基于空隙率的透水性沥青路面配合比设计.pdf

FEATURES特福基于空隙率的透水性沥青路面配合比设计Design of Mix Proportion of Permeable Asphalt Pavement Based on VoidRatio付向东,李爱民2,狄升贯1.天津市市政工程建设公司,天津300452.天津交通职业学院,天津3001103.天津市市政工程设计研究院,天津300510引言本文首先对透水性沥青混合料空隙率与路面透水性能的相关性进行研究分析影响空隙率的因素,在此基础上根据规范要求,对透水性沥青混合料级配透水性沥青路面具有较高的空组成进行设计,最后确定透水性沥青混合料的最佳沥青用量,以期指导透水性隙率和构造深度,其表面粗糙,有:沥青混合料的设计和施工。较好的透水、防滑和降噪性能。同时,由于透水性沥青混合料属于骨1空隙率与路面透水性能的相关性架一空隙结构,具有较好的抗车辙性能,因此,适用于夏季炎热、降雨透水性沥青混合料主要存在三种空隙:连通空隙、闭空隙以及半连通空量较大、对噪声要求较高的路段。隙。闭空隙、半连通空隙是独立的没有与其他空隙相互连通的空隙,不能形成透水性沥青路面良好的透水性有效的渗流路径,属于无效空隙。连通空隙相互交错连通,能够保证水流的有和降噪性都与沥青混合料较大的空效下渗,所以路面透水性能主要与连通空隙率有关。隙率有关;同时,空隙率还影响然而,在马歇尔试验中,根据混合料的毛体积密度与最大理论密度计算出着混合料的耐久性。因此,空隙率的空隙率,包含以上三种形式的空隙。因此,本文采用简化的试验方法,制备是透水沥青路面的关键指标。公路具有不同空隙的沥青混合料马歌尔试件,测定其空腺率以及连通空隙率,并采沥青路面施工技术规范(JGF40-用溶水试验确定防青混合料的溶水系数。由试验结果绘制空隙率、有效空除率2004)对透水性沥青路面的空隙率与渗透系数的关系曲线,如图1、2所示。要求是18%-25%,实际工程应用中连通空隙率P的计算方法为透水性沥青混合料的空隙率一般在20%左右。较高的空隙率要求透水性P一100%沥青混合料具有特殊的结构,其矿料?的性质、级配组成等都会对空隙式中:为沥青混合料体积;为集料与独立空隙的体积率产生影响?,因此透水性沥青混合由图1、2分析可得:空隙率及有效空隙率对渗透系数的影响都昰现指数关料的配合比设计不同于普通密实型系,且相关系数都在08以上。当空腺率小于10%、有效空除率小于8%时,沥青沥青混合料。混合料几乎不透水;随着空隙率的增加,透水系数也逐渐增大,但幅度较小,53、亚龙筑机B4000型沥膏设备当空隙率达到15%时,透水系数增加0.0008c3幅度明显增大,沥青混合料透水性R20.82400.0046e10能大幅度提升。由于连通空隙率测0.16R2=0.8421定较为复杂,因此使用空隙率作为J0l20.12沥青混合料渗透系数的控制指标。0.080.082沥青混合料空隙率影响因0素研究0015空隙率%有效空隙率/%沥青混合料空隙率影响因素主图1空率与系数的关系图2有效空隞率与透系数的关系要分为内因和外因两部分:内因包括集料特性、矿料级配等;外因包21.0括压实功能、压实温度等。本次研一辉绿岩20.5片麻岩究主要对影响沥青混合料空隙率的20.0内部因素进行系统分析2.1集料特性对空隙率的影响19.519.0粗集料的性质、形状对混合料的性能有着重要的影响,直接影响路而的排水效果、抗滑性能、水稳18.018性能等。针片状颗粒细长且薄,强粗集料针片状含量/%度较低,在压实过程中会产生不同程度的破损,直接影响混合料空隙图3针片状颗粒含量对空隙率的影响率。集料的破损情况与粗集料的针片状颗粒含量关系密切,若集料中、表1试验级配及空率细长、扁平状颗粒过多,就会对泥编号筛孔(mm)通过率%空隙率%合料的性能产生比较大的影响,针16.013.2:9.52.361.18!015:0.075片状颗粒在施工过程中容易被压路110087.463723.720.313.610.517.4机压碎、折断,导致混合料空隙堵2:100:87.4:637:23.9:19.8:14.8:10.2i7.218.3棐或变小,影响排水效果63.723.4:19.4:14.6104100:88.364.821.5:17.7:13.4:9.44.8根据规范推荐的OGFC-13级配范100:8368.520116413,419.6田,选择中值作为试验级配,并确定沥青用量为5.0%。在此基础上,10089.271.020.9采用不同针片状含量的片麻岩和辉8!10086.6646521.6!17.612.220.2绿岩成型马歇尔试件,并测试其空10088.970518.915.21128.521,316.7:13.5隙率,试验结果如图3所示。9.6175:13.9:10.618.06.由图3分析可得,随着矿料中12100:86.3163.715.912,6110.27.644.423.2针片状颗粒含量增大,试件的空隙瘁不断减小。究其原因,透水沥青混合料是典狸的骨架空隙结构,粗12%15%存在一个限值,该值会引起混合料体积指标的明显变化,故粗集料中集料较多,细集料较少,不足以充、针片状颗粒的含量不宜超过15%。分填充空,形成的空隙较大。而22级配对空隙率的影响在压实过程中,针片状颗粒破损沥青混合料矿料级配组成是影响空隙率的主要因素,为研究矿料级配对填充部分空隙,导致空隙率出现一沥青混合料空隙率的影响,根规范推荐的 OGFC13级配范田,在汤青用量为定程度的减小。当针片状颗粒含量5%时,选定12条级配,对不同级配组成的混合料成型马歇尔试件,采用体积法超过2%后,试件的各项体积指标测定各级配青混合料的空隙率,试验级配及空隙率如表1所示。产生突变,表明针片状颗粒含量在分析表1中4,75mm、2.36mm及1.18mm筛孔通过率,得到4.759,5mm、