大孔隙排水降噪路面在城市道路中的應(yīng)用研究

趙靜

摘要 ：本文以大連市快速路項目為依托，介紹排水降噪路面在大連城市道路中應(yīng)用的可行性及其所帶來的社會效益，突出該路面有別于其他普通瀝青路面的技術(shù)特點和工程指標(biāo)，為排水降噪路面在城市道路中的推廣應(yīng)用提供有價值的經(jīng)驗參考。

關(guān)鍵詞 ：排水降噪 瀝青路面 城市道路 高架橋

0 、引言

隨著城市交通量的日益增加，道路建設(shè)迅猛發(fā)展，路面平整性，行車舒適性、交通道路安全和噪聲污染問題已經(jīng)越來越受到人們的重視。排水降噪路面作為一種新型的路面材料，在城市道路上的應(yīng)用實例較少。城市交通有行駛速度慢、停車剎車多的特點，對道路高低溫穩(wěn)定性和耐久性的要求也高，目前國內(nèi)正式采用大規(guī)模排水性路面建設(shè)僅有杭州市，本項目依托大連市快速路這一重點工程，探討排水降噪路面在市政工程中尤其是在城市高架橋上應(yīng)用的可行性及其路用性能。

1 、工程概況

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，大連市內(nèi)道路堵塞情況日益嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了城際交通。本工程正是為了改善這種交通狀況而修建的。項目由北向南貫穿大連市東部城區(qū)，連接大連市主城區(qū)與外城區(qū)、開發(fā)區(qū)等周邊區(qū)域，全長11.3km，寬24m，行車道采用雙向六車道，全線均為高架并設(shè)有六處上下橋匝道，設(shè)計車速70公里/小時。該項目在全線鋪設(shè)了排水降噪路面。

2 、排水降噪路面的服務(wù)性能

（1）透水性好，在路上不會形成積水或水膜，減輕水漂，水霧等情況。

（2）提高行駛安全性，改善能見度，減少司機的駕駛疲勞。

（3）降低交通噪音。排水降噪路面比普通瀝青路面能降低噪聲3—8db。

（4）降低城市熱島效應(yīng)，降低路面溫度，增加城市大氣濕度，調(diào)節(jié)整個城市熱環(huán)境。

3 、排水降噪路面的工程技術(shù)指標(biāo)

3.1 排水降噪瀝青路面結(jié)構(gòu)

普通瀝青路面結(jié)構(gòu)一般為5cm中粒式瀝青砼+6～8cm粗粒式瀝青砼+30cm～45cm水泥穩(wěn)定碎石基層。而對本次在橋面上使用排水降噪瀝青路面，其鋪裝結(jié)構(gòu)為：4cm排水降噪橋面+陽離子改型乳化瀝青+5cm AC-13F細粒式改性瀝青混凝土+XY-01水泥基滲透結(jié)晶型防水材料+10cm FC-50纖維網(wǎng)混凝土，下面層沿防撞墻預(yù)留10cm寬度，鋪筑排水降噪橋面，并在其底部沿防撞墻鋪設(shè)Φ=18mm的網(wǎng)狀導(dǎo)水盲管。

3.2 排水降噪瀝青路面材料及技術(shù)要求

3.2.1 瀝青

排水降噪路面孔隙率較大，粗集料含量高達70%以上，設(shè)計空隙率一般為15%～25%，骨料之間形成嵌擠型的空間骨架結(jié)構(gòu)，普通瀝青難以對這種骨架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生足夠的約束作用，而高粘瀝青對集料有較好的包裹力、粘附性和足夠的韌性，能保證瀝青混合料在高孔隙率的情況下，仍然具有良好的抗水損壞、抗車轍和抗飛散能力。高粘瀝青與普通瀝青相比，最重要的技術(shù)指標(biāo)為60 ℃ 粘度，普通瀝青90#這一指標(biāo)值要求≥140，而高粘瀝青要求≥100000。

3.2.2 礦料

排水瀝青混合料以粗集料為主，為保證其使用性能得到充分發(fā)揮，集料需要有足夠的強度、抗壓碎性和抗沖擊性和磨光值。為保證混合料排水功能，石料外形應(yīng)具有近似正方形形狀，對針片狀粒料要求嚴(yán)格。本項目中使用的集料為玄武巖，填料采用砂和礦粉。

3.3 排水降噪瀝青混合料配合比設(shè)計與性能指標(biāo)

排水降噪瀝青混合料的級配設(shè)計方法與一般混合料不同，常規(guī)的馬歇爾試驗方法并不適用。本工程瀝青混合料的設(shè)計主要參考了日本的配合比方法，步驟如下：

（1）目標(biāo)空隙率的確定。研究表明，空隙率與路面的排水能力成正比，但空隙率過大也會帶來路面材料耐久性不足等負面影響，本工程根據(jù)大連實際的降水情況以及交通狀況，將空隙率定為20%。

（2）初試級配確定。以2.36mm集料通過質(zhì)量百分率在中值范圍附近±3%左右為目標(biāo)，暫定三種配合比。級配如下：

（3）參照日本《排水性鋪裝技術(shù)指針（案）》中有關(guān)瀝青用量預(yù)估計算公式，根據(jù)瀝青膜厚度和集料表面積初定瀝青用量。排水瀝青混合料的瀝青膜厚度h一般取14μm。計算得初始瀝青用量為4.5%

（4）滿足目標(biāo)空隙率級配的確定。在初試瀝青用量下，將三種初試級配按照馬歇爾試驗方法成型試件，采用體積法測定成型試件的空隙率，繪制2.36mm通過率與空隙率的關(guān)系曲線，通過回歸公式（Y=-0.595X+29.149 R2=0.95）計算出目標(biāo)孔隙率20%對應(yīng)的2.36篩孔的通過率為15.4%。對級配做出調(diào)整，使2.36篩孔通過率為15.4%作為最終配合比。

（5）最佳瀝青用量的確定。以初始用量為基礎(chǔ)，以0.5%為間隔，取五組不同的油量，分別進行析漏和飛散試驗，通過兩個試驗的拐點得到最小瀝青用量OACmin=4.15%和最大瀝青用量OACmax=4.875%，通過計算并參照馬歇爾試驗的結(jié)果確定最佳瀝青用量為OAC=4.69%，取整4.7%。

（6）混合料性能檢驗。確定最佳瀝青用量后，分別進行馬歇爾試驗，析漏試驗，飛散試驗，車轍動穩(wěn)定度等試驗，檢驗設(shè)計的混合料是否滿足路用性能要求，如表2示。

4 、結(jié) 語

排水降噪路面是一項即可產(chǎn)生良好經(jīng)濟效益、社會效益，又可提高環(huán)境效益的實用技術(shù)，尤其是當(dāng)前提倡可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，研究并實施排水降噪路面技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

本工程在引進日本高粘度改性瀝青生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)大連市特有氣候條件和交通環(huán)境，開發(fā)適合大連本地的排水降噪路面技術(shù)，同時提出了相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。為今后排水降噪路面在城市道路和橋梁上的應(yīng)用提供經(jīng)驗參考和研究基礎(chǔ)。

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