引言

《排水沥青路面设计与施工技术规范》(JTG/T 3350-03—2020)指出：排水沥青路面(porous asphalt pavement)是指表面层由空隙率18%以上的沥青混合料铺筑，路表水可渗入路面内部并横向排出的沥青路面类型，又称多空隙沥青路面。该种沥青路面采用开级配设计思路，具有较大的空隙率和丰富的连通孔隙率，能够使雨水迅速下渗并在内部排出。

曹东伟、刘清泉、唐国奇编著的《排水沥青路面》(人民交通出版社 2010版)指出：在美国和西欧的排水沥青路面工程中，水损坏是一种经常发生的病害，沥青膜在水侵蚀的作用下，逐渐从石料表面脱落，导致路面出现松散、坑槽等早期病害。通过掺加消石灰来提高排水沥青路面使用性能的研究常见于国外的文献中。消石类作为抗剥落剂的一种，可显著提高沥青与石料的粘结性，在国外密级配沥青混合料中也广泛使用。我国在填料中使用消石灰的路面工程经验还不多，尤其是在排水沥青路面的应用。

原理

从理论上分析，沥青中含有少量羧酸，使沥青呈弱酸性。使用普通矿粉作填料时，羧酸附着在矿粉和粗细粒料表面，当遇到水时，因为水分子是极性物质，水分更容易与粒料结合，侵入到沥青胶浆系统中，削弱胶浆系统的粘结性，从而使沥青或沥青胶浆整体从粒料表面剥落。

一般石灰石矿粉呈弱碱性，pH值在9左右；而消石灰的主要成分是氢氧化钙，为强碱性物质，pH值大于12。当氢氧化钙与沥青中的羧酸接触时，通常会发生选择性吸附，更主要的是两者还会产生化学反应，生成碱土盐。碱土盐具有较强的吸附性能，能够牢固地粘结在粒料表面而不剥落，这样即便是有极性的水分子，因为有化学键的作用，而无法再侵蚀到沥青胶浆分散系统内，沥青和沥青胶浆的粘结性就得到维持，沥青结合料以及沥青胶浆粘结系统就很难从粒料上脱离。

试验

飞散试验

从上述试验结果可见，无论是生石灰还是消石灰，都可以大幅减小排水沥青混合料的飞散损失，而水泥的添加效果则不够理想。为此，补充了水泥替代全部矿粉的飞散试验和浸水飞散试验，但试验结果改变微小。

劈裂试验

从绝对指标来看，无论是标准劈裂还是冻融劈裂，无论是2%还是4%掺量，水泥组的破坏强度都稍低于矿粉组。生石灰、消石灰的添加都可以提高排水沥青混合料的劈裂强度，尤其是对冻融劈裂试验效果更显著。这说明，两者都可以明显提高混合料的水稳定性。对生石灰，1.5%和3%两个掺量试验结果非常接近；对消石灰，两个掺量的标准劈裂强度相近，但3%掺量的冻融劈裂强度比1.5%的掺量高出30%。掺配3%消石灰是抗冻融效果最优组。对TSR指标，3%消石灰掺量的混合料达到96.7%，远高于其他组合。掺水泥的排水沥青混合料TSR指标虽然明显高于只用矿粉的混合料，但其冻融劈裂强度绝对指标有少许下降。

长期老化水稳性检验

老化后的劈裂和冻融劈裂强度仍然以掺加3%消石灰一组最佳，其强度比矿粉组分别高出30%。掺加水泥组也因剂量不同而有所差异。2%水泥掺量的标准劈裂强度比矿粉组高出30%，但冻融劈裂强度基本上持平；而4%水泥(全部取代矿粉)掺量的冻融劈裂强度反而比矿粉组低了18%。在老化前后性能变化最大的是生石灰组。虽然其3%掺量会提高标准劈裂强度的19%，但是在经过冻融循环之后，强度急剧下降，反而比矿粉组低了20%之多。由此可见，使用生石灰替代矿粉在常规的水稳性试验中性能优异，但长期老化后的水稳性则会降低。这可能与生石灰在使用过程中与水发生消解反应的因素有关。消石灰的短长期老化性能均较优，且3%掺量效果更优。而生石灰的短期水稳性能较好，在长期老化后表现出来的抗水损能力下降十分明显。水泥对排水沥青混合料长期老化后的水稳性改善不明显。

浸水车辙

对添加消石灰的组，其浸水动稳定度达到4153次/mm，比单使用矿粉的组提高了35%。这说明，掺加消石灰可以大幅度提高排水沥青混合料在水侵蚀条件下的高温抗变形能力。相比之下，掺加水泥的组在浸水条件下出现了动稳定度略有下降的结果。

将浸水车辙试验后车辙试件脱模，放置在60度烘箱中预热至试件变软后取出，手工慢慢将试件分散，从碾压区中部取粗集料颗粒，对比观察颗粒表面的沥青裹覆情况。可以发现：全部矿粉组多数集料颗粒沥青膜有脱离，表面有花斑现象，剥落面积率在20%左右；2%消石灰组沥青膜保存完好，只有极少数剥离，剥落面积百分率近5%；2%水泥组部分颗粒表面沥青膜脱落或者变薄(集料颜色隐约外露)，剥离率在10%左右。

小结

各项试验数据可以得出结论：消石灰作为排水沥青路面混合料填料可以明显增加体系的内聚力。