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彩色透水瀝青簡(jiǎn)介
發(fā)布時(shí)間:2022-03-10     訪(fǎng)問(wèn)量:600

  “瀝青路面”

  透水路面的空隙通透性能夠使雨水滲入地下土壤,減少因城市發(fā)展帶來(lái)的雨水徑流,緩解熱島效應,并具有良好的排水降噪抗滑性能,可有效提高雨天行車(chē)安全和舒適度。大孔隙開(kāi)級配瀝青混合料面層在我國已處于推廣應用階段,相比于多孔貧水泥混凝土和透水磚,OGFC具有顆粒均勻、平整性好、行走舒適度高等優(yōu)點(diǎn),但缺點(diǎn)是造價(jià)高、施工工藝要求高。


  傳統OGFC大多采用熱拌大孔隙開(kāi)級配瀝青混合料,工藝復雜、勞動(dòng)條件差、材料易老化,100℃以上的高溫施工條件對環(huán)境和施工人員的健康都不利。由于大空隙率的混合料連通空隙多,可以使乳化瀝青較快速破乳形成強度,本文提出采用冷拌大孔隙開(kāi)級配瀝青混合料作為透水鋪裝材料,其常溫施工條件在市政道路建設中凸顯出不可比擬的優(yōu)勢。本文對設計空隙率為18%~26%的冷拌大孔隙開(kāi)級配瀝青混合料進(jìn)行透水性能試驗、馬歇爾試驗、車(chē)轍試驗、浸水馬歇爾試驗等室內試驗,評價(jià)其路用性能。
  原材料
  乳化瀝青
  冷拌大孔隙開(kāi)級配瀝青混合料屬于骨架-空隙結構,其強度不僅取決于集料本身,也取決于乳化瀝青的膠結能力。普通乳化瀝青黏度和固含量不高,拌和過(guò)程往往流淌嚴重,集料裹附的瀝青膜厚度較薄。本研究采用高黏度高固含量的慢裂慢凝乳化SBS改性瀝青,破乳后能形成足夠厚度的瀝青膜,保證了混合料的強度和耐久性。另外一方面,高固含量使得乳化瀝青的用量降低,自由水含量降低使得破乳速度加快,更快形成強度,更早開(kāi)放使用。參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》對乳化瀝青進(jìn)行性能測試,并對蒸發(fā)殘留物進(jìn)行PG分級試驗。
  集料與填料
  本研究粗集料規格組成為13.2mm~9.5mm碎石、9.5mm~4.75mm碎石,細集料為2.36mm~1.18mm石屑,填料為過(guò)0.075mm方孔篩的優(yōu)質(zhì)石灰巖礦粉。參照《公路工程集料試驗規程》進(jìn)行檢驗。
  水
  拌和時(shí)加入適量水的目的是防止干燥的集料吸收乳化瀝青中的水分,打破乳液中水與乳化劑的“溶解平衡”導致瀝青凝聚析出,破乳不正常,影響拌和。本研究拌和用水為潔凈可飲用水。
  配合比設計
  本研究配合比設計方法如下:以張肖寧等人提出的礦料主骨料空隙體積填充法)確定骨架-空隙結構礦料級配;由裹覆試驗確定最佳液體用量(包括集料含水量、乳化瀝青含水量和外加水用量);按經(jīng)驗確定5個(gè)瀝青用量,成型馬歇爾試件;根據修正馬歇爾試驗結果分析得到最佳瀝青用量、外加水用量。

  

     路用性能評價(jià)

  排水性能
  在路用性能評價(jià)中,多以空隙率和滲透系數表征多孔材料的排水性能。
  空隙率空隙分為連通空隙、半連通空隙和封閉空隙3種。連通空隙是水可以通過(guò)其中的相互貫通的空隙;半連通空隙是一端貫通,另一端封閉的空隙;封閉空隙則是獨立完全不貫通的空隙。從透水的角度看,連通空隙、半連通空隙均屬于有效空隙,封閉空隙則屬于無(wú)效空隙。
  多孔材料的空隙率常用體積法或真空密封法測定,本研究采用體積法。
  可知,實(shí)測空隙率滿(mǎn)足規范要求。其中實(shí)測空隙率略大于設計空隙率。因為細集料少,乳化瀝青略有流淌而不能完全附著(zhù)于粗集料表面形成瀝青膜,導致實(shí)測空隙率反而大。設計空隙率增大,有效空隙率ne與實(shí)測空隙率n0的比值也隨之增大,因為設計空隙率越大,混合料中的細集料和填料越少,連通空隙較容易形成。因此,空隙越大,有效空隙所占比例越高。
  滲透系數成型馬歇爾試件,參考長(cháng)沙理工大學(xué)黎霞等人的大空隙瀝青混合料透水試驗方法,測定滲透系數。成型馬歇爾試件后不脫模并浸水,用支架將試模連同飽水的試件支放于容器中使試模底部懸空,用量筒量取100mL水不間斷倒入試件表面的同時(shí)啟動(dòng)秒表,待試件表面的水全部進(jìn)入試件內部,停止秒表記錄滲透時(shí)間t6。



  可知,冷拌透水瀝青混合料滲透系數隨著(zhù)設計空隙率的增大而增大,其中設計空隙率26%的試件滲透系數為設計空隙率18%的1.7倍。3種設計空隙率的冷拌透水瀝青混合料滲透系數均遠大于規范技術(shù)指標要求。
  力學(xué)性能
  不同于熱拌瀝青混合料可以快速形成強度,冷拌瀝青混合料中的乳化瀝青需要經(jīng)過(guò)破乳、排水、蒸發(fā)等過(guò)程才能恢復其黏度。這些過(guò)程受到養生條件影響,故有必要探究其早期強度和后期強度的關(guān)系,以便確定開(kāi)放交通的時(shí)間。依據交通部陽(yáng)離子乳化瀝青課題協(xié)作組提出的修正馬歇爾試驗方法,以室溫養生24h的試件在25℃時(shí)的強度表征早期強度,烘箱110℃養生24h的試件在60℃的強度表征后期強度。
  可知,冷拌透水瀝青混合料早期和后期強度均隨著(zhù)設計空隙率的增大而減小,因為設計空隙率越小,混合料中細集料越多,接觸點(diǎn)數量越多,接觸面積越大,穩定度越高。后期強度平均是早期強度的1.2倍,說(shuō)明強度受養生齡期影響不大,可以以早期強度形成時(shí)間作為開(kāi)放交通時(shí)間。
  高溫穩定性
  對3種設計空隙率的冷拌透水瀝青混合料進(jìn)行高溫車(chē)轍試驗,研究空隙率對其高溫性能的影響規律。
  可知,冷拌透水瀝青混合料動(dòng)穩定度較低,變形量較大,設計空隙率20%左右的冷拌透水瀝青混合料勉強滿(mǎn)足一般交通量路面動(dòng)穩定度技術(shù)要求。動(dòng)穩定度隨著(zhù)設計空隙率的增大而減小,當空隙率較大時(shí),混合料的抗車(chē)轍能力較弱。其原因在于,粗骨料含量已多于骨架-空隙所必要的顆粒含量,粗骨料相互推擠、嵌擠作用較差。故本研究的冷拌透水瀝青混合料用于車(chē)行道時(shí),其設計空隙率宜為20%左右。
  水穩定性
  對3種設計空隙率的冷拌透水瀝青混合料進(jìn)行浸水馬歇爾試驗??芍?,冷拌透水瀝青混合料殘留穩定度隨著(zhù)設計空隙率的增大而減小,空隙率越大,水穩定性能越差。其中設計空隙率為26%的試件殘留穩定度剛好滿(mǎn)足規范技術(shù)要求,故只考慮水穩定性,冷拌透水瀝青混合料的設計空隙率應小于26%。
  結語(yǔ)
  本文采用高黏度高固含量的慢裂慢凝乳化SBS改性瀝青,以礦料主骨料空隙體積填充法、裹覆試驗、修正馬歇爾試驗設計冷拌大孔隙開(kāi)級配瀝青混合料,并對設計空隙率為18%~26%的混合料進(jìn)行透水性能試驗、馬歇爾試驗、車(chē)轍試驗、浸水馬歇爾試驗,結果表明冷拌大孔隙開(kāi)級配瀝青混合料排水性能、力學(xué)性能、水穩定性良好,高溫穩定性略低,空隙率20%左右的混合料滿(mǎn)足低等級道路面層技術(shù)要求。其生產(chǎn)、施工過(guò)程均在常溫下進(jìn)行,可作為“海綿城市”建設中的一種節能環(huán)保型透水鋪裝材料。

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