一种用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层及应用

摘要

一种用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层及应用，该黏结层的重量份配比：沥青100份，碎石260份，金属粉末4.5份，热塑性树脂2.5份，抗剥落剂1.5份，抗氧化剂0.3份，偶联剂0.25份。将本发明防水黏结层敷设于桥面板与沥青铺装层之间。经过大量室内研究试验，结果表明该黏结层具有较高的黏结强度，能够使桥面铺装结构层成为整体，提高其使用寿命，而且可以使雷达测厚度的电磁波发生全反射，提高测试精度，实现桥面沥青铺装层的无损检测，可广泛应用于城市道路、机场道路和公路等桥面沥青铺装层的施工质量控制。

权利要求

1.一种用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层，其特征在于，原料由沥青、碎石、金属粉末、辅料组成，相应质量份配比为：金属粉末3 10份、沥青100份、碎石100 500份、辅~ ~料为热塑性树脂2 5份、抗剥落剂1 3份、抗氧化剂0.2 0.5份、偶联剂0.1 0.5份混合物；

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所述碎石为粒径2.36 4.75mm的石灰岩或花岗岩或玄武岩或辉绿岩；金属粉末是由铁、~铜、铝经磨细加工得到的粒径小于0.075mm的粉末；热塑性树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA或聚乙烯PE或无规聚丙烯APP或聚氯乙烯PVC或聚苯乙烯PS；抗剥落剂为粒径小于

0.075mm的消石灰或水泥；抗氧化剂为二丁基烃基甲苯或丁基烃基茴香醚或茶多酚；偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；

用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层应用在桥面板与沥青层之间。

2.根据权利要求1所述的桥面防水黏结层，其特征在于，所用原料质量份配比为：金属粉末4.5份、沥青100份、碎石260份、辅料为热塑性树脂2.5份、抗剥落剂1.5份、抗氧化剂0.3份、偶联剂0.25份混合物。

说明书

一种用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层及应用

技术领域

[0001] 本发明属于城市道路、机场道路和公路等的桥面铺装技术领域，具体涉及到一种用于雷达测定桥面铺装层厚度的防水黏结层及应用。

背景技术

[0002] 随着公路建设的飞速发展，我国高速公路通车里程已突破13万公里，各等级公路通车总里程已达400多万公里，其中95%以上为沥青路面结构。加强工程质量控制是保证沥青路面使用寿命的重要手段，质量控制的基本依据是检测数据，因此，不断提高检测水平，加大检测频率是提高工程质量的有效途径。对桥面沥青铺装层结构而言，厚度是路面质量控制的重要指标，直接关系到沥青路面的使用性能和使用寿命，也直接关乎工程造价，因此得到建设单位、施工企业和工程质量监督部门的重点关注。

[0003] 目前在工程实践中，还主要依靠传统的钻芯取样法测定桥面沥青铺装层的厚度。钻芯取样法是通过在实际路面上钻取芯样再直接量取厚度的破坏性检测方法，按照统计学规律，如果准确评价面层厚度，则每公里至少需要60～80个检测样本。实际操作中显然无法按照以上频率进行操作，否则将对桥面铺装层造成难以恢复的破损，影响其服务功能和使用寿命。雷达测定面层厚度技术的测试原理是通过对沥青路面发射和接收某种频率的电磁波，根据电磁波的传播时间进而计算结构层的厚度，该技术可以通过无损检测的方式快速、大量的获取检测数据，近年来得到了大量的推广和应用。

[0004] 申请人通过详细分析雷达设备检测铺装层厚度的原理，并结合大量的工程检测实例，分析现有雷达测厚方法存在以下缺陷：由于电磁波的传播特性，透射进入沥青面层的电磁波在沥青层及桥面水泥混凝土板两种介质结合处无法全部反射，大部分电磁波透射进入了桥面板中，使得雷达接收到的发射电磁波较为微弱和模糊，影响了雷达测定面层厚度的精度。在工程实践中，部分沥青铺装层厚度的检测误差达到10～20mm，与实际值偏差达到10%～20%以上,导致发生争议，雷达检测厚度数据无法作为工程质量评定的依据，严重制约了该项无损检测技术的发展。

发明内容

[0005] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种桥面防水黏结层，将该黏结层铺筑于桥面板与桥面沥青铺装层之间，不仅能起到黏结作用，而且能够使雷达测厚度的电磁波发生全发射，实现桥面沥青层的无损检测。

[0006] 本发明提供的一种用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层，由沥青、碎石、金属粉末、辅料组成，其原料质量份配比为：金属粉末1～20份、沥青100份、碎石50～800份、辅料为热塑性树脂1～10份、抗剥落剂1～10份、抗氧化剂0.1～1份、偶联剂0.1～1份混合物。

[0007] 用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层应用在桥面板与沥青层之间。

[0008] 优选地，碎石为粒径2.36～4.75mm的石灰岩或花岗岩或玄武岩或辉绿岩；金属粉末是由铁、铜、铝经磨细加工得到的粒径小于0.075mm的粉末；热塑性树脂为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）或聚乙烯（PE）或无规聚丙烯（APP）或聚氯乙烯（PVC）或聚苯乙烯（PS）；抗剥落剂为粒径小于0.075mm的消石灰或水泥；抗氧化剂为二丁基烃基甲苯或丁基烃基茴香醚或茶多酚；偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。

[0009] 优选地，用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层，所用原料质量份配比为：金属粉末3～10份、沥青100份、碎石100～500份、辅料为热塑性树脂2～5份、抗剥落剂1～3份、抗氧化剂0.2～0.5份、偶联剂0.1～0.5份混合物。

[0010] 优选地，用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层，所用原料质量份配比为：金属粉末4.5份、沥青100份、碎石260份、辅料为热塑性树脂2.5份、抗剥落剂1.5份、抗氧化剂0.3份、偶联剂0.25份混合物。

[0011] 本发明有益效果：

[0012] 本发明通过在沥青中加入金属粉末等材料制成防水黏结层，敷设于桥面板与沥青铺装层之间，不仅保证两者之间具有良好的黏结性，提高整体桥面铺装结构的使用性能和使用寿命，而且能够使电磁波全反射，实现雷达对沥青铺装层厚度的准确测定，保证工程质量，促进公路建设的发展，具有显著的经济效益和社会效益。

具体实施方式

[0013] 下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

[0014] 实施例1

[0015] 用于雷达测定铺装层厚度的桥面防水黏结层，所有原料及其质量配比如下：SBS聚合物改性沥青100 kg、粒径为2.36～4.75mm的石灰岩碎石260 kg、由铁经磨细加工得到的粒径为0.05 mm的金属粉末4 kg、热塑性树脂乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）2.5 kg、粒径为0.06 mm的消石灰1.25 kg、抗氧化剂二丁基烃基甲苯0.3 kg、0.25 kg硅烷偶联剂KH-560。

[0016] 实施例2

[0017] 用于雷达精确测定铺装层厚度的桥面防水黏结层，所有原料及其质量配比如下：SBS聚合物改性沥青100 kg、粒径为2.36～4.75mm的石灰岩碎石260 kg、由铁经磨细加工得到的粒径小于0.055 mm的金属粉末4.5 kg、热塑性树脂乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）2.5 kg、粒径0.05 mm的消石灰1.5 kg、抗氧化剂二丁基烃基甲苯0.3 kg、0.25 kg硅烷偶联剂KH-560。

[0018] 实施例3

[0019] 用于雷达精确测定铺装层厚度的桥面防水黏结层，所有原料及其质量配比如下：SBS聚合物改性沥青100 kg、粒径为2.36～4.75mm的石灰岩碎石260 kg、由铁经磨细加工得到的粒径0.06 mm的金属粉末5 kg、热塑性树脂乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）2.5 kg、粒径
0.07 mm的消石灰1.75 kg、抗氧化剂二丁基烃基甲苯0.3 kg、0.25 kg硅烷偶联剂KH-560。

[0020] 实施例4

[0021] 实施例1的桥面防水黏结层应用方法如下：

[0022] （1）施工准备

[0023] 采用喷砂抛丸处理桥面板，抛丸机按照规定的速度均匀行驶，抛丸去除深度3mm或露骨率≥20%，如一次抛丸不能满足要求，则进行二次抛丸，直至满足技术要求；

[0024] （2）物料拌和

[0025] 将储存罐中的沥青输送至拌和装置中并称重，按照本发明实施例1的桥面防水黏结层的重量份配比将金属粉末、沥青、辅料投入拌和装置中，采用间歇式搅拌方式，每隔30min搅拌30min，搅拌均匀后灌入沥青碎石同步洒布车；

[0026] （3）洒布

[0027] 采用沥青碎石同步洒布车一次洒布均匀，使用的喷嘴根据黏结层中沥青的黏度选择，并根据洒布量控制沥青洒布车的速度，保证洒布车的速度和洒布量稳定；喷洒沥青后按照本发明确定的重量份配比同步撒布碎石集料；

[0028] （4）碾压

[0029] 利用12t胶轮压路机对防水黏结层进行碾压，共碾压2～3遍，该桥面防水黏结层的厚度为7 mm；

[0030] （4）沥青层铺筑与检测

[0031] 在步骤（3）中桥面防水黏结层上面铺筑一层80 mm沥青层，待成型后，利用探地雷达快速检测该沥青层的厚度。

[0032] 实施例5

[0033] 为了证明本发明的有益效果，发明人进行了大量的室内试验，按照交通运输部部颁发的标准，依实施例1～3的原料配比配制桥面防水黏结层，制作试验试件，进行拉拔强度、剪切力以及探地雷达测定铺装层厚度的精度等试验，并与普通桥面防水黏结层的试验结果进行对比。

[0034] 采用的试验仪器如下：

[0035] 万能材料试验机，型号为：MTS810，由美国生产；探地雷达，型号为：RD1000，由英国雷迪公司生产；车辙试样成型机，型号为：HYCX-1，由北京航天航宇测控技术研究所生产；钻芯取样机，型号为：HZ-15，由天津市亚兴自动化实验仪器厂生产。

[0036] 1、拉拔试验

[0037] 先成型300×300×40mm尺寸的水泥混凝土试件4个；再按照实施例1～3的原料配比拌制桥面防水黏结层，另外在其他试件表面喷涂普通桥面防水黏结层；以交通运输部部颁发标准《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中的T0703-2011试件成型方法，在其表面成型一层沥青铺装层，尺寸为300×300×60mm；最后通过钻芯取样机钻取芯样，将试验夹具利用树脂胶黏结在试件上，进行拉拔试验，试验温度为25±2℃，测定其拉拔强度，见表1。

[0038] 表1 拉拔强度试验结果表

[0039]由表1可知，随着金属粉末掺量的增加，层间拉拔强度略有降低；实施例的拉拔强度与对比组基本相同。

[0040] 2、剪切试验

[0041] 先成型300×300×40mm尺寸的水泥混凝土试件4个；再按照实施例1～3的原料配比拌制桥面防水黏结层，另外在其他试件表面喷涂普通桥面防水黏结层；以交通运输部部颁发标准《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中的T0703-2011试件成型方法，在其表面成型一层沥青铺装层，尺寸为300×300×60mm；最后通过钻芯取样机钻取芯样，并将试件放置在剪切模具中进行剪切试验，试验温度为25±2℃，测定其抗剪强度，试验结果见表2。

[0042] 表2 抗剪强度试验结果表

[0043]

[0044] 由表2可见，实施例的抗剪强度与对比组相似；随着金属粉末掺量的增加，层间抗剪强度略有下降。

[0045] 3、雷达测厚精度试验

[0046] 先成型300×300×40mm尺寸的水泥混凝土试件4个；再按照实施例1～3的原料配比拌制防水黏结层，另外在其他试件表面喷涂普通桥面防水黏结层；以交通运输部部颁发标准《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中的T0703-2011试件成型方法，在其表面成型一层沥青铺装层，尺寸为300×300×60mm；在试件表面选取测点，利用探地雷达测定其厚度；最后通过钻芯取样机在测点位置钻取芯样，利用直尺量取其实际厚度。试验结果见表3。

[0047] 表3 雷达测厚试验结果表

[0048]

[0049] 由表3可见，实施例的雷达测量精度要远高于对比组雷达的测量精度；随着金属粉末掺量的增加，采用本发明桥面防水黏结层的沥青铺装层的雷达测厚精度随之不断提高。