多孔隙沥青混凝土试验研究

3.8
4.1
4.4
32.73 26.65 16.91 14.08
空隙率一览表。马歇尔击实次数每面 50 次，用体积 法测定密度，相应的曲线见图 3。根据试验结果可以
PAC20 + 水泥 PAC20 + 2% 消石灰
37 . 38
34 . 30 62 . 01
19 . 47 42 . 64
13 . 58 30 . 72
0 引言
多孔隙沥青混凝土是一种大孔隙沥青混合料，其 使用条件和力学性能与一般的密级配沥青混合料有较 大的不同。它主要有两个用途：一是作为路面抗滑表 层的材料，以改善路面的抗滑性能，特别是雨天的路 面抗滑，此时一般称为 OGFC（开级配磨耗层）；二 是作为沥青混凝土结构层中的一层，为路面的排水结 构层，改善沥青混凝土路面水稳定性，减少水损害， 此时称为 PAC（多孔隙沥青混凝土）。
表 5 为 PAC20 3 种情况析漏试验结果汇总表，图
4 为相应的试验曲线。由试验结果看出，按 0.3% 的
析漏率 确 定 的 油 石 比 分 别 为：矿 粉 max2k = 3. 75% ； 水泥 代 替 矿 粉 max2S = 3. 92% ；2% 消 石 灰 max2x = 4 . 4 % 。由此看到添加消石灰后，油石比明显增加。
19 . 1
11 . 2
根据表 1 中的级配，进行不同油石比下的空隙率 测定、析漏试验、肯塔普飞散试验和浸水条件下的肯
塔普飞散试验。试验采用的是普通 70 # 沥青。空隙 率采用体积法测定，析漏率试验的温度为 175C。混
和料试件成型采用马歇尔击实试验方法，每面击实
50 次。试验结果见表 2，相关的试验曲线见图 1。
大，其磨耗率较大；相比而言，用矿粉或水泥的混合
图 5 PAC20 飞散试验（空气磨耗）结果曲线
表 7 为 3 种情况下浸水磨耗的试验结果（50C， 4d），相应的试验曲线见图 6。按 30% 的磨耗率确定 的油 石 比 分 别 为：矿 粉 min2! = 无；水 泥 代 替 矿 粉 min2" = 3. 68% ；2% 消石灰 min2# = 4. 20% 。从表中数 据看到，仅用矿粉的混合料在 50C 水浴中 4d，其磨 耗率明显增大，以致于 4.1% 油石比下的磨耗率为 50% ，说明其水稳性很差，当采用水泥代替矿粉或添 加消石灰后，磨耗率明显减小，说明这两种措施对提 高沥青混合料的水稳性很好。将表 6 与表 7 中相同油 石比的磨耗率相比，添加水泥的在各个油石比下依次 为： 71.1% 、 93.1% 、 66.3% 、 82.8% ， 平 均 为 78.3% ； 添 加 消 石 灰 在 各 个 油 石 比 下 依 次 为： 79.8% 、76.3% 、 95.9% 、 71.1% ， 平 均 为 80.8% 。 由此看来用消石灰的效果略好于水泥。
4.4
PAC20 + 矿粉 PAC20 + 水泥
20 . 04
18 . 57 19 . 24
17 . 83 18 . 07
16 . 71 16 . 81
图 4 PAC20 3 种情况析漏率曲线图
PAC20 + 2% 消石灰
20.91 18.84 18.59 16.96
图 3 PAC20 3 种情况空隙率曲线图
表 6 为 3 种情况下空气磨耗的试验结果，相应的 试验曲线见图 5。按 25% 的磨耗率确定的油石比分别 为：矿粉 min1k = 3. 52% ；水泥代替矿粉 min1S = 3. 64； 2% 消石灰 min1x = 4. 16% 。同时，结合表 6 中数据看 到，在相同油石比下添加消石灰后由于空隙率明显增
16 . 37
确定 当 空 隙 率 为 18% ， 最 大 油 石 比 分 别 为： 矿 粉
max1k = 3. 27% ；水泥代替矿粉 max1S = 3. 80；2% 消石 灰 max1x = 4. 16% 。
PAC20 马歇尔击实试验空隙率一览表（ %）
表4
级配类型
油石比
3.3
3.5
3.8
4.1
Abstract：The porous asphaIt concrete（PAC20，the maximum stone size is 20mm）is tested and anaIyzed in this paper，combined with the materiaIs’design of Iow noise asphaIt pavements testing sections in Hebei ProvinciaI Jinghu expressway. Comparisons are made of four different aggregations of the PAC20. One aggregation is seIected for the testing section. At the same time，to improve the mixture water stabiIity，the cement is seIected instead of hydrauIic Iime to repIace mineraI powder，based on comparison anaIysis taking into account of construction conditions. Key words：Porous asphaIt concrete；Aggregation；Water stabiIiIty
VoI.19 No.6
公路交通科技
2002 年 12 月
JOURNAL OF HIGHWAY AND TRANSPORTATION RESEARCH AND DEVELOPMENT !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
PAC20!4
3.1
19 . 1
60 . 8
81 . 9
0 . 25
3.4
17 . 7
31 . 7
54 . 0
0 . 31
3.7
16 . 8
34 . 0
42 . 5
1 . 44
4.0
15 . 3
16 . 2
34 . 4
2 . 75
图 ! 4 种不同碎石含量的多孔隙沥青混凝土的试验结果
图中，令为 PAC20!1；回为 PAC20!2；A为 PAC20!3；＼为 PAC20!4
本文 通 过 室 内 试 验 分 别 对 碎 石 含 量 为 87.5% 、 85% 、80% 、75% 的 4 种 PAC20 混 和 料 进 行 对 比 分 析，有关级配见表 1，从表 1 看出 4 种级配的矿粉含 量 5%均保持不变。
收稿日期：2001!12!19 作者简介：戴为民（1963 - ），男（满族），河北承德人，高级工程师，从事公路工程的研究 .
85 . 5
0 . 23
3.7
23 . 31
38 . 0
77 . 5
0 . 27
4.0
0 . 32
4.3
0 . 59
PAC20!2ຫໍສະໝຸດ 2.923 . 9
84 . 0
92 . 8
3.2
22 . 3
73 . 0
72 . 4
3.5
21 . 9
35 . 2
69 . 7
0 . 11
3.8
21 . 4
20 . 5
67 . 6
上限 100 90 68 53 15 11 6
5
3
下限
100 88 73 25 21 14 12 7
中值 100 95 78 63 20 16 10 8.5 5
从图 1 看到随着碎石含量的减少，各个油石比下 试件的空隙率依次减少；对于析漏试验结果的规律性 较差，说明析漏试验主要评价沥青的质量，与碎石含 量关系不大；从空气磨耗试验也很难分辨 4 种级配的 优 劣；从浸水磨耗试验可以明显区分出碎石含量在
80% ~ 75% 时，浸水磨耗率较小，即水稳定性好，不
易剥落。另一方面考虑到易于排水，最终选定碎石含
量为 80% 的级配。根据这个结果选定了试验路采用
的 PAC20 混合料的级配范围，见表 3 和图 2。
试验路用 PAC20 级配
表#
26.5 19 16 13.2 4.75 2.36 0.6 0.3 0.075
由于这两个问题都是我国目前沥青路面使用过程 中存在的主要问题，因此多孔隙沥青混凝土在我国沥青 混凝土路面结构设计中是不可缺少的一种结构材料。 然而我国对这种沥青混凝土的研究还远远不够，至今尚 无一个相关的设计规范，更没有一段实体工程。
笔者结合河北省京沪高速公路减噪试验路的结构
设计，对多孔隙沥青混凝土 PAC20 进行了试验研究。 现总结如下，供同行参考、指正。
公路交通科技 2002 年 第 6 期
三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三三
4 种级配的 PAC20
表!
级配类型
筛孔尺寸（mm）
26 . 5
19
16
13 . 2
9.5
4 . 75
2 . 36
0.6
PAC20!1
力，提高水稳定性，进行了进一步的试验分析。
PAC20 飞散试验（空气磨耗）结果（ %） 表 6
根据以上确定的级配采用 3 种情况进行配合比设 计：1. 采用矿粉；2. 用水泥代替全部矿粉；3. 用消 石灰代替 2% 的矿粉。表 4 为马歇尔击实试验测定的
级配类型 PAC20 + 矿粉
油石比
3.3
3.5
0 . 34
4.1
0 . 59
4.4
5 . 57
PAC20!3
3.0
21 . 19
70 . 44
87 . 1
3.3
20 . 81
43 . 2
74 . 7
3.6
19 . 45
26 . 67
45 . 7
0 . 02
3.9
17 . 77
19 . 71
35 . 2
0 . 09
4.2
0 . 29
4.4
0 . 52
文章编号：1002!0268（2002）06!0017!04
多孔隙沥青混凝土试验研究
戴为民
（河北省京沪高速公路管理处，河北 沧州 061001）
摘要：主要结合河北省京沪高速公路减噪试验路的材料配合比设计，对多孔隙沥青混凝土（PAC20）进行试验分析，
文中对 4 种 PAC20 型混合料的级配进行分析研究，并从中选择试验路所需级配范围。同时，为了改善 PAC20 的水稳定
性，试验分析水泥取代矿粉或掺加消石灰对混合料的影响，考虑施工条件，实际施工中选择了水泥代替矿粉的措施。
关键词：多孔隙沥青混凝土；级配；水稳定性
中图分类号：U414 . 75
文献标识码：A
Test Study on Porous Asphalt Concrete
DAI We!i min （Hebei ProvinciaI Jinghu Highway Construction Management Divsion，Hebei Cangzhou 061001，China）
1 混合料级配研究
PAC20 是一种中粒式的多孔隙沥青混凝土，可用 于沥青混凝土路面的中面层（对于三层体系）或下面 层（对于二层体系），作为沥青混凝土路面的排水结 构层。
多孔隙沥青混凝土是一种典型的断级配沥青混合 料，碎石含量较高。根据国内外多孔隙沥青混合料的 级配规律，这种混合料 4.75mm 以上碎石含量一般为 87.5% ~ 75% ，矿粉含量 3% ~ 5% 。
100
95
73 . 9
55 . 8
34 . 5
12 . 5
10 . 7
7.9
PCA20!2
100
95
75 . 6
58 . 5
37 . 8
15
12 . 5
8.7
PCA20!3
100
95
78 . 3
63 . 1
43 . 6
20
15 . 8
10
PCA20!4
100
95
80 . 5
66 . 9
48 . 7
25
图 " PAC20 级配曲线
2 改善 PAC20 的水稳定性研究 PAC20 作为排水结构层用于路面结构中，其本身
"#$
多孔隙沥青混凝土试验研究 戴为民
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
的水稳定性尤为重要。为了进一步改善其抗水冲刷能 料空隙率较小，磨耗率也较小。
4 种 PAC20 的试验结果（ %）
表"
0.3
0 . 075
6.8
5
7.2
5
7.9
5
8.6
5
油石比 级配种类
（%）
空隙率 （%）
飞散 浸水飞散 析漏率 （%） （%） （%）
PAC20!1
2.8
23 . 86
84 . 4
-
3.1
22 . 99
50 . 5
94 . 2
3.4
24 . 10
49 . 0
PAC20 析漏率试验结果
表5
级配类型
PAC20 + 矿粉 PAC20 + 水泥 PAC202% 消石灰
油石比
3.3
3.5
3.8
4.1
4.4
0.72 2.93
5.685 12.625
0.07 1.025 2.285 8.59 12.265
0.06 0.085
0.17 0.445
注：表中析漏率单位 0.1%。