瀝青膠漿對(duì)大孔隙瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響

熊 濤 伍乾坤 高玉慧 和四勇

瀝青膠漿對(duì)大孔隙瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響

熊 濤 伍乾坤 高玉慧 和四勇

（云南省交通投資建設(shè)集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650228）

本文通過改變?yōu)r青膠漿的比例，分析研究不同瀝青膠漿比例下大孔隙瀝青混合料的水穩(wěn)定性能。瀝青混合料中礦粉與瀝青形成的瀝青膠漿起主要粘結(jié)作用，礦粉的性質(zhì)和用量對(duì)瀝青混合料的性能有很大的影響。根據(jù)瀝青膠漿技術(shù)性能及評(píng)價(jià)方法研究，瀝青混合料采用的粉膠比為0.6~1.2，本文采用0.6、0.8、1.0、1.2四個(gè)粉膠比進(jìn)行試驗(yàn)，級(jí)配參考某高速公路排水瀝青路面使用的級(jí)配范圍（PAC-16），取其中值，并通過浸水馬歇爾試驗(yàn)的殘留穩(wěn)定度、浸水飛散試驗(yàn)的飛散損失綜合評(píng)價(jià)分析大孔隙瀝青混合料的水穩(wěn)定性。

大孔隙瀝青混合料；粉膠比；瀝青膠漿；水穩(wěn)定性

0 概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)水平的持續(xù)發(fā)展，人們不再僅滿足于交通通達(dá)，而進(jìn)一步對(duì)出行舒適性提出了更高的要求。

排水瀝青路面因其大孔隙特征從而具有降低噪聲、提高抗滑性、排除積水等一系列優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)明顯，但主要缺點(diǎn)也不容忽視——養(yǎng)護(hù)難，建成后灰塵、沙土等細(xì)顆粒物質(zhì)進(jìn)入大孔隙，導(dǎo)致排水降噪功能下降；老化快，由于大孔隙的存在，水、空氣等更容易進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，加快內(nèi)部瀝青的老化等。

排水路面級(jí)配為大孔隙開級(jí)配骨架嵌擠型，雨水的侵蝕對(duì)排水路面耐久性影響較大，因此水穩(wěn)定性路用性能在配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)著重研究和驗(yàn)證。本文旨在分析瀝青膠漿的變化對(duì)大孔隙瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響，重點(diǎn)考慮大孔隙瀝青混合料的水穩(wěn)定性，通過試驗(yàn)優(yōu)選出大孔隙瀝青混合料具有最佳水穩(wěn)定性時(shí)采用的瀝青膠漿比例。

1 大孔隙瀝青路面結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

大孔隙瀝青路面面層結(jié)構(gòu)與常見的密級(jí)配瀝青路面面層結(jié)構(gòu)如圖1所示：

圖1 大孔隙瀝青路面面層與普通瀝青路面面層

大孔隙瀝青混合料相對(duì)于密級(jí)配瀝青混合料，粗集料多，細(xì)集料偏少，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要分為三方面：1）抗滑性能高，提高行車安全；2）改善雨天行車舒適性；3）有效降低車輪與路面摩擦產(chǎn)生的噪聲。

排水瀝青路面用于城市道路，可降低城市內(nèi)的噪聲，同時(shí)提高路面的安全特性；用于高速公路，可減小雨天帶來的行車不利因素，提高安全性。

2 大孔隙瀝青混合料組成設(shè)計(jì)

2.1 HVA高粘度瀝青制備

在制備HVA高粘度瀝青時(shí)，選用合格的道路石油瀝青，本次選用70#A級(jí)道路石油瀝青，三大指標(biāo)測(cè)試結(jié)果如下表1：

表1 道路70#石油瀝青的技術(shù)指標(biāo)

參考吳金航對(duì)排水瀝青混合料關(guān)鍵性能的研究中對(duì)改性劑摻量的研究成果，本研究HVA改性劑摻量取瀝青質(zhì)量的12.5%，70#基質(zhì)道路石油瀝青作為基體。制備好HVA高粘度改性瀝青后，測(cè)試其技術(shù)指標(biāo)，如表2，并與基質(zhì)瀝青的技術(shù)指標(biāo)對(duì)比：

表2 HVA高粘度改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)

對(duì)比表1、2，基質(zhì)瀝青經(jīng)過改性，軟化點(diǎn)升高，針入度有所下降，延度增加。從數(shù)據(jù)分析，瀝青軟化點(diǎn)提升50℃；同時(shí)低溫延度較常用的SBR改性瀝青提升較大，在粘韌性和韌性滿足要求的同時(shí)，通過改性將瀝青軟化點(diǎn)和延度較大程度上提高，為排水路面混合料提供較好的粘聚力。

2.2 集料

2.2.1粗集料

粗集料采用重慶地區(qū)石灰?guī)r，分別由13.2～16mm、9.5～13.2mm、4.75～9.5mm、2.36～4.75mm四檔組成。粗集料部分技術(shù)性質(zhì)的測(cè)試結(jié)果見表3：

表3 粗集料的技術(shù)性質(zhì)

2.2.2細(xì)集料

選用石灰?guī)r細(xì)集料，包括0.075～2.36mm部分的集料。細(xì)集料部分技術(shù)性質(zhì)的測(cè)試結(jié)果見表4：

表4 細(xì)集料測(cè)試結(jié)果

2.3 纖維

纖維主要用于復(fù)合材料的加筋，將具有某種期望性質(zhì)的材料加到缺乏這些性質(zhì)的其他材料中。加筋的作用主要有兩種，一種是纖維在瀝青混凝土和水泥混凝土中的隨機(jī)排列，一種是纖維的定向排列。向?yàn)r青中加入纖維，由于瀝青和纖維內(nèi)在的相容性和出色的力學(xué)性質(zhì)，改善材料的強(qiáng)度和疲勞特性。

本研究在瀝青混合料中摻入瀝青質(zhì)量0.3%的木質(zhì)素纖維。

2.4 配合比的確定

2.4.1級(jí)配

參考廣東某高速公路確定的級(jí)配范圍，本文選擇該級(jí)配范圍的中值進(jìn)行試驗(yàn)。

不同于常用的瀝青混合料，不是標(biāo)準(zhǔn)的“S”型曲線，采用了較多的粗集料，少部分細(xì)集料，4.75~9.5mm檔集料接近總量的60%，具體級(jí)配曲線見圖3：

圖2 混合料級(jí)配曲線

2.4.2最佳油石比

計(jì)算瀝青膜厚度14μm的排水瀝青路面預(yù)估油石比：