透水沥青混合料，与传统沥青混合料相比，它具有排水、增强摩擦力和吸收噪声等功能，在城市化迅速发展的今天，透水混合料的推广应用一方面可以补充城市地下水，另一方面又可以减轻城市排水压力，对于建立绿色生态化城市有重要的意义。但是由于透水混凝土的孔隙率高，使得它的高温稳定性、耐水性以及抗压强度与密实混凝土相比有一定的差距，针对这一问题，本文研究采用胶粉改性沥青和聚乙烯、胶粉复合改性沥青代替基质沥青，使得混合料的高温稳定性能、耐水性能和抗压强度都得到了改善。
1· 原材料和试验方法
1． 1 原材料
骨料: 石灰岩，配合比见表1;
沥青: AH － 90、橡胶粉改性沥青、聚乙烯胶粉复合改性沥青。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 马歇尔稳定性实验
马歇尔试验是目前沥青混凝土试验中最重要的一个试验，但马歇尔稳定度与混凝土高温性能相关度不佳。国外的学者多采用马歇尔模数表征混凝土的高温稳定性。马歇尔模数是马歇尔稳定度与流值之比。研究表明，马歇尔模数与车辙深度有较好的正相关性，因此选用马歇尔模数和马歇尔稳定度两项指标共同表征混凝土的高温稳定性。按JTJ 052T0709—2000，等同于ASTM D1559 方法进行试验。
1． 2． 2 浸水马歇尔稳定性试验
沥青混合料在浸水条件下，由于沥青和矿料的粘附力降低，导致损坏，最终表现为混合料的整体力学条件降低，因此沥青混合料的水稳定性最终由浸水条件下沥青混合料物理力学性能降低的程度来表征。
1． 2． 3 沥青混合料透水试验
选一个标准马歇尔试件，周围用石蜡密封，只保留上下两截面，把自制的带有刻度的透水仪垂直放置在试件上底部用石蜡密封，迅速倒入2L 水，计算水全部流出所需时间。
1． 2． 4 单轴压缩试验
本试验用于测定热拌沥青混合料的抗压回弹模量和抗压强度。实验步骤按T0713 － 2000 进行。
2 ·试验结果与分析
2． 1 高温稳定性
如图2 所示，3 种沥青混合料的马歇尔模数相比较得: 胶粉改性沥青混合料＞ 聚乙烯复合胶粉改性沥青混合料＞ 基质沥青混合料。
影响混合料的主要因素有矿料级配的嵌挤作用、沥青结合料的粘结性能。根据国外研究的经验，沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用，沥青结合料的粘结性能只有40%的贡献。但是对于相同级配的基质沥青混合料、橡胶改性沥青混合料和聚乙烯橡胶粉复合改性沥青混合料，它们高温稳定性能只与沥青本身的粘附性能有关。这说明两种改性剂都对沥青的高温性能有所改善，改性剂的加入提高了沥青的软化点，改善了沥青与骨料的粘附性，而胶粉改性剂在这方面的改性作用尤为明显。
2． 2 耐水性
通过图2 可以看出，浸水马歇尔试验之后三种混合料马歇尔稳定度都有所下降，基质沥青降为原来的75% 左右，而胶粉改性沥青只降为原来的91%，显示出很好的耐水性能，聚乙烯胶粉复合改性沥青混合料的浸水马歇尔混合料也将为原来的88%左右，且绝对值比基质沥青的大，说明其耐水性要比基质沥青好。
混合料耐水性能的好坏与沥青和骨料的粘附性有关，沥青和骨料的吸附分为物理吸附和化学吸附，物理吸附和骨料的形状与表面粗糙程度有关，而化学吸附与沥青中成分有关，粘附－ 剥落理论中的分子定向理论认为沥青中的极性成分对粘附性能有较大影响，沥青粘附于石料表面后沥青在石料表面首先发生极性分子定向而形成吸附层，与此同时，在极性力场中的非极性分子，由于得到极性的感应而获得额外的定向能力，从而构成致密的表面吸附层。由于胶粉改性剂经过脱硫后，分子链上有很多极性官能团，而聚乙烯分子链上没有极性官能团，这就决定了胶粉改性沥青与骨料的粘附性要比聚乙烯改性沥青的效果好，聚乙烯、胶粉复合改性沥青混合料的耐水性的增加主要是沥青的粘度增加而引起的物理吸附的增强。
2． 3 抗压强度
如图3 所示，3 种沥青混合料抗压强度比较结果为: 聚乙烯胶粉复合改性沥青混合料＞ 橡胶改性沥青混合料＞ 基质沥青混合料。胶粉改性沥青混合料抗压强度明显高于基质沥青混合料和聚乙烯胶粉复合改性沥青混合料。
混合料的强度与沥青的性质、矿料的性质、沥青的用量、沥青的粘度、矿料的级配、颗粒的几何形状与表面特性等有关。在其他条件相同的情况下，沥青混合料的粘聚力是随着沥青的粘度的提高而增加的。因为沥青的粘度即沥青内部沥青胶团相互位移时，其分散介质抵抗剪切作用的抗力，所以沥青混合料受到剪切作用时，特别是受到短暂的瞬时荷载时具有高粘度的沥青能赋予混合料较大的粘滞阻力，因而具有较高的抗剪强度。
2． 4 透水性
沥青混合料的透水性能决定于混合料中连通孔的数量，连通孔的数量取决于混合料的空隙率。研究表明，透水沥青混合料的空隙率与粒径4． 75mm以下集料的质量通过率具有非常好的线性相关性，所以对级配进行调整，改变粒径4． 75mm 以下集料的质量通过率，孔隙率为20%的表1 所示级配。
下式为透水系数测定公式:
K = Q/( A × T)
式中: K—水系数;
A—试件横截面积;
Q—透水量;
T—透水时间。
由表2可以看出，对于同一级配不同沥青的混凝土，混合料的透水性能有较大差别，这是由于，基质沥青和改性沥青的粘度不同引起的，改性沥青粘度较大，沥青与骨料粘附性较好，沥青包裹层较厚，所以沥青混合料孔隙率较小，所以透水性能较差，但其透水系数已经达到城市道路排水功能的要求。
3· 结论
( 1) 胶粉改性沥青混合料和聚乙烯、胶粉复合改性沥青混合料的高温性能都比基质沥青混合料有所改善，但胶粉对沥青性能提高较明显。
( 2) 三种沥青混合料的耐水性，胶粉改性沥青混合料最强，聚乙烯胶粉复合改性沥青混合料次之，基质沥青混合料最弱。
( 3) 经过透水性能测试，基质沥青混合料透水性能较好，胶粉改性沥青混合料和聚乙烯胶粉复合沥青混合料透水性能较差，但都达到了透水性能要求。
( 4) 三种混合料抗压强度比较后，聚乙烯、胶粉复合改性沥青混合料最强，胶粉改性沥青混合料次之，基质沥青混合料最小。
1· 原材料和试验方法
1． 1 原材料
骨料: 石灰岩，配合比见表1;
沥青: AH － 90、橡胶粉改性沥青、聚乙烯胶粉复合改性沥青。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 马歇尔稳定性实验
马歇尔试验是目前沥青混凝土试验中最重要的一个试验，但马歇尔稳定度与混凝土高温性能相关度不佳。国外的学者多采用马歇尔模数表征混凝土的高温稳定性。马歇尔模数是马歇尔稳定度与流值之比。研究表明，马歇尔模数与车辙深度有较好的正相关性，因此选用马歇尔模数和马歇尔稳定度两项指标共同表征混凝土的高温稳定性。按JTJ 052T0709—2000，等同于ASTM D1559 方法进行试验。
1． 2． 2 浸水马歇尔稳定性试验
沥青混合料在浸水条件下，由于沥青和矿料的粘附力降低，导致损坏，最终表现为混合料的整体力学条件降低，因此沥青混合料的水稳定性最终由浸水条件下沥青混合料物理力学性能降低的程度来表征。
1． 2． 3 沥青混合料透水试验
选一个标准马歇尔试件，周围用石蜡密封，只保留上下两截面，把自制的带有刻度的透水仪垂直放置在试件上底部用石蜡密封，迅速倒入2L 水，计算水全部流出所需时间。
1． 2． 4 单轴压缩试验
本试验用于测定热拌沥青混合料的抗压回弹模量和抗压强度。实验步骤按T0713 － 2000 进行。
2 ·试验结果与分析
2． 1 高温稳定性
如图2 所示，3 种沥青混合料的马歇尔模数相比较得: 胶粉改性沥青混合料＞ 聚乙烯复合胶粉改性沥青混合料＞ 基质沥青混合料。
影响混合料的主要因素有矿料级配的嵌挤作用、沥青结合料的粘结性能。根据国外研究的经验，沥青混合料的高温抗车辙能力有60%依赖于矿料级配的嵌挤作用，沥青结合料的粘结性能只有40%的贡献。但是对于相同级配的基质沥青混合料、橡胶改性沥青混合料和聚乙烯橡胶粉复合改性沥青混合料，它们高温稳定性能只与沥青本身的粘附性能有关。这说明两种改性剂都对沥青的高温性能有所改善，改性剂的加入提高了沥青的软化点，改善了沥青与骨料的粘附性，而胶粉改性剂在这方面的改性作用尤为明显。
2． 2 耐水性
通过图2 可以看出，浸水马歇尔试验之后三种混合料马歇尔稳定度都有所下降，基质沥青降为原来的75% 左右，而胶粉改性沥青只降为原来的91%，显示出很好的耐水性能，聚乙烯胶粉复合改性沥青混合料的浸水马歇尔混合料也将为原来的88%左右，且绝对值比基质沥青的大，说明其耐水性要比基质沥青好。
混合料耐水性能的好坏与沥青和骨料的粘附性有关，沥青和骨料的吸附分为物理吸附和化学吸附，物理吸附和骨料的形状与表面粗糙程度有关，而化学吸附与沥青中成分有关，粘附－ 剥落理论中的分子定向理论认为沥青中的极性成分对粘附性能有较大影响，沥青粘附于石料表面后沥青在石料表面首先发生极性分子定向而形成吸附层，与此同时，在极性力场中的非极性分子，由于得到极性的感应而获得额外的定向能力，从而构成致密的表面吸附层。由于胶粉改性剂经过脱硫后，分子链上有很多极性官能团，而聚乙烯分子链上没有极性官能团，这就决定了胶粉改性沥青与骨料的粘附性要比聚乙烯改性沥青的效果好，聚乙烯、胶粉复合改性沥青混合料的耐水性的增加主要是沥青的粘度增加而引起的物理吸附的增强。
2． 3 抗压强度
如图3 所示，3 种沥青混合料抗压强度比较结果为: 聚乙烯胶粉复合改性沥青混合料＞ 橡胶改性沥青混合料＞ 基质沥青混合料。胶粉改性沥青混合料抗压强度明显高于基质沥青混合料和聚乙烯胶粉复合改性沥青混合料。
混合料的强度与沥青的性质、矿料的性质、沥青的用量、沥青的粘度、矿料的级配、颗粒的几何形状与表面特性等有关。在其他条件相同的情况下，沥青混合料的粘聚力是随着沥青的粘度的提高而增加的。因为沥青的粘度即沥青内部沥青胶团相互位移时，其分散介质抵抗剪切作用的抗力，所以沥青混合料受到剪切作用时，特别是受到短暂的瞬时荷载时具有高粘度的沥青能赋予混合料较大的粘滞阻力，因而具有较高的抗剪强度。
2． 4 透水性
沥青混合料的透水性能决定于混合料中连通孔的数量，连通孔的数量取决于混合料的空隙率。研究表明，透水沥青混合料的空隙率与粒径4． 75mm以下集料的质量通过率具有非常好的线性相关性，所以对级配进行调整，改变粒径4． 75mm 以下集料的质量通过率，孔隙率为20%的表1 所示级配。
下式为透水系数测定公式:
K = Q/( A × T)
式中: K—水系数;
A—试件横截面积;
Q—透水量;
T—透水时间。
由表2可以看出，对于同一级配不同沥青的混凝土，混合料的透水性能有较大差别，这是由于，基质沥青和改性沥青的粘度不同引起的，改性沥青粘度较大，沥青与骨料粘附性较好，沥青包裹层较厚，所以沥青混合料孔隙率较小，所以透水性能较差，但其透水系数已经达到城市道路排水功能的要求。
3· 结论
( 1) 胶粉改性沥青混合料和聚乙烯、胶粉复合改性沥青混合料的高温性能都比基质沥青混合料有所改善，但胶粉对沥青性能提高较明显。
( 2) 三种沥青混合料的耐水性，胶粉改性沥青混合料最强，聚乙烯胶粉复合改性沥青混合料次之，基质沥青混合料最弱。
( 3) 经过透水性能测试，基质沥青混合料透水性能较好，胶粉改性沥青混合料和聚乙烯胶粉复合沥青混合料透水性能较差，但都达到了透水性能要求。
( 4) 三种混合料抗压强度比较后，聚乙烯、胶粉复合改性沥青混合料最强，胶粉改性沥青混合料次之，基质沥青混合料最小。