粗细集料比对排水性沥青混合料性能的影响.pdf

第 4 0卷 ， 第 2期 2 0 1 5年 4月 公 路 工 程 Hi g h wa y En g i n e e r i n g Vo 1 4 0，No 2 Ap r ， 2 0 1 5 粗细集料 比对 排水性沥青混合料性能的影 响 杨 春 景 ，刘冉 冉 ( 黄河水利 职业技术 学院 ， 河南 开封4 7 5 0 0 4 ) 摘要基于马歇尔 、 贯人剪切 、 低 温 S C B 、 间接拉伸疲 劳试验研 究 了 8 8 1 2 、 8 5 1 5 、 8 0 2 0 、 7 8 2 2 、 7 5 2 5 、 7 0 3 0共 6种粗细集料 比例对排水性 沥青 混合料体积指标和路用性能 的影 响。试验结果 表明 ： 粗细集料 比对排水性 沥 青混合料体积指标 和路 用性能均有显著影响 ， 粗细集料 比合理 的排水性 沥青 混合料具 有较高 的贯人剪 切强 度 ， 较 小的粗细集料 比能有效提 高混合料的抗疲劳性能和低温抗裂性能 。综合考 虑沥青路面的功能性 和路用性能 ， 建议 的排水性沥青混合料粗 细集料 比的范 围为 8 0 2 0 7 5 2 5 。 关 键词】路面工程 ；排水性沥青混合料 ；粗细集料 比； 体积 特性 ； 路用性能 中图分 类号 U 4 1 4 1 文献标 识码 A 文章编号 1 6 7 4 0 6 1 0 ( 2 0 1 5 ) 0 2 - 0 2 8 7 - 0 5 Th e I n f l u e n c e o f Co a r s e a n d Fi n e l t i o o n t he Pe r f o r ma n c e o f Dr a i n a g e As p ha l t M i x t u r e YA NG C h u n j i n g。 L I U Ra n r a n ( Y e l l o w R i v e r C o n s e r v a n c y T e c h n i c a l I n s t i t u t e ， K a i f e n g ，H e n a n 4 7 5 0 0 4 ，C h i n a ) A b s t r a c t T h i s a r t i c l e b a s e d o n Ma r s h a l l ， P e n e t r a t i o n s h e a r ， l o w S C B a n d i n d i r e c t t e n s i l e f a t i g u e t e s t s t o s t u d y t he r o a d p e rfo r ma n c e a nd v o l u me i nd i c a t o r s o f P o r o u s a s p ha l t mi x t u r e u n de r 8 8 1 2， 8 5 1 5， 8 0 2 0， 78 2 2， 7 5 2 5， 7 0 3 0 s i x k i n d s o f c o a r s e a n d fin e r a t i o Th e r e s u l t s s h o we d t h a t ： t h e c o a r s e a n d fine r a t i o ha v e a s i g n i fic a n t i mp a c t o n v o l u me i n d e x a n d r o a d p e rfo r ma n c e o f d r a i n a g e a s p h a l t mi x t u r e t he r e a s o n a b l e c o a r s e a n d fin e r a t i o o f d r a i n a g e a s p h a l t mi x t u r e h a s h i g h p e n e t r a t i o n s he a r s t r e n g t h Th e s ma l - l e r c o a r s e a nd fin e r a t i o c a n e ffe c t i v e l y i mp r o v e t he a n t i f a t i g u e p e r f o r ma n c e o f mi x t ur e a n d t h e l o w t e m - p e r a t ur e c r a c k r e s i s t a n c e Co mp r e h e n s i v e c o n s i d e r a t i o n r o a d f u n c t i o n a l i t y a n d p e r f o r ma n c e o f d r a i n a g e a s p h a h mi x t u r e， s ug g e s t t h e r e a s o n a b l e c o a r s e a n d fin e r a t i o o f d r a i n a g e a s ph a l t mi x t u r e i s 8 0 2 0 7 5 25 Ke y w o r d s r o a d e n g i n e e r i n g ；d r a i n a g e a s p h a l t mi x t u r e ； v o l u me c h a r a c t e r i s t i c s ； c o a r s e a n d fi n e r a t i o；r o a d p e r f o r ma n c e 0 引言 排水性沥青路面也称 “ 多空隙抗滑沥青路面” ， 其本 质 的特征 是 “ 多空 隙 ” 和“ 抗 滑 ” ， 体 现 了排 水 性 沥青路面的功能性特点 ， 同时“ 多空 隙” 也影响排 水性沥青路面的路用性能 ， 随着空隙率的增大， 排水 性沥青路面的耐久性 呈现出大 幅度地衰减现象 ， 排 水性沥青路面的功能性 和路用性能产生 了冲突 ， 此 消彼长 ， 因此需要在两者之间找到平衡点。郭勇 结 合 日本 和美 国的 设计 方法 ， 以 逐 级 填 充理 论 和粒 子干涉理论为依据， 以嵌挤 、 密实和稳定为设计准则 来设计排水性沥青混合 料。黄俊 强 通 过均匀设 计得出了混合料空隙率与主要孔径通过率之间的关 系为配合 比设计提供 了理 论依据。邢 明亮 研究 了筛孔 通过 百分 率 与空 隙率和 连通空 隙 率之 间 的关 系， 得出控制筛孔， 在此基础上 ， 借鉴 日本的设计方 法对混合料进行配合 比设 计。张铭铭 通过设 定 “ 预留空隙率” 参数 ， 用 贝雷法逐级填充的思想来设 计排水性沥青混合料 。李会娟 利用均匀设计 思 想， 以耐久性和功能性平衡为原则 ， 设计实验方案获 得级 配与 路用性 能 之 间的 相互 关 系 ， 最 终 确 定 了最 佳级配和最佳油石 比。 目前， 对于排水性沥青混合 料级配的研究较多 ， 粗集料在混合料中的作用是 形成 结构 与骨 架 ， 细集 料的作 用是 填充 空 隙 ， 因此合 理的粗细集料 比对 O G F C沥青混合料的性能尤为重 要 ， 作者拟采用 6种粗细集料 比分别研究其体积指 收稿 日期 】2 0 1 4 -1 2 - 0 8 作者简介】杨春景 ( 1 9 8 l 一) ， 男 ， 河北唐 山人 ， 硕士研究生 ， 助教 ， 研究方向 ： 建筑地基处理、 工程施工质量检测 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 8 公路工程 4 0卷 标 、 路用性能在不 同粗细集料 比下的变化规律 ， 为排 水性沥青混合料的级配组成设计提供参考依据 。 1原材料及配 比 试验选用 日本 T P S高粘改性沥青 ， 其主要技术 指标见表 1 ； 为 了使排水性沥青混合料具有足够 的 沥青膜厚度以保证其耐久性， 同时避免排水性沥青 混合料 中细集料较少而导致混合料在生产、 运输及 铺 筑过 程 中产 生 沥 青 析 出 和 流 淌 的 问 题 ， 研 究 表 明 ， 沥青混合料 中添加纤维具有增 加沥青胶浆 的黏滞度、 降低沥青胶浆 的感温性 和提高车辆高速 行驶时的抗摩擦能力等优点， 本文木质素纤维掺量 为 3 ； 粗集料选用玄武岩 ， 细集料选用石灰岩 ， 经检 测集料各项技术指标均满足规范要求。排水性沥青 混合料中细集料所 占比例较少 ， 与沥青结合料形成 玛蹄脂起到填充粗集料形成的间隙率的作用 ， 因 此本文中将细集料的级配按照密实原则设计 ， 控制 0 0 7 5筛孔通过百分率为 5 ， 分别按 8 8 1 2 、 8 5 1 5 、 8 0 2 0 、 7 8 2 2 、 7 5 2 5 、 7 0 3 0变化粗细集料 之间的比 例 ， 将 4 7 5 mm筛孔作为细集料级配最大粒径， 已知 矿粉的通过百分率根据富勒级配曲线设计细集料级 配 ， 得到 6种级配( 见表 2 ) ， 试验时， 对所有矿料进 行严格筛分 ， 然后采用逐级回归方法配置混合料。 表 1 T P S高粘 改性沥青技术指标及要求 Tab l e 1 The s p e c i fic a t i o ns a nd r e q u i r e me n t s TP S h i g h v i s c o s i t y m o di fie d a s ph a l t 表 2 OG F C一 1 3混合料合成级配 Ta b l e 2 OGFC一1 3 s y n t he s i s mi x t u r e g r a d at i o n 筛 孔尺 寸 m m 通过百分率 规范级配 级配 级配 级配 级配 级配级配 上限下 限 1 2 3 4 5 6 2 不同粗 细集料比排水性沥青混合料配合 比设计 排水性沥青混合料中结合料的确定应遵循满足 标准规定的析漏指标的前提下尽可能的加大结合料 用量为原则 。相 比于密级配沥青混合料 ， 这一原 则包含了 2层含义 ： 排水性沥青混合料的结合料 用量不存 在“ 最 佳” 值 ， 在 密级配混合料设 计过 程 中 ， 马歇尔强 度在 合 理 的 沥青 用 量 范 围 内存 在 一 个 极值 ， 这时对应的沥青用量可称为最佳沥青用量 ， 具 有明确 的物理指标意义。而排水性沥青混合料沥青 用量没有与物理指标相对应 的最佳值 ， 不存在最佳 沥青用量 ； 只要满 足析漏指标 ， 就可确保沥青结 合料不从集料表面流走 ， 就尽可能加大沥青用量 ， 与 密级配混合料相 比考虑了排水性沥青混合料的耐久 性 ， 由于其与水、 空气接触概率远远高于其他类型 的 沥青混合料 ， 因此将耐久性放于极其重要 的位置上 考虑 ， 是合理且相当必要的。为了遵循以上原则 ， 本 文已经通过最小沥青膜厚度保证 了混合料 的耐久 性， 经析漏和分散试验验证 ， 六种粗细集料 比条件下 排水性沥青混合料最佳沥青用量计算结果见图 1 。 8 8 1 2 8 0 1 2 0 7 5 1 2 5 8 5 1 5 7 8 1 2 2 7 0 1 3 0 粗细集料比 8 8 1 1 2 8 0 1 2 0 7 5 1 2 5 8 5 1 1 5 7 8 2 2 7 0 1 3 0 粗细集料比 图 1 不 同粗细集料 比排水性 沥青 混合料配合 比设计结 果 F i g ur e 1 The d e s i g n r e s ul t s o f d r a i na g e a s ph a l t mi x t u r e de s i g n u nd e r di f f e r en t c o a r s e a n d fin e r a t i o 配合 比设计结果表 明， 排水性沥青混合料最佳 油 石 比和马歇 尔稳 定度 均 随粗细 集料 比的减 小呈 增 大趋势 ， 粗细集料 比从 8 8 1 2减小到 7 0 3 0 ， 最佳油 石 比由4 6 增加到 5 0 ， 马歇尔稳定度由5 6 k N 增大到 7 5 k N， 可见粗细集料 比对排水性沥青混合 料的最佳沥青用量和马歇尔稳定度均有显著影响。 3 不 同粗细集料 比排水性沥青混合料体积 特性 3 1 空隙率 ( V V) 从宏 观上 看 ， 沥 青混 合料是 集料 、 沥青 和空 气所 6 5 4 3 2 l O 术、：H 霹 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 杨春景 ， 等 ： 粗细集料 比对排水性沥青混合料性能的影响 2 8 9 组成的三相体系， 经压实后形成由集料、 沥青胶结料 和残余空隙率组成 的一种具 有空间 网络 的多相体 系 ， 排水性沥青混合料 的主要缺点之一是 由于其多 孔的结构特性 ， 使得混合料疲劳特性和耐久性较差 ， 空隙率作为排水性沥青路面级配组成 的外在表现形 式 ， 势必会排水性沥青路面 的强度 以及耐久性 产生 巨大影 响 。在 最佳 油 石 比条 件 下 双 面各 5 0次 成 型 马歇尔试件 ， 不同粗细集料 比蜡封法实测空隙率结 果 见 图 2和 图 3 。 图 2 关键筛孔通 过百 分率与空隙率之 间的拟合关 系 Fi g ur e 2 F i t t i ng r e l a t i o n b e t we e n t h e v o i d a nd ke y s i e v e p e r c en t a g e 图 3 不 同粗细集料 比排 水性沥青混合料的空隙率 Fi g ur e 3 Vo i d s t e s t r e s ul t s o f d r a i na g e a s p ha l t mi x t u r e un d e r d i f f e r e n t c o a r s e a nd f i n e r a t i o 从图 2拟合结果可以看 出： 排水性沥青混合料 空隙率大小与 4 7 5和 2 3 6 mm筛孑 L 通过百分率的 拟合曲线方 程分别 为 Y=3 3 4 3 8 0 80 6 0 9 9 1 ( R = 0 9 8 8 6 8 ) 、 Y= 3 5 5 7 4 61 0 4 7 9 6 ( R = 0 9 6 1 0 9 ) ， 拟合关系 良好。由拟合 曲线的斜率可以 看 出， 随 4 7 5 mm筛孔通过百分率增 大， 排水性 沥 青混合料的空隙率减小趋势将更加显著。由图 3可 知 ， 随着粗细集料比减小 ， 排水性沥青混合料空隙率 增 大， 粗细集料 比由 8 8 1 2减小到 7 5 2 5 ， 混合料空 隙率减小的幅度接 近一致 ， 粗细集料 比减小 到 7 0 3 0时 ， 空 隙率 已经 减 小 至 1 5 ， 超 出了 规范 设 计 空 隙率范围。其主要原因是粗集料之间的嵌挤作用虽 能形成骨架结构 ， 填充粗集料形成的骨架空隙的细 集料较少 ， 填充不饱和， 细集料在混合料级配中起到 稳定和填充的作用不够。 3 2矿料 间隙率( V MA) 矿料间隙率是压实沥青混合料试件 中矿料实体 以外的空间体积 占混合料试件总体积的百分 比， 反 映了混合料在压实成型后矿料级配形成空隙率的大 小 ， 即可容纳沥青和剩余空隙率的体积大小 ， 当矿料 间隙率较小时， 意味着较小的空 隙率和不恰 当的沥 青用量 ， 合理的矿料间隙率可 以将体积参数控制在 合理的范 围内。不同粗细集料比排水性沥青混合料 矿料 间隙 率计算 结 果见 图 4 。 图 4 不同粗细集料 比排水性沥青混合料 的矿料 间隙率 Fi gu r e 4 VMA t e s t r e s u l t s o f d r a i na g e a s p h a l t mi x t ur e u n de r d i ff e r e n t c o a r s e a n d fi n e r a t i o 由图 4可 以看出： 不同粗细集料比的排水性沥 青混合料 的矿料间隙率比普通的沥青混合料的矿料 间隙率大很多 ， 在 2 0 以上， 这是 因为排水性沥青 混合料的级配较普 通沥青混合料的级配粗 ， 粗集料 含 量 多， 所 以压 实 以后形 成 更大 的 矿料 间 隙率。 V MA值 随着粗细集料 比增大而增大 ， 粗细集料 比 8 8 1 2时排水性 沥青混合料矿料 间隙率为 3 0 5 ， 粗细集料比为 7 0 3 0时， 矿料间隙率达到最小值， 其 原 因是 ， 粗集料和矿粉含量相同， 细集料越少 ， 在沥 青含量基本相同条件下 ， 细集料的减少导致粗集料 形成的骨架没有足够的细集料进行填充。 4 不同粗细集料 比排水性沥青混合料路用 性能 4 1高温稳 定性 试验时按照 J T G E 2 0 2 0 1 1的要求采用击实法 成型标准马歇尔试件 ( 正反 5 0次 面) 。在 试验前 将试件放在 6 0恒温环境箱 中保温 4 h ， 试验加载 速率 为 5 0 mm m i n ， 记 录 最 大 荷 载 及 对 应 的 位 移 。 试验结果 的计算公式如式 1所示 ， 其 中： s 。为应力 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 9 0 公路工程 4 0卷 强度 ， M P a ； P为破坏荷载 ， N； y为破坏荷载对应的位 移 ， m m； 压头直径 D=4 0 m m， 倒角半径 r =1 0 m i l l 。 针 对 6种沥青 混合 料 ， 分 别 采用 2 5 o I = 、 4 O ， 6 0 的温度条件进行试验， 试验结果见图 5所示。 s。 赫 2 2 2 3 妻 2。1 1 9 ： ； 图 5 不 同粗细集料比排水性沥青混合料 试验结果 ( 试验温度 ： 6 0 o c) Fi g u r e 5 SD t e s t r e s u l t s o f d r a i n a ge a s p h a l t mi x t ur e un d e r di f f e r e n t Co a r s e a n d fin e r a t i o 图 5试验结果表明： 随粗细集料 比减小， 排水性 沥 青混 合料 贯入剪 切强 度呈先 增 大后 减 小的变 化趋 势 ， 8 8 1 2粗细集料比条件下贯人剪切强度为 1 4 2 4 MP a ， 粗细集料 比减小到 7 8 2 2时混合料贯人强度 达到峰值贯入剪切强度 2 2 0 4 MP a ， 超过峰值剪切 强度后随着粗细集料 比减小 混合料抗剪切强度减 小 ， 可见粗细集料 比对排水性沥青 混合料的抗 剪切 破 坏能 力有 显著影 响 。这 是 由于混合 料 的抗 剪性能 主要受粗集料骨架嵌挤作用和沥青玛蹄脂共同组成 的抗 剪 能力 和粘 聚力 ， 所 以粗集 料 骨架 嵌 挤状 态 的 变化和沥青玛蹄脂数量的变化会影响沥青混合料的 抗剪切性能 ， 随着粗细集料比减小 ， 在相同骨架结构 内填充的细集料逐渐增多， 混合料密实度提高， C 、 值增大， 抗剪切强度提高， 但随着细集料含量进一步 增大 ， 细集料会对粗集料的骨架产生一定干涉作用 ， 粗集 料 之间 的接触 点 数 量 减少 ， 此 外 由于 沥 青 的感 温性、 沥青胶浆塑性变形增大， 导致混合料所产生的 贯人剪切变形增大 ， 贯入剪切强度降低。试验结果 表明 ， 选择合理的粗细集料比对提高排水性沥青混 合 料 的高温 性能 有显 著 的影 响 ， 骨 架 的 密实 程 度 以 及细集料对骨架的干涉作用也有很大的影响 。 4 2低 温抗 裂性 用来评 价沥 青混 合料低 温性 能 的试验 方法 主要 有低温弯曲试验和蠕变实验等 ， 大多采用混合料抗 变形能力作为评价指标 ， 而低温开裂不仅与材料抗 变形能力有关 ， 还取决于材料的强度 ， 如果材料有较 高强度的话 ， 即使材料抗变形能力不强也不 易发生 开 裂 。所 以 ， 在评 价沥青混 合 料低 温抗 裂 性 能 的 时候应以能量为基准 ， 沥青混合料 中储存的弹性应 变能越多 ， 其低温抗裂性能就越好， 考虑到排水性沥 青混合料切割小梁试件 比较困难 ， 本文以低温 S C B 试验评价排水性沥青混合料的低温抗裂性。采用击 实法成型直径为 1 0 1 6 m m 的标 准马歇 尔试 件， 并 采用具有较高切割精度的芬兰产双面锯取马歇尔试 件中部 2 5 m m厚的圆形试件 ， 再将其从 中间对称打 开 ， 即制得半圆弯曲试件 。按 照式 1一式 3计算抗 弯拉强度、 弯拉劲度模量和抗弯拉应 变能。试验温 度采用 一1 0 c 【 = ， 加载速率为 0 5 mm m i n ， 不 同粗细 集料 比排水性沥青混合料 S C B试验结果见表 2 。 4 8 8 8F a m a x _ 6 s D =一 1 1 4 D ( 5 5 7 8 古- 1 3 6 9 7 ) ( 1 ) ( 2 ) d w = f O- d ( 3 ) 式 中 ： 为抗拉 强 度 ， MP a ； F 为 最 大荷 载 ， N； D 为试件直径， mm； t 为试件厚度 ， mm。 表 2 不 同粗细集料比排水性沥青混合料 S C B试验结果 Ta bl e 2 SCB t e s t r e s u l t s o f d r a i n a g e a s p ha l t mi x t u r e u nd e r d i f f e r e n t c o a r s e a n d fine r at i o 由表 2试验结果可知 ： 随着粗细集料比减小 ， 排 水性沥青混合料抗弯拉伸强度 、 弯拉应变 、 单位体积 破坏应 变能均 增 大 ， 粗细集 料 比由 8 8 1 2减 小 到 7 0 3 0 ， 抗 弯 拉 强 度 、 最 大 弯 拉 应 变分 别 增 加 了 3 8 2 、 2 6 1 、 3 8 7 ， 可见粗细集料 比对排水性 沥青混合料的低温抗裂性有显著影响 ， 较小的粗细 集料 比对排水性沥青 昆 合料的低温性能有显著 的改 善作 用 。分 析 其 原 因 ， 粗 细 集 料 比过 大 ， 细 集 料 过 少 ， 粗集料形成的骨架没有足够的细料进行填充 ， 混 合料空隙过大， 其结构不稳定 ， 此外 ， 随着粗细集料 比增大 ， 排水性沥青混合料最佳油石 比减小 ， 沥青胶 浆与集料之间的界面粘附性 降低 ， 混合料整体强度 不足， 抵抗弯拉作用的能力降低。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2期 杨春景 ， 等 ： 粗细集料 比对排水性沥青混合料性能 的影响 2 9 l 4 3疲 劳性 能 为了有效地研究 沥青路面的疲劳破坏规律 ， 目 前沥青混合料疲劳性能通常采用小梁弯曲试验来评 价 ， 考虑到排水性沥青混合料切割小梁试件较为困 难 ， 尤其粗细集料 比较大条 件下小梁试件松散现象 较为严重 ， 由于尺寸极不规则导致疲劳试验数据离 散性较大。本文采用马歇尔试件间接拉伸疲劳试验 评价不同粗细集料 比排水性沥青混合料的抗疲 劳性 能 ， 疲劳试验加载模式为控制应力方式 ， 在重复加载 的疲劳试验过程中， 保持应力不变 ， 以试件的疲劳断 裂作为疲劳破坏的准则， 达到疲 劳破坏 的荷载作用 次数 为疲 劳 寿命 。间接 拉 伸疲 劳试 验 选 用 0 1 、 0 2 、 0 3 、 0 4 、 0 5共 5个 应 力 比， 试 验 温 度 为 1 5 ， 加 载频率为 l O Hz ， 加载波形为连续式正弦波 ， 试验结果如图 6 ， 表 3所示。 芸 、 魁 暖 铱 粗细集 料 比 图 6 木 同粗细集料 比排 水性沥青混合料劈裂试验结果 ( 1 5 ) Fi g ur e 6 Sp l i t t i n g t e s t r e s u l t s o f dr ai n a g e a s ph a l t mi x t ur e u n d er d i ffe r e nt c o a r s e a nd fine r a t i o 表 3 不同粗细集料 比排 水性 沥青 混合料 间接 拉伸 疲劳 试验结果 T a b l e 3 I n d i r e c t t e n s i l e f a t i g u e t e s t r e s u l t s d r a i n a g e a s p h a l t mi x t ur e u nd e r di f f e r e n t c o a r s e a n d fin e r a t i o 由图 7试验结果可 以看出： 随着粗细集料 比的 减小 ， 劈裂强度呈增大趋势 ， 在粗细集料 比为 8 8 1 2 时劈裂强度最小 ， 粗 细集料 比从 8 8 1 2减小 7 0 3 0 ， 排水 性沥青 混合 料 劈裂强 度 由 0 6 7 MP a增 加到 0 9 1 MP a ， 增大了 3 5 ， 可见粗 细集料 比对 排水性 沥青混合料的劈裂强度有显著的影响。由表 3和图 7可 以 看 出 ： 随 着 粗 细 集 料 比增 大 ， 7 0 3 0 、 7 5 2 5 、 7 8 2 2 、 8 0 2 0 、 8 5 1 5 、 8 8 1 2粗细集料 比条件下间接 拉伸疲劳试验双对数拟合曲线斜率 I1 , 依次增大 ， 截 距 K依次减小 ， r , 值越大 ， 疲 劳曲线越 陡， 表 明混合 料的疲劳寿命对应力水平 的变化越敏感 ， 说 明其抵 抗疲劳破坏的能力越差 ， 可见粗细集料 比对 排水性 沥青混合料的抗疲劳性能有显著 的影响。其原因是 随着粗细集料比的增 大， 粗集料 的增多降低 了排水 性沥青混合料的变形能力 ， 细集料过少 ， 粗集料形成 的骨架没有足够的细集料填充 ， 混合料空隙率过大 ， 使其结构不稳定 ， 混合料整体抗疲劳性能较差。 图 7 不 同粗细集料 比排 水性 沥青混合料疲劳试 验拟合曲线 F i gu r e 7 Th e f a t i gu e t e s t c ur v e fit t i n g r e s ul t o f d r a i n a g e a s p halt mi x t u r e u n de r d i ffe r e nt c o a r s e a n d fin e r a t i o 5 结论 随着粗细集料 比减小 ， 排水性沥青混合料最 佳油石 比增 大， 马歇 尔稳 定 度增 大， 4 7 5和 2 3 6 m i i l 筛孔通过百分率与排水性沥青混合料空隙率之 间具有 良好线性拟合关系。 V M A值随着粗细集 料 比增大而增大 ， 粗细 集料 比 8 8 1 2时排水 性沥青混合料 矿料间 隙率为 3 O 5 ， 粗 细 集 料 比为 7 0 3 0时， 矿 料 间 隙 率 为 2 0 5 ， 排水性沥青混合料的矿料 间隙率普 遍超过 了 2 0 。 随粗细集料 比减小， 排水性沥青混合料贯人 剪切强度呈先增大后减小的变化趋势 ， 粗细集料 比 为 7 8 2 2时混合料贯入强度 出现峰值 ， 粗细集料 比 对排水性沥青混合料的体积指标有显著 的影响。 排水性 沥青混合料低温抗裂性和抗 疲劳性 能 随粗细集 料 比 的减 小 而增 大 ， 综合 考 虑 设 计排 水 ( 下转 第 3 3 4页) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 3 4 公路工程 4 0卷 0 6 0 三。 。 。 巢 0 0 浸泡前 浸泡后 图 2浸泡前 后拉拔试验结果对 比 Fi g u r e 2 Pu l l o u t t e s t r e s u l t s we r e c o mpa r e d b e f o r e a n d a f t e r i mme r s i o n 于电性的影响 ， 在与石料接触时， 阳离子沥青微粒上 带有正电荷 ， 与集料表面负电荷相吸引， 使乳化沥青 能够快速的粘附到集料表面。在饱水状态下 ， 乳化 剂 和沥青 表 面 电性 不 断 破坏 乳 液 的平 衡 ， 缩 短 乳 液 的破乳 时 间 。破 乳 后 的 乳 液 呈 薄 膜 状 与 混 凝 土 粘 附 ， 增大了粘接面积， 增强 了与混凝土的粘结性能。 总 之 ， 饱水 状态 影 响乳液 的破 乳 时间 ， 从 而增 强乳 液 的粘附性 ， 提高阳离子乳化沥青的拉拔强度 。 5 结论 通过剪切试验 ， 得到铺装结构层层间抗剪强 度随剪切速率和试验温度的变化规律。通过拉拔试 验 ， 获得不同防水层拉拔强度的变化规律 。 在相同的试验条件下 ， 浸水后改性乳化沥青 的剪应力比浸水前 的剪应力减小了 3 9 5 1 ， 说明 水对改性乳化沥青有一定 的影响， 从而影响防水层 的抗剪强度。 在相同的试验条件下， 浸水后改性乳化沥青 的拉拔强度 比浸水前 的拉拔强度增加 了 3 8 5 6 ， 说明乳化沥青防水层浸水后 ， 由于水化作用较充分 ， 导致其拉拔强度有所增大。 2 3 4 5 6 7 8 9 1 O 参考文献 朱纬， 冯凌 兵， 蒋育 红 ， 等 “ 白加黑” 复 合路面结 构应 力分 析 j 安徽冶金科技职业学院学报 ， 2 O l 1 ( O 1 ) 刘坤 ， 马飞 ， 杜慧茹 控制“白加 黑” 路 面反射缝技术 探讨及应 用 J 辽宁建材 ， 2 0 0 9 ( 0 2 ) 于斌 ， 李建宏 ， 葛折圣 掺加 旧水泥 混凝土再 生粒料 的沥青混 合料路用性能评价 J 公路工程 ， 2 0 0 9 ( 0 3 ) 张捷 ， 黄 晓明 ， 王真 冷再 生 泡沫 沥青 混合 料 强度 影响 因 素 【 J 公路工程 ， 2 0 0 9 ( 0 3 ) 江毅 ， 华建湘 ， 颜可珍， 等 旧沥青路 面加铺温度及耦合应力分 析 J 公路工程 ， 2 0 1 0 ( 0 1 ) 汤文 ， 孙立军 ， 陈继松 应 力吸收层 防治沥青加 铺层 反射裂缝 的力学分析 J 公路工程 ， 2 0 0 8 ( O 4 ) 赵之仲 ， 张宁 ， 艾 广建， 等 影 响高速公路 路面结构应力分布 的 因素分析 J 公路工程 ， 2 0 0 8 ( O 2 ) 崔鹏 ， 邵敏华 ， 王 国英 ， 等 长寿命沥青路面结构组合探讨 J 中南公路工程 ， 2 0 0 7 ( 0 3 ) 苏华才 ， 谢华昌 沥 青混合料水破坏试 验方法 评价及改进设想 J 中南公路工程 ， 2 0 0 7 ( 0 2) 郝培文 集料吸入 沥青数 量评价方法 的研究 J 公路 ， 2 0 0 1 ( 0 7 ) ( 上接第 2 9 1页) 性沥青混合料的排水功能和结构耐久性 ， 建议的排 水性沥青混合料粗细集料 比的范围为 8 0 2 07 5 25。 【 参 考文献 】 高岩 ， 郑丹丹 ， 朱坤佳 ， 等 透水性沥 青路面路 用性 能研究 综 述 J 公路 工程， 2 0 1 3 ， 3 8 ( 4) 1 2 31 2 7 郭勇 高速公路排水性沥青混合料应用研究 D 南 京： 东南 大学 ， 2 0 0 6 黄俊强 排水性环氧改性沥青混合料研究 D 重庆 ： 重庆交 通大学 ， 2 0 0 8 邢 明亮 透水性沥青 混合料组 成设计 与技术性 能研 究 D 西安 ： 长安大学 ， 2 0 0 7 张铭铭 排水性沥青混合料配合 比设计及技术性 能研究 D 西安 ： 长安大学 ， 2 0 0 9 李会娟 长大桥梁排水性沥青路面材料与结构性能研究 D 西安 ： 长安大学 ， 201 0 张铭铭 排水性沥青混合料配合比设计及技术性能研究 D 8 9 西安 ： 长安大学， 2 0 0 9 Ha s e l b a u e r M I n fl u e n c e o f flo w c o n d i t i o n s i n p o r o u s a s p h a l t s o n p o l l u t i o n a n d e l e a n i n g C I n t e rna t i o n a l S a f e r Ro a d s C o n f e r e n c e ， C hdt c n h a m 2 o o8 Va v r i k W R， P i n g W J ， Ca r p e n t e r S H B a i l e y Me t h o d f o r Gr a d a t i o n S e l e c t i o n i n H MA Mi x t u re D e s i g n R T r a n s p o r a t i o n R e s e a r c h Ci rcu l a r Nu mb e r E C0 4 4， 2 0 0 2 郝培文， 徐 金枝 ， 周 怀治 应 用贝 雷法进行 级配组成 设计 的 关键技 术 J 长安大学学报 自然科学版 ， 2 0 0 4 ， 2 4 ( 6 ) 16 刘红英 沥青膜厚对沥青混合 料工程性能的影 响 J 公 路 交通技 术， 2 0 0 4( 3 ) ： 3 O一3 4 J T G F 4 02 0 0 4， 公路沥青路面施 工技术规范 S 牛俊明 ， 许永明 ， 赵平均 排水性 沥青抗滑 层混合 料的路 用 性能研究 J 石油沥青 ， 1 9 9 7 ( 1 ) ： 3 7 4 4 郝培文 ， 张登良 ， 胡西宁 沥青混 合料低温 抗裂性 能评价 指 标 J 西安公路交通大学学报 ， 2 0 0 0， 2 0 ( 0 3 ) ： l一 5 杜群乐 ， 孙立军 ， 黄卫东 ， 等 不同设计方法下沥青混合料 抗 疲劳性能研 究 J 同济 大 学 学报 ：自然 科 学版 ， 2 0 0 7 ， 3 5 ( 9 ) ： 1 2 0 41 2 0 8 州 川 吲 i i = 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m