浅谈大粒径透水性沥青混合料的应用

冯泮 朱洪凯

摘要：通过对大粒径透水性沥青混合料（LSPM）的介绍，了解其在路用性能的优点，探讨各种材料及LSPM混合料技术指标与其他混合料的区别，提高对LSPM的认识，推广其在高速公路上的使用，解决路面结构层因存水而造成的路面损坏问题。

关键词：LSPM路用特点各种材料技术指标

1引言

我省高速公路起步早，数量多，交通量大，重载和超载车数量逐渐增加，因而路面损坏也逐渐增多，通过大修和调查发现，引起路面损害的主要原因是水毁，由于密实型的半刚性基层不透水，从透水的面层或路面收缩开裂的缝隙下渗的水，全部存留在油层和半刚性基层之间，加上车辆动载的反复作用，使水稳性能较差的半刚性基层和面层沥青膜遭到破坏，造成路面而龟裂，坑槽等病害。为解决路面结构的排水问题，我省在2001年起开始进行了大量的基层研究并铺筑了多条试验路，取得了非常好的效果，为提高我省高速公路质量打下了经验基础和理论基础。

2大粒径透水性沥青混合料（LSPM）及路用特点

大粒径透水性沥青混合料（LARGESTONEPOPOUSASPHALTMIXES）是指混合料最大公称粒径大于26.5mm，具有一定孔隙率能够将水分自由排出路面结构的沥青混合料，大粒径透水性沥青混合料通常用作路面结构中的基层。大粒径透水性沥青混合料（LSPM）的设计采用了新理念，从级配设计角度考虑，大粒径透水性沥青混合料（LSPM）应当是一种新型的沥青混合料，通常有较大粒径（25mm～62mm）单粒径集料形成骨架由一定量的细集料形成填充而组成的骨架型沥青混合料，大粒径透水性沥青混合料（LSPM）设计为半开级配或者开级配，由于大粒径透水性沥青混合料（LSPM）有着良好的排水效果，通常为半开级配空隙率为13～18％。他不同于一般的沥青处治碎石(ATPB)基层，也不同于密级配大粒径沥青混合料（ATB）。沥青处治碎石（ATPB）粗集料形成了骨架嵌挤，其基本上没有细集料填充，因此空隙率很大一般大于18％，具有非常好的透水效果，但由于没有细集料的填充，空隙率过大，其模量较低，而且耐久性较差。密级配大粒径沥青混合料（ATB）也具有良好的骨架结构，空隙率一般在3～6％，因此其不具有排水性能，大粒径透水性沥青混合料（LSPM）级配通过严格设计，其形成了单一粒径骨架嵌挤，且采用少量细集料进行填充，提高了混合料的模量和耐久性，在满足排水要求的前提下，降低混合料的空隙率，其空隙率一般为13～18％，因此其既具有良好的排水性能，又具有较高模量与耐久度。

研究和应用表明大粒径透水性沥青混合料（LSPM）具有以下优点：

（1）级配良好的大粒径透水性沥青混合料（LSPM）可以抵抗较大的塑性和剪切变形，承受重载交通的作用，具有良好的抗车辙能力，提高了沥青路面的高温稳定性，特别是对于低速重车路段，需要的持荷时间长时，设计良好的LSPM于传统的沥青混凝土相比显示处十分明显的抗永久变形能力;

（2）大粒径透水性沥青混合料（LSPM）有着良好的排水功能，可以兼有路面排水层的功能；

（3）由于大粒径透水性沥青混合料有着较大的粒径和较大的空隙，它可以有效的减少反射裂缝；

（4）大粒径集料的增多和矿粉用量的减少，减小了比表面积，减少了沥青用量，从而降低了工程的造价；

（5）与通常的半刚性基层相比，提高了工程的施工速度，减少了设备投入；

（6）在大修改建工程中，可大大缩短封闭交通时间。社会经济效益显著。

3材料要求

所有的矿料必须无塑性，沥青混合料中的粘土颗粒成分可以引起沥青混合料的体积膨胀，在水的作用下引起沥青膜与矿料间的剥离现象。

4.1大粒径透水性沥青混合料（LSPM）中粗集料起到骨架作用，粗集料的质量和其物理性能严重地影响着混合料的使用性能，因此混合料中粗集料使用轧制的坚硬岩石，形状良好。其技术指标：

注：粘附性小于5级的应采取抗剥落措施，未列指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）中对热拌沥青混合料集料的要求。

4.2细集料包括人工砂、石屑和天然砂。采用反击式或锤式破碎机生产的硬质岩集料经过筛选的小于2.36mm的部分具有较好的角砾性，可以作为人工砂使用，LSPM可以使用人工砂和石屑作细集料，但不准采用天然砂。细集料棱角性必须大于42%，砂当量不小于65%。

4.3由于LSPM为透水混合料，为提高沥青混合料的抗水损害能力，填充料宜采用干燥消石灰粉或生石灰粉，填充料技术要求可根据当地情况而定，至少要满足Ⅲ级灰要求。

4.4为了保证LSPM的耐久性，混合料需要比较厚的沥青膜，但同时必须防止混合料的析漏，因此应当采用粘度较好的沥青胶结料。济青高速青马段采用的是MAC-70#，其技术指标满足相关要求。

4级配设计

大粒径透水性沥青混合料作为基层要承受车辆荷载，另外还兼有排水功能，因此设计的混合料要形成骨架结构，空隙率要在15%左右。大粒径透水性沥青混合料没有固定级配曲线，其级配与原材料的性能有关，不同的原材料级配曲线是不一样的。推荐的级配曲线如下：

6结束语

综上所述，大粒径透水性沥青混合料有着其他基层所替代不了的优点，因此，为提高路面工程的使用质量，延长使用寿命，应大力推广使用。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。