广州交投工程检测有限公司
摘要：从沥青路面所处的环境特点出发，参考国外的成功经验，对沥青混合料路面材料选用与要求进行了分析；依据大量试验与结果，对沥青混合料的空隙率和关键筛孔的通过率关系进行了研究；并且对透水性沥青混合料各项路用性能进行了分析和验证，主要包括高温性能、水稳定性、低温性能和强度性能，研究结果表明，材料合理、级配良好的透水性沥青混合料具有较好的路用性能。
关键词：沥青；沥青混合料；路用性能
引言：
随着经济建设的飞速发展和城市建设步伐的加快，现代城市的地表逐步被钢筋混凝土的房屋和不透水的混凝土路面所覆盖。在城市建设中，绝大多数的城市道路、公园、庭院及公共广场的设计和硬化主要关注其耐久性和强度等技术性能指标和视觉美观方面的要求，因而不透水的密级配混凝土和石板材成为首选的铺装结构。虽然这种路面铺装简单，成本低廉，但给城市的生态环境带来了很大的负面影响。
一、沥青混合料路面原材料要求与选择
与沥青混合料路面相比，一方面，一般沥青混合料由于其自身特有的大空隙结构，更容易受到空气、水、日光等环境因素的影响，导致混合料中的沥青加速老化，从而使集料与沥青的粘附性降低，造成集料的剥落和松散，混合料的耐久性降低以及透水功能减弱；另一方面，沥青混合料具有较大的路面构造深度，这要求路面所用的粗集料具有耐磨、抗冲击等特点。
二、影响沥青混合料路用性能的因素
矿物组成、表面构造粘度空隙率、渗透性、沥雨量、湿度、水的pH多孔性、含土量、耐流变性、电荷极性、沥青含量、沥青膜厚度、值、盐分、温度、温久性、表面积、吸收成分填料类型、矿料级配、度循环、交通量、设率、含水率、形状、是否使用抗剥落剂沥青混合料类型计、施-T质量、路基等等，这些都会影响沥青混合料的路用性能。
三、路用性能分析
3.1高温稳定性
沥青混合料的高温稳定性同混合料的级配、沥青性能、沥青用量等因素相关，诸多影响因素中，首要的应当是沥青，其次是混合料结构。研究表明，改性沥青能够明显提高混合料的高温稳定性，其原因是对沥青进行改性可大幅度提高沥青高温下的粘滞度及粘韧性，相应提高了混合料在高温下内部沥青与骨料的粘结力c，混合料的结构更加稳定，使高温抗车辙性能提高，动稳定度增加，混合料的高温性能得到改善。级配的变化影响到混合料的类型，也直接影响到混合料内部骨料的嵌挤力和内摩阻力巾，从而影响到混合料的抗车辙能力。
（1）掺加消石灰对混合料高温性能的影响
消石灰的掺加对透水性多孔沥青混合料的高温性能有较大改善，透水性沥青混合料的马歇尔稳定度和车辙动稳定度均有不同程度的提高。对于消石灰的掺加能够改善沥青混合料高温性能可以解释如下：消石灰的主要成分Ca（OH）2氢氧化钙是强碱物质，pH值>12，当氢氧化钙与沥青中的羧酸接触时，即产生化学反应，生成硷土盐，使得沥青粘度增强，从而改善了胶浆的高温性能；同时，消石灰代替部分矿粉掺入增加了混合料胶浆的软化点，从而改善沥青胶浆和混合料的高温性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（2）改性剂的剂量、空隙率大小对混合料高温性能的影响
对沥青混合料的高温稳定性的影响因素进行灰关联分析表明，在影响混合料的诸多因素中，沥青的性能是影响混合料的高温稳定性最首要因素。沥青混合料采用高粘度改性沥青，其改性效果与基质沥青的种类和改性剂的剂量有关。改性沥青的软化点和混合料的辙动稳定度均随着改性剂用量的增大而变大。在改性剂剂量不变的条件下，减小混合料的空隙率，也能够明显提高混合料的动稳定度。
3.2低温抗裂性
沥青路面在冬季气温急剧下降时会因收缩而产生横向裂缝。路面的横向裂缝虽然不影响车辆行驶，但雨水渗入裂缝将逐渐引起路面破坏。为防止或减少沥青路面低温开裂，可选用粘度相对较低的沥青，或采用橡胶类的改性沥青，同时适当增加沥青用量，以降低沥青混合料的低温劲度模量，增强柔韧性。
3.3水稳定性
沥青路面在有水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力形成真空负压抽吸的反复循环作用，水分逐渐渗入沥青与集料的界上，使沥青粘附性降低，并逐渐丧失粘结力，沥青膜从石料表面脱落，沥青混合料掉粒、松散，继而形成沥青路面的坑槽、推挤变形等损坏现象。沥青混合料路面由于其特有的大空隙特殊结构，与普通混凝土路面相比较，水对沥青混合料路面的作用呈现出如下特点：沥青混合料与水接触的面积大；沥青内部混合料与水接触的机会多；由于空隙率大，空隙连通性好，车轮对透水性沥青路面产成的动水压力和真空负压抽吸作用与普通密级配沥青路面相比较小；沥青路面不会产生积水，大空隙与车轮作用形成的空气抽吸能够较快的将路面结构的水分蒸发，因而，从某种意义上说，与水泥路面相比，相同的降雨条件下，沥青路面内部与水作用的时间相对更短。
可以看得出，与普通混合料相比较，沥青混合料在水稳定性方面有劣势也有一定的优势。在进行原材料选择的阶段，要求使用高粘度改性沥青，就是考虑透水性路面的水稳定性，减少水对混合料粘附性的影响。目前评价混合料水稳定性方法比较多，一般都是在分析水损害发生机理的基础之上发展起来的，主要可以分为以下三种类型：一种是从沥青和石料的相互作用角度来评价，常见的有水煮法、水浸法、超声波法等；第二种模拟沥青混合料受环境因素的作用，有浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验、冻融劈裂试验、AASHTO T283―98（劈裂试验）；第三种是用压实试件在水环境下受车轮动载作用来评价，主要包括浸水车辙试验和汉堡试验。
3.4强度性能
从路面的实际损坏状态可以得出沥青混合料抵制破坏的强度主要有三个方面：（1）超过某一“强度’’而引起的破坏；（2）超过某一“变形值”而引起的破坏；（3）超过某一“应力松弛状态"而引起的破坏，即剪切强度、断裂强度和临界应变。混合料的剪切试验采用三轴试验方法，认为剪切强度（f）的特性符合摩尔一库仑公式：f=c+tancp，C值表示粘聚力，缈值表示摩阻角。对于透水沥青混合料，由于粗集料含量多，约占混合料总量的85%，粗集料之间的嵌挤和摩擦力相对较大，因而这种骨架空隙结构能够提供较大的摩阻角；同时由于细集料含量少，混合料中空隙大，混合料中粗集料间的接触面积小，导致沥青胶浆形成的胶结作用相对于密级配的沥青混合料来说明显偏小，为了补充混合料的粘聚力，提高混合料的抗剪切强度，沥青混合料沥青材料选用时要求采用高粘度改性沥青，这种高粘度改性沥青可以提供比普通沥青大的多的粘聚力，以满足骨架空隙结构对抗剪切强度的要求。
结束语：
路用性能验证是沥青混合料设计阶段的关键环节，对于沥青路面后期的使用性能与使用寿命也具有重要的影响。在沥青路面路用性能的试过程中，技术人员应当根据不同沥青混合料的类型，合理的确定方法以及控制标准，进而确保沥青混合料的路用性能，为提高沥青路面的建设施工质量提供良好的基础。
参考文献：
[1]沈金安. 沥青及沥青混合料路用性能 2016
[2]吕伟民. 沥青混合料设计原理与方法 2017
论文作者:周远聪
论文发表刊物:《防护工程》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/8
标签：沥青论文; 性能论文; 路面论文; 空隙论文; 高温论文; 透水性论文; 消石灰论文; 《防护工程》2019年第7期论文;