论 透水沥青混合料配合比设计

摘要:本文详细介绍了透水沥青混合料的材料组成设计方法和设计步骤。该方法以空隙率为主要控制指标,建议采用20%为空隙率目标值。最佳沥青用量的确定根据沥青膜、析漏结果、飞散结果综合确定。材料的路用性能考虑高温抗变性、抗水稳定和抗长期老化能力。根据研究成果,配合比设计成型马氏试件时,击实次数宜提高至每面65次。
关键词:透水沥青混合料,配合比设计
1前言
透水沥青路面是由国外引进的一种新型的沥青路面,其混合料采用断级配设计,孔隙率高达18-25%。使水通过大孔隙透水面层渗透到达不渗水的下卧层表面,然后从侧向排到路面的边缘,并流入路边边沟。借助纤维等改良添加物,加筋强化骨料与沥青的结合力,腾出的孔隙则成为透水的路径。这种路面具有降噪、排水、抗滑、防水漂等优点,这种新型沥青路面在国内还没有大规模地推广应用开,但是很多研究机构及其院校根据我国国情和这种路面的混合料、路用性能等方面展开了研究。透水沥青混合料的配合比设计是铺筑这种沥青路面成功与否的关键一步,为此我们在课题研发基础上,总结了这套配合比设计方法。
2适用范围
透水沥青混合料的配合比设计采用马歇尔试件的体积设计方法进行,并以空隙率作为配合比设计主要指标。本法适用于以普通改性沥青或者高粘度改性沥青为胶结料的透水沥青混合料配合比设计。其所含集料最大粒径等于或小于25㎜。本法适用于试验室内配合比设计及现场施工质量控制。
3透水沥青路面结构
在不具透水性的底层上铺设多孔隙、透水性面层,使落于面层上的水渗入层内而在不透水的底层上发挥排水功能,迅速往两侧路边边沟排水,如图1所示标准结构。
图1  透水性路面结构
透水路面结构为确保发挥排水机能,其排水处理方式可参考如图2的基本型式:
A.  L型沟
防水粘结层
C.  L型沟带透水平石结构
D. 中央分隔带
电动粉扑
4设计原理
透水沥青混合料不同于传统密级配沥青混合料,由于透水沥青混合料中粗集料占有相当高的比例,为一种空隙率大的沥青混合物,单以马歇尔配合比设计法确定沥青用量不合实际。沥青用量的设计必须使得粗集料间的连通空隙足够多,达到迅速排水的功效;同时,包裹于粗集料表面的沥青膜尽量的高,以确保混合料的耐久性。由于将透水沥青混合料用作路面的表面层,因此要求该种材料还要具备一般沥青混合料的高温稳定性、水稳定性等路用性能要求。
5配合比设计步骤
5.1透水沥青混合料技术要求
透水沥青混合料的配比设计不宜采用传统的马歇尔设计方法,应根据混合料生产、运输中的析漏要求、抗磨耗飞散要求及目标空隙率确定配合比。透水沥青混合料配合比设计后必须对设计沥青用量进行析漏试验及肯特堡试验,并对混合料进行高温稳定性、水稳定性等进行检验。配合比设计检验应符合表1的技术要求。
表1 透水沥青混合料技术要求
试验项目单位技术要求试验方法
马歇尔试件尺寸㎜φ101.6mm×63.5mm T 0702
马歇尔试件击实次数两面击实65次T 0702
空隙率%19~24 T 0708
马歇尔稳定度kN ≮3.5  T 0709
析漏损失%<0.3 T 0732
二氧化碳吸附剂肯特堡飞散损失%<20 T 0733
长期老化后肯特堡飞散损失%<30
T 0733
T 0734
消声室制作
电脑针织机渗透系数cm∕sec ≮10-2*
现场透水试验ml∕15sec ≮900 *
动稳定度(次∕mm):
一般交通重交通≮1500
铸造涂料
≮3000
T 0719
*:国家目前对透水沥青混凝土渗透系数和室外透水试验还没有相应的试验技术指标,
dvd制作参考日本《排水沥青路面技术指南》和本企业《透水沥青路面施工技术标准》提出本指
标。
5.2设计流程
本法设计流程如图3所示。
图3  透水沥青混合料配合比设计流程
5.3配合比设计过程
5.3.1选定空隙率目标值
透水性沥青混凝土路面是将雨水渗流于连续性高空隙率之沥青混凝土内部的水排出于外面路面。为了能充分发挥排水功能及降低噪音效果,应尽量合理采用较大空隙率。一般选用的空隙率为18~25%,建议采用20%为空隙率目标值。
5.3.2选定透水沥青混合料集料级配
依据当地交通情况,集料种类以及尺寸供给条件,降雨量条件等,由表2选定。集料物理力学性能指标应符合防滑面层的相关规定。
表2 透水性沥青混合料的标准级配
注:表中1、2、3分别对应三种不同的材料标准级配范围,其最大公称粒径D均为13.2mm。
对粗集料、细集料及填料级配进行配比,以表2级配范围作为工程设计级配范围,在充分参考同类工程的成功经验的基础上,适配3组不同2.36㎜通过率的矿料级配作为试验级配。
5.3.3原材料比选及原材料检测
透水沥青混合料的组成材料分为沥青胶结料、粗集料、细集料、填料及纤维稳定剂。其技术指标需满足国家规范和本企业制定的透水沥青路面施工技术标准。
(1)沥青材料

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