淺析透水瀝青在公路工程中的應(yīng)用

程改艷

1 概述

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)堅(jiān)持以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心，在社會(huì)建設(shè)各個(gè)方面都取得了光輝的成績(jī)，公路工程建設(shè)更是取得了跨越式的發(fā)展，在我國(guó)城市道路建設(shè)中，絕大多數(shù)的城市道路、廣場(chǎng)、商業(yè)街、小區(qū)和公園道路等都廣泛使用密集配瀝青混合料和水泥混凝土等材料，使得城市地面被不透水面層覆蓋，這種現(xiàn)象首先會(huì)導(dǎo)致城市地下水位下降。水位下降會(huì)損害城市的水平衡、影響地表植物的生長(zhǎng)，更有甚者會(huì)導(dǎo)致地層下陷。其次，密集配瀝青的路面在雨天時(shí)不能及時(shí)排水，便形成路表水膜，使得車(chē)輛雨天在道路上行駛時(shí)易出現(xiàn)打滑的現(xiàn)象，增加了交通事故發(fā)生率。最后，在遇到暴雨時(shí)，地面徑流量會(huì)急劇增加，這就會(huì)加重城市排水系統(tǒng)負(fù)擔(dān)[1]?；谝陨厦芗錇r青路面的缺點(diǎn)，一種新穎的多孔隙瀝青透水路面也應(yīng)運(yùn)而生。

2 透水瀝青優(yōu)缺點(diǎn)

2.1 透水瀝青優(yōu)點(diǎn)

透水瀝青是一種具有高空隙率的路面材料。它利用級(jí)配調(diào)整使粗細(xì)骨料間的孔隙率提高，使降落在道路上的雨水，從透水瀝青混合料內(nèi)大量的孔隙迅速排至道路兩邊。此項(xiàng)技術(shù)于20世紀(jì)50年代被研制出來(lái)，美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)家從70年代～80年代逐步開(kāi)始應(yīng)用。雖然國(guó)外已經(jīng)采用了很多年，但我們國(guó)內(nèi)用得還不多。因?yàn)樗鼉r(jià)格較高。直到90年代末我國(guó)才開(kāi)始相關(guān)技術(shù)的試驗(yàn)，并在廣東、陜西、上海和杭州等城市做了一些試驗(yàn)道路。透水瀝青與普通瀝青路面相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):

1)增加城市可透水、透氣面積，加強(qiáng)地表與空氣的熱量和水分交換，調(diào)節(jié)城市氣候，降低地表溫度，有利于緩解城市“熱島效應(yīng)”。2)不易剝落和老化，高溫天氣不易產(chǎn)生泛油現(xiàn)象。3)充分利用雨雪降水，增大地表相對(duì)濕度，補(bǔ)充城區(qū)日益枯竭的地下水資源，防止因地下水資源枯竭而形成的地質(zhì)下陷。4)雨天路面排水迅速，不會(huì)在路面形成積水，減少行車(chē)打滑，同時(shí)減少雨夜車(chē)燈光的反射，有利于行車(chē)安全。5)能有效地降低行車(chē)噪聲。6)減輕降雨季節(jié)城市道路排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，明顯降低暴雨對(duì)城市水體的污染。7)大量的空隙能吸附城市污染物粉塵，減少揚(yáng)塵污染。

2.2 透水瀝青缺點(diǎn)

據(jù)青年時(shí)報(bào)報(bào)道，杭州市某些道路使用透水瀝青后，路面透水性好，行車(chē)噪聲小，乘車(chē)感覺(jué)舒適，受到好評(píng)。不過(guò)，人們漸漸發(fā)現(xiàn)在交叉路口、港灣式公交車(chē)站、BRT車(chē)道內(nèi)，鋪了透水瀝青的路面會(huì)凹凸不平，有的高高隆起，有的成了淺坑?？梢?jiàn)透水瀝青雖然優(yōu)點(diǎn)明顯，但并不是十全十美的，有以下幾點(diǎn)不足:

1)價(jià)格較高，是普通瀝青的三四倍。2)抗剪能力差，重載車(chē)輛急轉(zhuǎn)彎或急剎車(chē)時(shí)極易發(fā)生剪切破壞。3)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)也很高，因?yàn)樯惩寥菀锥伦☆w粒間孔隙，為保證路面排水通暢，需要半年清洗一次，這樣才能發(fā)揮出最大作用。4)夏天時(shí)，瀝青天熱易軟化，車(chē)輛剎車(chē)時(shí)的水平推力將瀝青內(nèi)的骨料往前推，易使路面產(chǎn)生凹凸不平。

3 透水瀝青路面

3.1 透水瀝青路面國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1)國(guó)外研究現(xiàn)狀:歐洲國(guó)家從20世紀(jì)50年代后期開(kāi)始研究多孔瀝青路面，取得了不少豐富的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)材料配比、施工方法、結(jié)構(gòu)層厚度等方面進(jìn)行了較全面的室內(nèi)外試驗(yàn)[2]。英國(guó):1950年，英國(guó)的交通研究實(shí)驗(yàn)室(TRL)開(kāi)發(fā)了多孔瀝青路面，并應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)跑道，1960年開(kāi)始在公路上修筑試驗(yàn)路[3]。自1984年以來(lái)，英國(guó)鋪筑了多條試驗(yàn)路，對(duì)采用合適的材料、級(jí)配等進(jìn)行了研究。意大利:在1993年時(shí)已采用透水瀝青材料鋪筑了100多萬(wàn)平方米的路面，取得了不錯(cuò)的效果。比利時(shí):該國(guó)應(yīng)用透水路面也有20多年的經(jīng)驗(yàn)，它在透水瀝青材料中加入某種含纖維的物質(zhì)，使得路面粗糙度增加且路面穩(wěn)定性提高。法國(guó):是采用排水瀝青路面最快的國(guó)家之一，通過(guò)運(yùn)用透水瀝青路面材料，使車(chē)輛行駛產(chǎn)生的噪聲大幅度降低。為了進(jìn)一步對(duì)混合料的性能進(jìn)行研究，通過(guò)大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)加入纖維素的透水瀝青材料鋪筑的路面，不僅不會(huì)改變路面材料中的氣孔，而且會(huì)使路面車(chē)轍明顯減少[3]。荷蘭:在1972年時(shí)開(kāi)始排水性瀝青混合料的應(yīng)用研究，荷蘭降水量大，鋪筑這種路面能有效的防治雨天行車(chē)濺水，減少交通事故并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。除以上國(guó)家外，美國(guó)、日本、德國(guó)、丹麥、西班牙、瑞典、新西蘭、新加坡、馬來(lái)西亞等國(guó)家，對(duì)多孔瀝青路面都有研究和應(yīng)用[2]。

2)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀:由于各種原因我國(guó)對(duì)透水瀝青路面研究較晚，近年來(lái)，隨著道路交通量的大幅度增加，國(guó)內(nèi)已有少數(shù)科研單位和高校開(kāi)始了研究。

3.2 透水瀝青路面結(jié)構(gòu)

透水瀝青路面是指由較大空隙率混合料作為路面結(jié)構(gòu)層，其允許路表水進(jìn)入路面的瀝青路面結(jié)構(gòu)的總稱(chēng)。根據(jù)適用場(chǎng)合可分為三種類(lèi)型:

1)Ⅰ型:路表水進(jìn)入路面后由面層排出并引到鄰近排水設(shè)施;2)Ⅱ型:路表水進(jìn)入路面后由基層或墊層排出并引到鄰近排水設(shè)施;3)Ⅲ型:路表水進(jìn)入路面后直接進(jìn)入路基。

透水瀝青路面結(jié)構(gòu)分為面層、基層和墊層三部分。

面層:透水瀝青路面面層材料一般采用多孔瀝青混合料PAC，它是一種典型的骨架—空隙結(jié)構(gòu)，多孔瀝青混合料多采用高粘度瀝青作為結(jié)合料，可以通過(guò)摻加高粘度改性劑或使用SBS改性瀝青摻加高粘改性劑、SBS改性瀝青摻加纖維、在瀝青或改性瀝青中摻入廢舊輪胎粉、在瀝青中摻加EVA或橡膠等多種提高瀝青粘度的方法[1]。

透水基層(Ⅱ，Ⅲ型):在面層的下方，必須有足夠的穩(wěn)定性能支持路面的施工操作，必須有足夠的儲(chǔ)水能力暫時(shí)儲(chǔ)存未排出的雨水，必須有足夠的強(qiáng)度以滿足路面結(jié)構(gòu)的總體性能。

墊層(Ⅲ型):通常由粗砂、小顆粒集料或者土工織物組成，具有過(guò)濾功能和足夠的透水性能，它不僅能防止土顆粒通過(guò)泵吸作用進(jìn)入基層或底基層，而且能分散傳至土基的荷載，使其不產(chǎn)生過(guò)量變形[1]。透水瀝青路面排水圖見(jiàn)圖1。

圖1 透水瀝青路面排水圖

3.3 透水瀝青路面的養(yǎng)護(hù)與維護(hù)

1)透水瀝青路面要長(zhǎng)期保持透水功能以及排水降噪等其他路面功能，需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與維護(hù)。2)透水瀝青路面冬季應(yīng)及時(shí)清雪，采取措施防止路面結(jié)冰，不宜機(jī)械除冰，不得撒灰或灰渣。3)透水瀝青路面投入使用后，隨時(shí)間的增加會(huì)出現(xiàn)空隙堵塞，造成透水能力下降，為確保透水路面的功能，可使用高壓水沖刷空隙洗凈堵塞物。

4 結(jié)語(yǔ)

透水瀝青材料具有良好的透水、抗滑和高溫穩(wěn)定性，可降低交通事故的發(fā)生率。在人流量和車(chē)輛量較大的城市，該材料可以減少噪聲，提高環(huán)境質(zhì)量。因此，希望道路材料方面的專(zhuān)家們能夠運(yùn)用自己豐富的知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)加大對(duì)于該材料的研究與探索，努力降低其生產(chǎn)成本和維護(hù)成本，使其能在我國(guó)廣泛推廣與應(yīng)用。

[1]蔣 偉.透水瀝青路面混合料配合比設(shè)計(jì)方法與路用性能研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué)，2008.

[2]黃 衛(wèi)，錢(qián)國(guó)超，劉衛(wèi)紅.透水瀝青路面和混合料組成設(shè)計(jì)[J].中國(guó)市政工程，1993(2):4-7.

[3]曹衛(wèi)東，陳 旭，呂 偉.簡(jiǎn)述國(guó)內(nèi)外低噪聲瀝青路面研究現(xiàn)狀[J].石油瀝青，2005(1):50-53.