多孔瀝青混合料排水性能研究與空隙率確定

張建紅,張少恒,董富坤,禹昊文

(西藏天路股份有限公司,拉薩 850010)

強(qiáng)降雨時,傳統(tǒng)瀝青道路的表面會形成水膜,車輛行駛時極易發(fā)生水漂或水滑,嚴(yán)重影響駕乘人員的安全[1]。多孔瀝青路面對提高行駛安全性具有重要作用,多孔瀝青混合料的目標(biāo)空隙率通常為18%～25%,在降雨時或路面有積水的情況下,路表水可通過多孔瀝青混合料的連通空隙滲入路面內(nèi)部,再沿著道路橫坡流至排水渠,或者繼續(xù)下滲至路基內(nèi)部,以保證道路表面的防滑性[2-6]。然而,降雨條件下多孔瀝青道路中的排水滲流過程較為復(fù)雜,目前對多孔瀝青混合料的排水規(guī)律與排水性能方面的研究多通過橫向、縱向滲透試驗(yàn),以滲透系數(shù)來表示[7-8],而實(shí)際應(yīng)用過程中水流路徑復(fù)雜多變,不能僅從單一維度進(jìn)行評價。不同空隙率的多孔瀝青混合料具有不同的排水性能,不同降雨強(qiáng)度對多孔瀝青路面空隙率的要求目前尚未明確[9-10]。本文通過模擬降雨試驗(yàn),研究多孔瀝青路面的極限排水強(qiáng)度及其與目標(biāo)空隙率和連通空隙率之間的關(guān)系;通過測量排水表層的最大瞬時降雨強(qiáng)度,更全面地了解多孔瀝青混合料的性能。

1 試件制備

1.1 空隙率確定

多孔瀝青混合料是一種多孔介質(zhì),其空隙結(jié)構(gòu)如圖1 所示,可分為連通空隙、半連通空隙和閉口空隙[11]。空隙結(jié)構(gòu)會影響瀝青混合料的滲透和排水能力,空隙率的數(shù)值與制備瀝青混合料所使用的級配、顆粒形狀和壓實(shí)度有關(guān)。

圖1 多孔瀝青混合料空隙結(jié)構(gòu)