“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。