排水性瀝青路面的效益及其排水方案研究★

賀曉峰 蒲鳳平 朱 乾 王文奇*

(1.榆林市天元路業(yè)有限公司，陜西榆林 719000;

2.中鐵二局二公司，四川成都 610000;3.中鐵二局股份有限公司廣州分公司，廣東廣州 510632;

4.西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院，四川成都 610039;5.西華大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院，四川成都 610039)

0 引言

排水瀝青混合料，又名排水性瀝青混凝土(DAM)，最早出現(xiàn)在歐洲。因其空隙率大，又稱多孔性瀝青混凝土(PA)。美國稱之開級配抗滑磨耗層(OGFC)。1987年日本開始采用，稱之為排水性路面(PA)。這種路面在我國有開級配排水瀝青磨耗層、排水瀝青路面等幾種名稱［1］。排水性瀝青路面能有效消除水膜、改善雨天路面抗滑性能，提高道路行車安全性，同時可以減少交通噪聲［2］。因此，20世紀(jì)90年代開始，排水性瀝青路面在世界各地的應(yīng)用呈現(xiàn)了星火燎原的態(tài)勢［3］。

應(yīng)用排水路面的效益是多方面的。面對越來越嚴(yán)重的城市熱島效應(yīng)，很多國家開始在城市道路排水路面方面尋找解決辦法［4］。與傳統(tǒng)瀝青路面相比，排水瀝青路面因具有排水、抗滑、降噪、消霧、防濺等性能［5］，排水路面環(huán)保意義重大。

排水層設(shè)置在路面結(jié)構(gòu)的不同位置，排水效率不同［6］。本文研究不同的排水方案的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，為此項(xiàng)技術(shù)的工程應(yīng)用提供參考。

1 排水性路面的應(yīng)用現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，公路和城市道路方面，1997年，杭州到金華鋪筑了1 000 m2的 OGFC路面，2002年上海浦東北路鋪筑了1.4 km，2003年西安的機(jī)場高速路鋪筑了17 km，2005年鹽城到南通高速鋪筑了17 km，2008年南京到杭州高速鋪筑了21 km，2009年上海浦東中環(huán)線鋪筑了31 km。

公園道路方面，據(jù)文獻(xiàn)［7］闡述，排水性瀝青路面在濕地公園有著很好的應(yīng)用效果。杭州市區(qū)環(huán)西湖地區(qū)修筑了大量的排水性瀝青路面。

2 排水性路面的效益

排水性瀝青路面的效益主要包括安全效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益三部分［3］。

2.1 安全效益

1)與常規(guī)路面排水方式不同，排水路面的排水方式使得道路表面的地表徑流大大減少，在雨量不大時甚至完全消除，如圖1所示。

這樣可以大大降低出現(xiàn)水漂現(xiàn)象的概率，同時由于更大的路面表面宏觀構(gòu)造增大了道路的摩擦系數(shù)，這些都顯著提高了行車安全性。

2)由于OGFC中主要是粗集料，而且瀝青含量較少，因此高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力較好，減少了雨天“水槽”進(jìn)而造成“局部水漂”的風(fēng)險。

圖1 排水路面與常規(guī)路面排水方式的區(qū)別

3)排水性瀝青路面表面的地表徑流減少后，使得雨后光線鏡面反射變成漫反射，減少夜間行車的眩光影響。

4)大大降低了路表面水膜厚度，增強(qiáng)交通標(biāo)線的可見程度。

5)減少地表徑流和水膜厚度后，減少了汽車輪胎高速旋轉(zhuǎn)引起的水花和水霧，改善了后面車輛的司機(jī)的能見度。

2.2 環(huán)境效益

1)由于排水性路面的空隙率比傳統(tǒng)路面大很多，可以吸收輪胎高速旋轉(zhuǎn)帶來氣泡，因而可以降低行車噪聲，在城市道路中應(yīng)用環(huán)保意義重大。

2)同密級配的路面形式相比，排水性瀝青路面透氣性能更好，有利于水分蒸發(fā)，對于減少城市日益嚴(yán)重的“熱島效應(yīng)”有著積極意義。

3)由于排水路面的流水途經(jīng)穿過路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，見圖2。

圖2 排水路面的流水路徑示意圖

城市道路最關(guān)鍵的徑流污染物包括懸浮物、重金屬、氯化物等［8］，經(jīng)過排水性路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)的過濾，水中的懸浮物、重金屬等污染物含量都降低，對水體污染更小。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益

1)由于雨天行車更加安全，排水路面上的交通事故和交通擁擠現(xiàn)象大大減少，這具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

2)排水性瀝青混合料的密度較小，為2.0 t/m3，比常規(guī)瀝青混合料節(jié)省20%的石料，節(jié)省的瀝青就更多。

3)降低汽車燃油消耗量和輪胎磨耗量。

3 排水方案分析

3.1 明溝方案

明溝方案在國外使用效果不錯。優(yōu)點(diǎn):造價低。缺點(diǎn):在國內(nèi)的環(huán)境下，敞開的明溝極易造成垃圾的集中堆積，而且溝槽用垃圾清掃車也不易清理;對路面景觀還有不良影響。

3.2 路側(cè)排水溝方案

路側(cè)排水溝方案形式多樣，本文以混凝土管為例，如圖3所示。排水溝(槽)還有方形混凝土溝槽帶混凝土格柵頂蓋、不銹鋼溝槽、復(fù)合材料溝槽等多種形式。

圖3 路側(cè)排水溝方案排水設(shè)施結(jié)構(gòu)圖

優(yōu)點(diǎn):過水?dāng)嗝姹容^大、排水效果比較好。

缺點(diǎn):造價較高，如果采用不銹鋼材質(zhì)溝槽維修保養(yǎng)麻煩，而且容易被盜。

3.3 集水井方案

集水井主要適用于橋梁的橋面鋪裝排水，如圖4所示。

圖4 集水井方案排水設(shè)施結(jié)構(gòu)圖

優(yōu)點(diǎn):可以根據(jù)排水需求安排集水井間距。

缺點(diǎn):結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，成本高。

3.4 排水方案比較

三種排水方案比較見表1。

表1 三種排水方案比較

明溝方案缺點(diǎn)較多，不是經(jīng)濟(jì)條件太差的地方，不推薦采用。路側(cè)排水溝方案形式多樣，造價也有所不同，是大多數(shù)情況下推薦采用的方案。集水井主要適用于橋梁的橋面鋪裝排水。

4 結(jié)語

從減少水漂、水花、水霧、眩光等安全效益，降低噪聲、減少熱島效應(yīng)、減少徑流污染等環(huán)保效益方面研究了采用排水性路面的效益。同時該路面形式還具有經(jīng)濟(jì)效益。

對排水性路面排水方案的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和適用范圍進(jìn)行了分析比較。不同的情況下推薦不同的排水方案，路側(cè)排水溝(槽)是大多數(shù)情況下推薦采用的方案。本文為此項(xiàng)技術(shù)的工程應(yīng)用提供了參考。

［1］吳牧星.談國內(nèi)外排水瀝青路面的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀［J］.山西建筑，2012，38(19):167-168.

［2］陳亞鋒.PC-13排水性罩面在高速養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2009，35(30):303-305.

［3］徐 斌.排水性瀝青路面理論與實(shí)踐［M］.北京:人民交通出版社，2011:2.

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［7］王文奇，羅忠賢，謝遠(yuǎn)新.公園道路瀝青排水路面防水損害研究［A］.全國瀝青路面養(yǎng)護(hù)新技術(shù)暨改性瀝青技術(shù)創(chuàng)新交流大會論文集［C］.2015:9.

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