结合料对彩色透水沥青混凝土性能的影响分析

乔弘u2,陈建斌\\高洪坤'姜本圣4,孙华东U2,张爱勤h 2

(1.山东交通学院，山东济南250357; 2.山东省高校路面结构与材料重点实验室，山东济南250357; 3.泰安市公路事业发展中心，山东泰安271000; 4.山东东泰工程咨询有限公司，山东淄博255000 )

摘要：采用SBS及各种助剂对普通彩色沥青结合料 进行改性，并对比分析了不同彩色沥青结合料对彩 色透水沥青混凝土路用性能的影响。结果表明，采 用自制改性彩色沥青配制彩色透水沥青混凝土，其 高温稳定性、水稳性以及透水性均有所提高，说明 自制改性沥青制备彩色透水沥青混凝土具有良好的 路用性能，并结合经济因素指出不同肢结料彩色透 水沥青混凝土的优选应用场合。

关键词：彩色透水沥青混凝土；彩色沥青；路用性能； 经济性

中图分类号：U416.217

文献标识鸪：B

Analysis of the influence of binders on the performance of colored pervious

asphalt concrete

QIAO Hongia, CHENJian-bin3,GAO Hong-kun\\ JIANG Ben-sheng4,SUN Hua-dongu,ZHANG Ai-qin'-2

(1. Shandong Jiaotong University,Shandong Jinan 250357 China;2. Shandong Key Laboratory of Pavement Structure and Materials,

Shandong Jinan 250357 China;3. Taian Highway Development Center, Shandong Taian 271000 China; 4. Shandong Dongtai Engineering Consulting Company Limited, Shandong Zibo 255000 China )AbstractrThe ordinary colored asphalt colored asphalt binder was modified by SBS and various additives, and the influence of different colored asphalt binders on the performance of colored permeable asphalt concrete was compared and analyzed. The results showed that the high-temperature stability, water stability and water

收稿日期：2019—10—29

作者简介：乔弘（ 1994一），女，山东泰安人，硕士研究生，研究方向为道路材料。

permeability of the color-permeahle asphalt concrete prepared by self-made modified colored asphalt was improved, indicating that the self-made modified asphalt has good road performance for preparing colored permeable asphalt concrete. Combined with economic factors, it points out the preferred application of binders colored permeable asphalt concrete.

Key words:colored permeable asphalt concrete; colored asphalt; road performance; economic

引言

现阶段我国城市道路以密实型浙青混凝土和水 泥混凝土路面为主。随着城镇化进程不断加快、人口 增多，不透水路面对社会与生态环境产生了很多不利 影响，地下水位下降、热岛效应、城市内涝等问题日 渐突出[1_3]。而使用彩色透水沥青混凝土路面可以有 效改善以上问题，满足我国海绵城市的发展要求，对 改善城市环境及生态平衡具有重要意义[4*5]。彩色透 水沥青混凝土路面是开级配大孔隙结构，地表积水可 直接渗透到地下，起到透水与储水作用，并可避免地 表水经过排水系统的二次污染问题，有利于植物的 吸收，维持生态平衡[6]。同时彩色透水浙青混凝土 色彩丰富，亦能够满足城市道路的功能化建设要求。 欲推广应用彩色透水沥青混凝土路面，则要求其应 具有较高的强度、较好的色彩耐久性以及稳定性。 依据以往研究，普通彩色沥青结合料的部分性能指 标尚不理想，需对其作进一步改性，以提高透水浙 青混凝土路用性能17—9]。

1原材料试验

1.1彩色沥青结合料

彩色沥青质量的优劣直接影响到混合料的质量1 m]。

目前，市场上的彩色沥青结合料主要有脱色沥青和浅 色树脂类材料两种，由于脱色沥青工艺复杂、成本高、 污染大、性能较差，已很少采用[11_12],浅色树脂类材 料黏结性、弹性、韧性等均优于普通沥青，是目前应 用的主流[IW4]。研究选择目前国内应用较多的浅色树 脂类彩色沥青，其性能指标见表1。以此作为基质彩色

-109 -

乔弘，陈建斌，高洪坤，姜本圣，孙华东，张爱勤：结合料对彩色透水沥青混凝土性能的影响分析沥青，添加SBS及其他助剂进行改性，经多次试验， 自制改性彩色沥青A主要性能指标均达到改性彩色沥 青的标准，其检测结果见表2,并与目前常用的柳旨类 改性彩色沥青B比较。可知，普通彩色沥青满足指标 要求，该沥青黏度较稠，黏聚力较大，软化点满足要 求但高温稳定性不具备优势，延度较大，抵抗变形的 能力较好；自制改性彩色沥青A满足改性彩色沥青I_D 要求，与普通彩色沥青相比，其针人度减小，软化点 增大，低温延展性提高；目前常用产品改性彩色沥青B, 亦满足改性彩色沥青I-D要求，与自制改性彩色沥青

毛体积相对密度表观相对密度试验项目

1.2集料

粗■集料采用石灰岩碎石，5 ~ 10mm、3 ~ 5mm 两种粒径规格，其物理指标试验结果见表3。可以看 出，两种规格碎石的性能指标符合其技术要求[16]。

表3

碎石试验结果

试验值2.7312.7562.659要求值^ 2.45彡 2.45彡 2.60碎石规格（mm )

5〜103 ~ 55〜10A相比，其针人度大，稠度低，软化点高，高温性能良好，

但低温延度略低，容易脆断。

表1

普通彩色沥青检测结果

试验项目试验值要求值[151针人度25T, 100g,

5 s (0.1 mm )7160 ~ 80软化点( x:)46.5>4615T：延度（cm)>140>10015^密度（g/cW)1.022实测记录135^运动黏度（Pa • s )

0.44彡3质量变化（％)1.108-1.5 ~ 1.5残留针入度比

(%)

76

^ 55

TF0T 后

残留延度

(15^ X cm)

31^ 15颜色无明显变化

无明显变化

表2

改性彩色沥青检测结果

实测结果

试验项目

自制

改性 改性要求值1153 彩色 彩色 沥青A沥青B

针入度（25T, 100g，5s)

(0.1 mm )475340 〜60

软化点（

t)63.588.5彡63延度（5cm/min，5X1) (cm)

4231彡20密度（15^ ) ( g/cm3 )

1.0781.050

实测记录

质量变化

(%)

-1.030

-1.691[-1.8 〜1.8

薄膜加热试验 残留针

(163T：, 5h)

人度比（％)68.067.7多65

残留延度 (5°C) ( cm )

2926^ 15

运动粘度（1351) (Pa-

1.345

1.860

彡3

-110 -

3 ~ 52.676^ 2.60针片状颗粒含量

5 ~ 1010.6^ 20(%)3 ~ 5

11.2

彡20

1.3填料与颜料

填料采用石灰石矿粉，均匀，干燥，不易结团， 与消石灰粉配合使用。颜料采用氧化铁红H-130A, 铁红性能稳定，应用广泛，价格较低，性能指标见表4。 可知，氧化铁红H-130A满足相关性能指标要求[〜， 可供配合比用。

表4

氧化铁红性能指标

检测

水溶物1051C筛余物含量 项目含量挥发物

着色力

吸油量

(0.045 mm )

(%)(%)

(%)

(%)

检测结果0.32 0.8101160.04技术要求[15

彡 1.0

^ 1.5 98 ~ 102

彡 22

< 0.1

2彩色透水沥青混凝土配合比

采用开级配排水式磨耗层混合料细粒式OGFC-

10型级配进行研究[16]，经级配设计比较选用级配 下限作为OGFC-10矿质混合料的级配曲线，其配合 比为碎石（5〜10 mm ):碎石（3〜5 mm ):矿粉： 铁红=53 : 42 : 2 : 3，合成级配曲线见图1，通 过室内试验确定最佳油石比为3.4%，并对此配合比 进行路用性能试验研究。

100

一―合成级配（％ )

-•-级配丨•.限（％ )

80

•级配K限（％)

(珍“60

)401 讲20

农

.

-^Kn

i■ f

■

0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2

筛孔尺寸（mm )

图1

合成级配曲线

山东交通科技

3路用性能试验研究

3.1高温稳定性研究 3.1.1试验方法

采用马歇尔稳定度试验评价OGFC-10彩色透水 沥青混凝土的高温稳定性，马歇尔试件为标准试件 (直径1〇丨.6 mm,高度63.5 mm)，彩色沥青混合料 的拌和温度为165T：,双面各击实50次，在60T：水 浴中保温30 tnin,在稳定度仪上测定试件所承受的 最大荷载。3.1.2试验结果分析

按照OGFC-10配合比成型马歇尔试件，测定的 马歇尔稳定度试验结果见表5、图2。可知，在最佳 油石比时，三种彩色透水沥青混凝土的马歇尔稳定 度均满足规范要求。其中，A彩色透水沥青混凝土 比普通彩色透水沥青混凝土稳定度高0.95 kN，提高 幅度较大，与B彩色透水沥青混凝土相比，稳定度 略高0.26 kN。分析认为，自制改性彩色沥青A由于 添加了 SBS改性剂，形成了稳定发达的空间网络结 构，沥青的高温稳定性提高，对混凝土的高温稳定 性带来积极影响；常用产品改性彩色沥青B软化点 虽大于自制改性彩色沥青A，但自制改性彩色沥青A 稠度大，与集料之间的粘附性好，因此A彩色透水 沥青混凝土有较好的高温稳定性。

表5

彩色透水沥青混凝土马歇尔试验结果彩色透水沥青混凝土类型

试验项目

普通彩色

A彩色透

B彩色透

技术要求

透水沥青水沥青混水沥青混混凝土凝土凝土稳定度(kN)

5.42

6.42

6.17

^ 3.5

图2

彩色透水沥青混凝土马歇尔试验结果

3.2水稳定性研究

研究采用浸水马歇尔试验与冻融劈裂试验，试 件双面均各击实50次，分别在601浸水48 h和冻 融循环1次条件下，进行彩色透水沥青混凝土水稳

2019年第6期

定性检测，试验结果见表6、图3、图4。分析可知， 普通彩色透水浙青混凝土的残留稳定度与冻融劈裂 强度比均大于乃％，可供非机动车道使用。A、B彩 色透水沥青混凝土的残留稳定度、冻融劈裂强度比 均大于80%,同时满足非机动车道和机动车道的使 用标准。其中，A、B彩色透水沥青混凝土的MS。、

TSR较普通彩色透水沥青混凝土有明显提高，主要

因为A、B均为彩色改性沥青，较普通彩色沥青黏度 大，沥青不易从集料表面剥落，彩色透水沥青混凝 土的水稳定性提高。与常用产品B彩色透水沥青混 凝土相比，A彩色透水沥青混凝土的MSn、TSR分别 提高了 7.5%、5%,分析原因为自制改性彩色沥青A 的特殊助剂增加了其相容性和粘附性，从而提高了

A彩色透水沥青混凝土的水稳定性。

表6

彩色透水沥青混凝土水稳定性试验结果

彩色透水沥青 残留稳定度比 残留强度比

混凝土类型MS〇 ( % )

TSR ( %)技术要求(％ )

普通彩色透水 沥青混凝土

78.178.8為75(其他）A彩色透水

沥青混凝土

90.288.5> 80 (机动

车道）

B彩色透水

沥青混凝土

82.7

83.5

图3彩色透水沥青混凝土 图4彩色透水沥青混凝土 浸水马歇尔试验结果

冻融劈裂试验结果

3.3透水性研究

现行规范[16]未对彩色透水沥青混凝土的透水性 做出要求，但因空隙率较大，透水性应作为主要功能 性指标检测。研究采用路面渗水仪和常水头渗水仪两 种方法，参照规范中路面渗水仪法[17]，测定碾压成 型的彩色透水沥青混凝土试件的渗水系数，同时参照 规范[18]中常水头渗水仪法，将脱模后的马歇尔试件 抽真空后套人透水圆筒并放人溢流水槽，从透水圆筒 上方加水，收集从溢流水槽上方溢水口流出的水，记 录5 min内溢水口流出的水量，计算透水系数。用渗

水系数与透水系数两个指标共同评价彩色透水沥青混 凝土的透水性，试验结果见表7、图5、图6。分析可 知，A彩色透水沥青混凝土的渗水系数较其他两种彩 色透水沥青混凝土高，而采用透水系数指标，三种彩 色透水沥青混凝土的透水系数差别不大。分析原因为

-111 -

乔弘，陈建斌，高洪坤，姜本圣，孙华东，张爱勤：结合料对彩色透水沥青混凝土性能的影响分析选用不同指标评价彩色透水沥青混凝土的透水性，试 验条件不同，其结果可能不同。使用路面渗水仪，试 验过程中水很快从空隙中流走，时间测定可能不准确， 从而导致试验结果离散性偏大，以此评价大空隙的彩 色透水沥青混凝土的透水性不太可靠。而使用常水头 渗水仪，以水在5 min内流出的水量计算透水系数评 价彩色透水沥青混凝土的透水性，更符合实际路面渗 水情况。由试验结果可知，三种彩色透水沥青混凝土 的透水系数均远大于日本相关规范大于0.1 mm/s的规 定[19],表现出了很好的透水能力。

表7

彩色透水沥青混凝土透水性试验结果

彩色透水沥青混凝土类型渗水系数

(ml/min )透水系数（mm/s )

普通彩色透水沥青混凝土

4 3570.54A彩色透水沥青混凝土4 6510.57B彩色透水沥青混凝土

4 507

0.55

图5彩色透水沥青混凝土图6彩色透水沥青混凝土

渗水试验结 透水试验结果3.4沥青用量检验

采用肯特堡飞散试验与谢伦堡析漏试验检验彩 色透水沥青混凝土的沥青用量，肯特堡飞散试验用 以评价彩色透水沥青混凝土中沥青用量或粘结性不 足，是指在交通荷载作用下，路面表面集料脱落而 散失的程度。谢伦堡析漏试验通过检测彩色沥青结 合料在高温状态下从沥青混合料中析出多余自由沥 青的量，以检验彩色透水沥青混凝土的最大沥青用 量[2()]。试验结果见表8、图7、图8,分析可知三 种彩色透水沥青混凝土的飞散损失均符合要求。普 通彩色透水沥青混凝土的飞散损失较大，A、B彩色 透水沥青混凝土的飞散损失有所降低，A彩色透水 浙青混凝土的飞散损失较B降低了 1.6%。采用自制 改性彩色沥青A，沥青与集料之间的粘附性增强， 彩色透水沥青混凝土的抗飞散能力明显提高。三种 彩色透水沥青混合料的析漏损失均满足要求。普通 彩色透水沥青混凝土的析漏损失较大，A、B彩色透 水沥青混凝土的析漏损失较小，A彩色透水浙青混 凝土的析漏损失较B降低了 0.03%，采用改性彩色 沥青可有效抑制沥青从混合料中析出。-112-表8

彩色透水沥青混凝土沥青用置检验结果

彩色透水沥青混凝土类型试验项目

普通彩色

技术透水沥青

A彩色透水 B彩色透水

要求

混凝土

沥青混凝土沥青混凝土

飞散损失（％)18.213.716.3^ 20析漏损失（％)

0.16

0.10

0.13

^ 0.3

图7彩色透水沥青混凝土 图8彩色透水沥青混凝土

飞散试验结果 析漏试验结果

4经济分析

按照铺筑人行道上面层彩色透水沥青混凝土路面

厚度4 cm、宽度3.5 m的标准计算，比较铺设1 km彩 色透水沥青混凝土路面的造价，分析不同彩色透水沥 青混凝土的经济性与适应场合。不同彩色透水沥青混 凝土的经济性分析见表9。可知，三种不同彩色透水沥 青混凝土路面1 km的造价分别为16.8万元、19.4万 元和21万元。A彩色透水沥青混凝土、B的造价均比

普通彩色透水浙青混凝土高，A彩色透水沥青混凝土 比B便宜1.6万元。因此，A彩色透水沥青混凝土的 性价比更具优势。但基于性能和经济指标，建议普通 彩色透水沥青混凝土铺筑人行道更具经济性，而改性 彩色透水沥青混凝土用于机动车道更能发挥其价值。

表9

铺设1 km彩色透水沥青混凝土的造价

彩色透水沥青

1 m2彩色透水沥青

1 km彩色透水沥青

混凝土类型混凝土造价（元）

混凝土造价（万元）

普通彩色透水 沥青混凝土

4816.8A彩色透水

沥青混凝土

5119.4B彩色透水

沥青混凝土

60

21

5结语

(1)与普通彩色透水沥青混凝土和B彩色透水

沥青混凝土相比,A彩色透水沥青混凝土的水稳定性、 抗飞散与析漏能力显著提高。（2 )彩色透水沥青混 凝土的透水性受沥青品质影响较小，采用透水系数 更能准确表达彩色透水沥青混凝土的透水性能。（3 ) 综合考虑技术性能和经济因素，优选普通彩色透水 沥青混凝土铺筑城市道路人行道，改性彩色透水沥 青混凝土更适应于铺筑机动车道。

山东交通科技参考文献：

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2019年第6期

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究[J] •上海公路，2018, 151 (4) :5+77-79+83_

(上接第106页）

4墩身变截面与等截面交界处模板施工工艺

自爬模爬升至墩高68 m时墩身变截面施工结束， 此后为标准段施工，此时上下墩身爬轨预埋支座与 5结语

墩身截面转换点处连线为折线，为保证爬模可顺利 目前郁江河特大桥高墩已顺利施工完成，通过

爬升至等截面进行施工，见图5。

采用液压爬模施工技术，及变截面线性施工控制， (1 )在变截面段与标准段交界处，爬锥位置正 使得超高双肢变截面空心墩截面尺寸、坡率、外观 常预埋；（2)浇筑直线段时，调节铸造调节座使模 均符合设计及规范要求，有力保证工程后续验收。

板下口与变坡面平行（此时模板不能下包，可以在 模板下口钉一块小模板作为下包用于防止混凝土漏 参考文献：

浆）；（3)调节后移斜撑，自爬模从斜面向直面段 [1]

邓子杰•液压爬模在高墩施工中的应用[J].广东公

过渡，导轨的两个护墙挂座，拿掉下面的挂座，安 路交通，2013.

装到导轨上部，当导轨向上爬升过程中在上部施加 [2] 周秋来.薄壁空心墩长节段爬模施工技术研究范[J]. 远离墩身侧的水平推力，在下部施加靠近墩身侧的 铁道建筑，2015 (2) : 32-134.

水平推力使导轨可以穿过上部墩身预埋支座；（4) [3] JTG/TF50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].导轨爬升到位后，锁定导轨进行爬模模板自爬工序。

[4] GB50755-2012,钢结构工程施工规范[S].

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