淺談排水瀝青路面的應(yīng)用研究

呂建軍

【摘要】通過(guò)工程實(shí)例的介紹，提出了排水瀝青路面的配合比設(shè)計(jì)方法和施工注意事項(xiàng)。

中圖分類號(hào)：U44文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1排水瀝青路面的簡(jiǎn)介

排水瀝青路面是指壓實(shí)后空隙率在20%左右，能夠在混合料內(nèi)部形成連通排水通道的新型瀝青混凝土面層，其實(shí)質(zhì)為單一粒徑碎石按照嵌擠機(jī)理形成骨架－空隙結(jié)構(gòu)的開(kāi)級(jí)配瀝青混合料。此外，針對(duì)以改善表面抗滑功能為主的開(kāi)級(jí)配表面薄層又稱開(kāi)級(jí)配磨耗層( OGFC，open-graded friction course ) 、多孔隙瀝青磨耗層( PAWC， porous asphalt wearing course )等。這些材料的構(gòu)成特征基本相同，但由于使用功能、描述角度和突出重點(diǎn)有所區(qū)別而被賦予不同的名稱，有時(shí)在技術(shù)特點(diǎn)上也有所不同。

排水瀝青路面采用大空隙瀝青混合料作表層，將降雨透入到排水功能層，并通過(guò)層內(nèi)將雨水橫向排出，從而消除了帶來(lái)諸多行車(chē)不利作用的路表水膜、減少行車(chē)濺水和水霧，顯著提高雨天行車(chē)的安全性、舒適性；同時(shí)，由于排水瀝青路面的多孔特征可以大幅降低交通噪音，也被稱為低噪音瀝青路面。

2排水瀝青路面的適用性

排水瀝青混合料的與一般瀝青混合料相比其最大的特點(diǎn)是空隙率大，在使用時(shí)需要慎重。其一是排水瀝青路面的空隙特別大，雜物容易進(jìn)入空隙，如果進(jìn)入空隙的雜物不能被汽車(chē)高速行駛的負(fù)壓吸走，雜物會(huì)越積越多，最終被汽車(chē)壓實(shí)而堵塞，一旦堵塞將很難清除，則其排水和降噪功效將迅速降低，日本的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為：排水瀝青路面的排水功能在3～5年內(nèi)開(kāi)始衰減，5～8年基本喪失，但可以繼續(xù)使用。其二是由于空隙率大，一旦進(jìn)水后發(fā)生冰凍，冰的反膨脹會(huì)影響其耐久性。所以排水瀝青路面一般適用于多雨地區(qū)的高速公路和城市快速干線。

排水瀝青路面通常采用公稱最大粒徑19mm和13mm兩種級(jí)配類型，當(dāng)特別需要降低噪聲時(shí)，宜采用公稱最大粒徑較小的級(jí)配。

3工程實(shí)例

以南京南站綜合樞紐快速環(huán)線工程機(jī)場(chǎng)高速公路擴(kuò)建子項(xiàng)為例，通過(guò)配合比設(shè)計(jì)和試驗(yàn)段的施工，簡(jiǎn)單介紹排水瀝青路面的施工要點(diǎn)和注意事項(xiàng)，以作為參考。

設(shè)計(jì)采用PAC-13級(jí)配類型，結(jié)構(gòu)層厚度4cm。

3.1配合比設(shè)計(jì)

3.1.1 原材料選擇

排水瀝青路面空隙率大，其主要的破壞有①析漏②剝離和松散③快速氧化。所以要求瀝青對(duì)集料有耐久的裹附力和粘附力，以及較強(qiáng)的抗剝離性；粗集料應(yīng)具有高粘附性、高耐磨性、高耐破碎性的不含風(fēng)化顆粒的優(yōu)質(zhì)骨料；細(xì)集料禁止選用與瀝青粘附性差的天然砂及酸性石料破碎的機(jī)制砂，可選用0~2.36mm潔凈無(wú)風(fēng)化的堿性石料破碎的機(jī)制砂或者與瀝青粘附性好的天然砂；填料應(yīng)采用干燥潔凈的石灰?guī)r礦粉，嚴(yán)禁拌和機(jī)回收利用粉料。

提高排水瀝青混合料的抗剝離和析漏的能力的方法有①采用高粘度的瀝青，可以采用SBS改姓瀝青作為基質(zhì)瀝青，加高粘度改性劑合成。②添加抗剝離劑，通常在混合料里添加適量的消石灰，以增加瀝青與集料的粘附性。消石灰添加量宜占骨料的1%，或者占礦粉的40%。③在混合料里添加一定量的纖維，纖維能增強(qiáng)其穩(wěn)定性和抗分散能力，能較有效的減少瀝青析漏，但加入纖維后，瀝青用量會(huì)有所增加，纖維和瀝青增加會(huì)使混合料的空隙率減小，所以在設(shè)計(jì)混合料級(jí)配階段，應(yīng)較期望的空隙率大1到2個(gè)百分點(diǎn)。纖維一般分為礦物纖維和木質(zhì)素纖維，我們國(guó)家的規(guī)范要求添加量為瀝青的0.5%，美國(guó)喬治亞州采用礦物纖維0.3%，木質(zhì)素纖維0.4%。具體選用應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)確定。

以上幾種方法根據(jù)工程具體情況選擇使用，可以采用一種或多種。本工程采用的是①和②方法。

原材料具體技術(shù)指標(biāo)要求應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，但不得低于JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求。

3.1.2 混合料組成設(shè)計(jì)

排水瀝青因?yàn)槠淇障堵蚀?，礦料級(jí)配較粗且多為開(kāi)口空隙，瀝青容易從混合料中析漏出來(lái)，所以難以使用通常的馬歇爾試驗(yàn)方法確定瀝青含量。我國(guó)規(guī)范參考日本的規(guī)范設(shè)計(jì)方法，以主要影響空隙率的2.36mm篩孔的通過(guò)率在中值范圍±3%內(nèi)適配3組不同的礦料級(jí)配作為初選級(jí)配，按期望的瀝青膜厚度計(jì)算每一組混合料的初始瀝青用量，再測(cè)定每種混合料的馬歇爾空隙率，繪制2.36mm通過(guò)率和空隙率的關(guān)系曲線，根據(jù)期望的空隙率確定礦料級(jí)配，再根據(jù)確定的礦料級(jí)配計(jì)算出初始瀝青用量。

混合料組成設(shè)計(jì)主要以各項(xiàng)功能性檢驗(yàn)為主，選擇空隙率較大而又具有較高的耐久性的最大容許瀝青膜厚度來(lái)確定最終的瀝青用量。

本工程排水瀝青混合料組成設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下：

根據(jù)各種集料和填料的篩分試驗(yàn)的通過(guò)率，初始合成級(jí)配如下：

按推薦的10μm~14μm瀝青膜厚度，本工程取12μm計(jì)算初始瀝青用量，計(jì)算結(jié)果如下：

測(cè)定三組初始級(jí)配的馬歇爾空隙率分別為21.3%、19.8%、18.7%，與2.36mm通過(guò)率繪制成曲線如下圖：

由表3-1和圖3-1可看出，初始級(jí)配B較接近中值，且較中值稍粗，空隙率略小于20%。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)選用初始級(jí)配B作為混合料礦料級(jí)配，將油石比調(diào)整為4.5%作為初始瀝青用量，拌制瀝青混合料進(jìn)行馬歇爾空隙率試驗(yàn)和性能檢驗(yàn)試驗(yàn)，主要指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果如下：

由表3-3可看出，混合料各項(xiàng)主要指標(biāo)均能滿足要求，確定混合料的最佳瀝青用量（油石比）為4.5%。

本工程采用的是間歇式瀝青拌合樓生產(chǎn)混合料，進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)時(shí)，將生產(chǎn)級(jí)配曲線盡量向目標(biāo)級(jí)配曲線靠攏，在試拌時(shí)至少要3次馬歇爾試驗(yàn)連續(xù)合格時(shí)才能確定生產(chǎn)級(jí)配。

3.2試驗(yàn)工程施工

排水瀝青的施工與一般熱拌瀝青混合料的施工基本相同，需要注意的幾點(diǎn)：①做好下層的排水橫坡和防水粘結(jié)層 排水瀝青是靠下層頂面排水的，在施工下層時(shí)要確保橫坡符合設(shè)計(jì)要求，防水粘結(jié)層要采用經(jīng)久耐用排水效果好的措施，可均勻噴灑改性乳化瀝青做為防水層，噴灑時(shí)應(yīng)特別注意下層與排水邊溝的連接處要噴灑到位，防止漏水。②嚴(yán)格控制施工溫度 因?yàn)榕潘疄r青要求瀝青有足夠的粘度，適當(dāng)提高施工溫度可增強(qiáng)瀝青與集料的粘附性和碾壓嵌擠密實(shí)，但溫度過(guò)高瀝青又容易產(chǎn)生析漏。采用高粘度瀝青時(shí)，建議混合料拌合溫度控制在180℃左右，改性瀝青控制在170℃左右。運(yùn)輸要采用良好的保溫措施。排水瀝青的大空隙特點(diǎn)，使其比一般瀝青散熱快，攤鋪施工時(shí)，碾壓段落不能過(guò)長(zhǎng)，要確保碾壓溫度。③應(yīng)采用鋼筒式壓路機(jī)碾壓 排水瀝青的粗骨料多，為了減少混合料離析和保證表面平整度，宜采用雙鋼輪壓路機(jī)碾壓。④做好保潔工作 公路施工一般交叉施工多，路面容易受到交叉施工污染，所以在攤鋪施工前后都要做好保潔工作和交通管制工作，防止雜物堵塞排水瀝青的空隙影響排水效果。

3.2.1 攤鋪工藝

①采用兩臺(tái)ABG423攤鋪機(jī)全幅鋪筑, 兩臺(tái)攤鋪機(jī)相距不超過(guò)5m，兩臺(tái)攤鋪機(jī)攤鋪層的縱向接縫采用熱接縫。②攤鋪速度控制 攤鋪機(jī)選擇攤鋪速度均為起步1~1.5m/min,正常2.5m/min，做到緩慢均勻不間斷地?cái)備仭?/p>

3.2.2壓實(shí)工藝

①初壓 采用2臺(tái)DD130雙鋼輪各自對(duì)應(yīng)一臺(tái)攤鋪機(jī)碾壓4遍，壓路機(jī)碾壓采用前后靜壓，每遍碾壓均對(duì)應(yīng)各自攤鋪機(jī)由低處向高處進(jìn)行小循環(huán)碾壓，速度為4～5Km/h。建議初壓溫度155℃-170℃。②復(fù)壓 采用1臺(tái)DD110雙鋼輪在全幅范圍內(nèi)由低處向高處進(jìn)行大循環(huán)碾壓, 碾壓為前后靜壓2遍，速度為4~6km/h。建議復(fù)壓溫度135℃-155℃。③終壓 采用1臺(tái)XP-261膠輪壓路機(jī)全幅靜壓1遍，速度為4~6km/h。建議終壓溫度在60℃左右進(jìn)行。④高粘度瀝青使施工接縫不容易熨熱壓平，易產(chǎn)生明顯的痕跡。所以在施工中應(yīng)盡量以全幅路面寬度進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，調(diào)整好混合料的生產(chǎn)與施工量平衡，使攤鋪機(jī)連續(xù)不間斷作業(yè)，將接縫數(shù)量降至最低。

3.2.3 試驗(yàn)檢測(cè)

對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行了常規(guī)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果如下：

4結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本工程排水瀝青的施工，得到一下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

①瀝青的選擇至關(guān)重要，主要以60℃動(dòng)力粘度來(lái)衡量，使用動(dòng)力粘度高的瀝青將會(huì)有好的路用性能。②在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，確定最佳瀝青用量是關(guān)鍵，除了主要以析漏試驗(yàn)和飛散試驗(yàn)來(lái)確定瀝青用量外，還應(yīng)輔以其他試驗(yàn)和多組礦料級(jí)配來(lái)綜合確定最佳瀝青用量。③在施工過(guò)程中，混合料的溫度控制和攤鋪碾壓工藝是排水瀝青路面成功的關(guān)鍵所在。④對(duì)排水瀝青路面我國(guó)還缺乏經(jīng)驗(yàn)，而且國(guó)內(nèi)的衛(wèi)生環(huán)境令人堪憂，特別在城市道路中使用排水瀝青要慎重，其衛(wèi)生環(huán)境和排水系統(tǒng)功能要相應(yīng)提高。

參考文獻(xiàn)

[1] JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》.

[2] 江蘇省特聘教授沈菊男《溫拌發(fā)泡瀝青、排水瀝青路面技術(shù)講座》.