摘 要

本文以PAC-16沥青混合料为研究对象，分析了PAC-16沥青混合料的配合比设计过程，并通过浸水飞散试验以及冻融劈裂试验对其性能进行研究。结果表明，在对排水沥青混合料的水稳定性能进行评价时，建议选取冻融劈裂试验;排水沥青路面可通过自身较好的孔隙结构使降雨得到渗透以排出，以避免路面出现地表径流，降低行车打滑的可能性，使雨天路面仍具有较好的抗滑性能，提高出行安全性。

关键词 排水沥青混合料 | 水稳定性 | 配合比设计

排水沥青路面具有较高的空隙率的特征，并且其具有较好的抗滑性，可通过自身较好的孔隙结构使降雨得到渗透以排出，以避免路面出现地表径流，降低行车打滑的可能性，使雨天路面仍具有较好的抗滑性能，提高出行安全性沥青网sinoasphalt.com。

混合料配合比设计

本文所选取的排水沥青混合料的型号为PAC-16。对于沥青混合料的路用性能而言，其配合比的设计是其较为关键的一步。配合比设计过程包括有目标配合比以及生产配合比等的设计，其中在配合比设计的整个过程中，沥青混合料的目标配合比设计是其中的重难点。沥青混合料的控制指标是配合

比设计时首先需要确定的内容，对于PAC-16沥青混合料而言，其关键控制指标主要有空隙率，飞散损失等，确定PAC-16沥青混合料的这些关键指标，有利于后续开展其排水抗滑性能的研究。

配合比设计

配合比设计流程如图1所示。(1)体积指标作为空隙较大的沥青混合料，PAC-16的排水性能主要依靠空隙率来实现，但因其结构性难以调和空隙率，因此，对于PAC-16沥青混合料而言空隙率是其设计过程较为重要的设计指标。鉴于本文主要是对沥青混合料的排水性能进行研究，因此本文将以使用场地具有较多雨水的特点进行分析，在此基础上，本文将以19%~25%确定为该沥青混合料的目标空隙率，以符合排水性要求。

鉴于排水沥青混合料具有较大空隙率的特点，其在水中具有较大的吸水率，结合相关文献可知，对于空隙率的测定而言，毛体积相对密度的计算精度对其具有较大的影响，因此，对沥青混合料的空隙率进行计算的基础是需确保毛体积相对密度的准确性。本文在测定PAC-16沥青混合料的毛体积相对密度时所采取的方法为体积法。

(2)结构指标

沥青混合料配合比的重要设计指标包括有其结构性指标，该项指标主要影响沥青混合料的力学性能。对于PAC-16沥青混合料结构指标的确定，本文将从以下几方面入手:鉴于PAC-16沥青混合料具有的结构特征主要是以点接触作为集料的接触方式，集料间的内摩阻力较小，需要通过掺入结合料进行弥补，因此这就需要验证沥青混合料对于变形的抵抗能力。目前对于其抗变形能力的测定指标主要为动稳定度，一般需使其具有800次/mm以上的动稳定度;对于排水沥青路面而言，其主要的病害类型为松散掉粒，对于该指标的评价，本文选取的是其飞散损失;本文的研究内容还包含有排水沥青路面的抗水损害性能，主要通过冻融劈裂强度比以及浸水飞散指标来确定。

(3)功能性指标

以不同角度出发，排水沥青混合料具有的功能性指标不同。鉴于本文研究重点在于其排水性能，因此选定渗透水系数以及空隙率作为其功能性指标。

级配的确定

本文基于排水沥青路面级配的推荐范围，参考相关文献，确定出本次试验的目标级配范围如图2所示。

必须在其级配范围内对空隙率进行微调才能使得到的数据更加准确，本文选取的方式为调整2.36mm的筛孔通过率，并确定3条级配范围内的2.36mm筛孔通过率中级配数值差异较大的试块。通过试验过程实测的空隙率绘制出空隙率与2.36mm筛孔通过率的关系曲线，最终通过寻找目标空隙率下2.36mm筛孔的通过率作为其目标级配。调整2.36mm筛孔在效率以及成本上是最为合适的方法，在级配手机时还需注意其他参数的影响。

以上述理论为基础，按照先前所确定拱顶沥青用量以及级劈拌制沥青混合料试件，对其体积指标以及马歇尔稳定度进行检验。对于其相对的最大密度，可按照试验所得沥青混合料的毛体积密度进行推算，并从而确定出空隙率，再将2.36mm筛孔通过率以及空隙率之间的关系曲线绘制出来之后，以选取2.36mm筛孔在目标空隙率下的通过率，最终得出目标级配。在本次试验过程中发现，在20%混合料空隙率时，2.36mm筛孔具有12.5%的通过率，在此基础上，本文所确定的目标级配如图3所示。

浸水飞散试验

以上述所确定的目标级配及填料配比，选取油石比为4.3%制备试件以采取浸水飞散试验，以研究PAC-16沥青混合料水稳定性能与纤维的掺量以及纤维的种类之间的关系。所得结果如图4所示。

从实验结果可知，在沥青混合料中掺入木质素纤维时具有最大的飞散损失。作为一种天然纤维材料，处理之后木质素纤维的吸水率较大，不适宜用在排水沥青混合料。作为一种高分子材料，聚合物纤维具有较小的吸水性，相比于木质素纤维而言更适宜作为排水沥青混合料。

在排水沥青混合料中使用聚酯以及聚丙烯腈纤维能够较为明显的降低其浸水飞散损失，相比于木质素纤维而言其分散效果较差，因此相比于较小掺量而言，当其为0.3%的掺量时所具有的浸水分散损失更大。而当其仅具有0.1%纤维掺量以及0.2%纤维掺量时并不具有明显的差异，考虑经济性确定应采取0.1%的纤维掺量。

聚丙烯腈以及聚酯纤维均具有约为9mm的长度，聚丙烯腈纤维在实际拌制过程中具有更柔软的性能，具有更好的沥青相容性以及较好的分散性。不同纤维分散情况如图5所示。从图中可知，沥青混合料中掺入聚丙烯腈时比起掺入聚酯纤维的浸水飞散损失药效，因此应选取0.1%聚丙烯腈纤维作为其掺入量及掺入种类。

冻融劈裂试验

在上述试块中加入0.1%的聚丙烯腈纤维，以研究PAV-16沥青混合料的水稳定性能与水泥以及石灰之间的关系，本文在该方面研究主要通过冻融劈裂试验进行。试验结果如图6所示。

从试验结果可知，沥青混合料中编号为PACI的试件成型时所采用的填料主要为矿粉，其具有约为82%的一次冻融劈裂强度，大于80%的标准要求，但其仅具有75%的二次冻融劈裂强度，具有较为显著的降幅。沥青混合料中编号为PAC2的试件成型时采取的填料主要为1%的生石灰，沥青混合料中编号为PAC4的试件成型时采取的填料主要为1%的熟石灰，沥青混合料中编号为PAC6的试件成型时采取的填料主要为1%的水泥，可看出对于掺入了生石灰以及熟石灰的沥青混合料试件具有较为显著的一次冻融劈裂强度的提高，但添加了水泥的沥青混合料试块的一次冻融劈裂强度的提高较不明显，并且其二次冻融劈裂强度具有较为显著的降低，可知对于沥青混合料的二次冻融劈裂强度比而言添加石灰以及水泥并不具备较好的效果。其中编号为PAC3，5，7的沥青混合料均为添加了2%上述同种填料的试件，相对于仅加入1%的试件而言，其具有较为显著的提升效果，但其二次冻融劈裂强度同前者一样，仍然具有较为显著的降低。

综上所述，对于PAC-16沥青混合料而言添加掺和物能提高其水稳定性，其中熟石灰的作用效果最好，其次为生石灰以及水泥，并且对于其冻融劈裂强度比而言，2%掺量的效果更佳。因此对于PAC-16排水沥青混合料而言本文推荐其抗剥落剂选用2%的熟石灰，以使其水稳定性能能够得到较好提高。

结语

通过上述试验，本文所得结论有:对于PAC-16沥青混合料而言，纤维增强能对其飞散效果起到改善的作用，并且效果最佳的是聚丙烯腈纤维，在考虑经济性的基础上，本文建议聚丙烯腈纤维的掺量应控制在0.1%;对于PAC-16沥青混合料的水稳定性而言，熟石灰作为抗剥落剂的效果更佳。通过对比上述试验的结果控制，冻融劈裂试验具有更佳稳定的试验结果，因此在对排水沥青混合料的水稳定性能进行评价时，本文建议选取冻融劈裂试验，但相对而言，浸水飞散试验具有操作简单，接近实际情况等特点，因此可提供给试验结果较好的参考性。