层 1.15 0.25 0.05 低 * 5.小结 三种防水粘结材料的性质 三种防水粘结材料均不透水； SBS改性沥青的粘结强度与环氧相当； 三种防水粘结材料的剪切、拉拔试验 SBS改性沥青的抗剪强度与环氧相当，且均高于专用粘结剂的强度； SBS改性沥青的拉拔强度与环氧相当，且均高于专用粘结剂的强度； 随着温度的升高，拉拔和抗剪强度显著降低； SBS改性沥青防水粘结层的最佳厚度为1.3mm。 * 课后思考 1.三种防水粘结材料的基本性质如何？ 2.剪切试验和拉拔试验的主要目的及其试验过程。 * 课后预习 1.采用多级嵌挤设计方法设计LSAM时，级配控制参数有哪些？其主要目的是什么？ 2.为确保达到嵌挤状态，有哪些级配状态检验指标？这些指标之间存在何种关系？ 高等筑路材料 防水粘结层材料
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