本發(fā)明涉及道路工程，尤其涉及一種大空隙率開級配瀝青混合料及其制備方法、應用。

背景技術：

1、傳統(tǒng)的瀝青路面為不透水密實性結構，雨水主要通過表面徑流方式匯聚至路面低洼處，再依賴路面集中排水或橫向分散漫流等方式進行排除。集中排水方法是在路側設置攔水帶或路肩邊溝，使路面水流匯集于特定斷面，再經急流槽或集水井排出；而橫向分散漫流的排水方式則是對路肩進行特殊處理，讓雨水得以橫向自由流淌。

2、與傳統(tǒng)瀝青路面不同，排水瀝青路面采用大空隙率開級配瀝青混合料鋪筑表層，使得雨水能夠滲透至瀝青層內部，并沿路面橫坡自然排出。排水瀝青路面在排水、抗滑及降噪方面表現優(yōu)異，成為提升路面安全性能的重要手段。然而，傳統(tǒng)的排水瀝青路面在長期的車輛荷載與環(huán)境因素作用下，特別是受到雨水沖刷和車輪動水壓力的影響，容易出現集料剝落、坑槽、飛散等水損害問題，嚴重影響路面性能。

3、為了克服上述缺陷，現有技術通過優(yōu)化大空隙率開級配瀝青混合料的級配(即混合瀝青4.75mm篩孔通過率為10～10.2％，2.36mm篩孔通過率為9.2～9.4％)和提升改性瀝青的性能，使得即使大空隙率開級配瀝青混合料的孔隙率高達25～28％，且鋪設厚度僅為2～2.5mm，也能在一定程度上改善傳統(tǒng)排水瀝青路面的排水和降噪功能減弱、易剝落松散等缺陷。然而，過高的空隙率往往意味著粗集料粒徑的減小，而粗集料粒徑的減小容易導致瀝青混合料的強度降低，進而影響排水瀝青路面的抗車轍和抗開裂等路用性能和耐久性。此外，過高的孔隙率還容易引發(fā)灰塵、泥土在路面結構內部的積聚，導致排水瀝青路面的排水功能衰減較快，反而削弱排水效果。同時，由于鋪設厚度較薄，排水瀝青路面的承載能力受限，難以承受大量車輛的重壓，容易出現開裂、剝離和坑洼等損傷，同樣影響排水瀝青路面的抗車轍和抗開裂等路用性能和耐久性。

4、綜上所述，即使通過改進大空隙率開級配瀝青混合料的級配和提升改性瀝青的性能，其鋪設而成的排水瀝青路面仍存在排水性能、抗車轍和抗開裂等路用性能和耐久性較差，難以滿足對路用性能要求更高的使用場所的路面需求。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提出一種大空隙率開級配瀝青混合料，通過對瀝青混合料的配比設計和原料進行優(yōu)化，有效地解決現有技術中利用大空隙率開級配瀝青混合料鋪設而成的排水瀝青路面的排水性能、抗車轍和抗開裂等路用性能和耐久性較差的技術問題。

2、本發(fā)明的目的之二在于提出一種大空隙率開級配瀝青混合料的制備方法，其制備方法簡單，操作性強，有利于確保大空隙率開級配瀝青混合料鋪設而成的排水瀝青路面的路用性能和耐久性。

3、本發(fā)明的目的之三在于提供一種大空隙率開級配瀝青混合料的應用，將其應用于鋪設排水瀝青路面，確保制得的排瀝青路面的路用性能和耐久性。

4、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

5、一種大空隙率開級配瀝青混合料，按照質量百分比，所述大空隙率開級配瀝青混合料的13.2mm篩孔通過率為95～100％，9.5mm篩孔通過率為39.2～39.6％，4.75mm篩孔通過率為7.0～7.2％和2.36mm篩孔通過率為6.2～6.4％；

6、按照質量份數計算，所述大空隙率開級配瀝青混合料包括高粘高彈改性瀝青6.0～6.2份、玄武巖纖維0.3～0.5份、混合集料95～105份和礦粉0～2份；

7、所述高粘高彈改性瀝青的60℃復合剪切模量g＊＞12kpa，60℃動力粘度＞58萬pa·s，25℃彈性恢復＞98％；

8、按照質量份數計算，所述混合集料包括10～15mm的第一粗集料45～50份、5～10mm的第二粗集料45～50份和0～3mm的細集料5～10份。

9、進一步地，所述高粘高彈改性瀝青包括sbs改性劑，且按照質量百分數計算，所述sbs改性劑的添加量≥10％。

10、進一步地，所述第一粗集料和所述第二粗集料均為碎石，所述細集料為機制砂。

11、進一步地，所述碎石為輝綠巖、玄武巖和閃長巖中的任意一種；

12、所述碎石的壓碎值≤18％，磨耗值≤20％，表觀相對密度≥2.6g/cm3，吸水率≤1％，堅固性≤8％，與所述高粘高彈改性瀝青的黏附性≥5級，且按照質量百分比，所述碎石的軟石含量≤1％，針片狀含量≤8％。

13、進一步地，所述機制砂為閃長巖，所述機制砂的表觀相對密度≥2.5g/cm3，堅固性≤12％，砂當量≥65％。

14、進一步地，所述玄武巖纖維的直徑為14～16μm，長度為5.5～6.5mm，比重為2.8～3.3，斷裂伸長率＞3.0％，斷裂強度≥2000mpa，彈性模量＞80gpa。

15、進一步地，所述礦粉為石灰?guī)r，所述礦粉的表觀密度≥2.5g/cm3，親水系數≤1％，且按照質量百分比，所述礦粉的含水量小于1％。

16、一種大空隙率開級配瀝青混合料的制備方法，用于制備上述的大空隙率開級配瀝青混合料，包括以下步驟：

17、a、將高粘高彈改性瀝青預熱至180～185℃?zhèn)溆?，并將第一粗集料、第二粗集料、細集料和礦粉均預熱至200～205℃?zhèn)溆茫?/p>

18、b、將預熱后的第一粗集料、第二粗集料和細集料進行攪拌，得到混合集料；

19、c、將預熱后的高粘高彈改性瀝青、玄武巖纖維和混合集料進行攪拌，得到混合料；

20、d、將預熱后的礦粉和混合料進行攪拌，得到大空隙率開級配瀝青混合料。

21、進一步地，步驟b的攪拌時間為15～20s；步驟b、c和d的攪拌溫度為190～195℃，步驟b、c和d的攪拌總時間不少于1min。

22、進一步地，所述大空隙率開級配瀝青混合料的鋪設厚度為4～4.5cm。

23、本發(fā)明提供的技術方案可以包括以下有益效果：

24、1、通過采用10～15mm的第一粗集料和5～10mm的第二粗集料作為粗集料，以及高含量粗集料、低含量細集料的配比設計，從而使瀝青混合料的13.2mm篩孔通過率為95～100％，9.5mm篩孔通過率為39.2～39.6％，4.75mm篩孔通過率為7.0～7.2％，2.36mm篩孔通過率為6.2～6.4％，令瀝青混合料的目標空隙率控制在22～25％之間，在確保瀝青混合料的排水性能的前提下，有效避免了因孔隙率過高可能引發(fā)的強度下降問題，以及灰塵和泥土在路面結構內部積聚，進而導致的排水功能衰退和路面性能減弱等隱患，從而提升排水瀝青路面的排水性能、抗車轍和抗開裂等路用性能和耐久性。

25、2、隨著粗集料粒徑的增大，由其相互嵌鎖形成的骨架結構的孔隙也隨之增大，促進了瀝青混合料排水性能的提升。同時，粗集料粒徑的增加還增強了骨架結構的強度，從而相應地提高了瀝青混合料的整體強度。因此，本技術方案采用10～15mm的第一粗集料和5～10mm的第二粗集料作為粗集料，不僅準調控了瀝青混合料的級配，有效控制了孔隙率，還顯著增強了其排水能力和強度，進而優(yōu)化了排水瀝青路面的路用性能和耐久性。另外，與僅利用5～10mm的第二粗集料相比，本技術方案的骨架強度更高且孔隙更大，更有利于確保瀝青混合料的整體性能。

26、3、摒棄了傳統(tǒng)的3～5mm粗集料，轉而采用10～15mm的第一粗集料和5～10mm的第二粗集料，形成開級配的瀝青混合料，確保粗集料間的充分嵌擠與鎖結，構建穩(wěn)固的力學支撐體系。同時，通過排除粒徑為3～5mm的粗集料，為瀝青膠漿提供了更為寬敞的填充空間，使其能夠充分滲透并緊密填充于粗集料之間的空隙，增強瀝青混合料整體的密實性和粘結力。此外，上述配比設計還避免了細集料與瀝青膠漿之間可能產生的干涉效應，提升瀝青混合料的均勻性和穩(wěn)定性。通過上述多方面的作用，有利于確保瀝青混合料的強度，從而增強排水瀝青路面的抗車轍和抗開裂等路用性能和耐久性。