排水性瀝青路面長期使用性能的測試分析

吳　限　錢海濤

(江蘇省交通技師學(xué)院　鎮(zhèn)江　212006)

排水性瀝青路面長期使用性能的測試分析

吳限錢海濤

(江蘇省交通技師學(xué)院鎮(zhèn)江212006)

摘要排水性瀝青路面采用大空隙開級配瀝青混合料，具有良好的排水性能、抗滑性能、降噪效果等特點。為評定排水性瀝青路面的長期使用性能，采用測試方法重點分析排水性瀝青路面長期使用過程中滲水性能、抗滑性能、交通噪聲的變化情況。結(jié)果表明，排水性瀝青路面各車道路面滲水均會有一個先增大后減小的過程，路面抗滑性能也存在先增加后減小的規(guī)律，而路面的減噪效果則表現(xiàn)隨著時間的推移逐漸下降，并逐漸保持平穩(wěn)的趨勢。

關(guān)鍵詞排水路面使用性能測試評價

排水性瀝青路面因其特有的開級配大空隙結(jié)構(gòu)，具有良好的抗滑性能、噪聲低、抑制雨天行車水霧、減輕夜晚行車眩光等優(yōu)點，成為路面結(jié)構(gòu)多樣化的重要研究方向[1]。我國在2000年以后，曾先后在多地進行過排水路面的應(yīng)用探索[2]，但排水路面在使用過程中其使用性能會隨著時間和行車荷載作用次數(shù)的增加而逐漸衰減，需要通過跟蹤觀測路面長期使用性能變化來及時了解排水性瀝青路面使用性能的衰減程度，從而采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護措施用以恢復(fù)和提高其性能。

1排水路面長期滲水性能分析

1.1　路面透水性的測試

按《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》(JTJ 059-95)(以下簡稱《規(guī)范》)中T0971-95方法，并結(jié)合日本排水性路面技術(shù)指南中對排水性瀝青路面滲水量的測量方法進行。在排水性路面每隔2 km選取1個斷面。每個斷面分別對重車道、行車道的輪跡處，以及緊急?？繋?個位置進行測量，每個位置重復(fù)操作3次，取平均值，折算成15 s內(nèi)的滲水量來衡量。

1.2　排水路面長期滲水性能測試與分析

排水性瀝青路面具有的連通空隙能使雨水快速下滲并排除到路面邊緣以外；同時，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的大空隙也能夠儲存一部分來不及排走的雨水，因此雨水在路表的停滯時間很短，路面基本無水膜產(chǎn)生。即使長時間的降雨使空隙接近飽和，路面上的雨水也能夠在汽車經(jīng)過的瞬間通過空隙排出輪胎與路面的接觸區(qū)域，有效減少高速行駛車輛產(chǎn)生“漂滑”的可能性[3]。

在對試驗路PA段進行滲水量測試時，發(fā)現(xiàn)各點滲水情況差異很大，試驗表明大多數(shù)點滲水情況不錯，而個別點(主要位于重車道)其滲水量很小或基本已經(jīng)不滲水。行車道和重車道的滲水量變化情況見圖1和圖2。

圖1　排水路面行車道滲水量變化情況

圖2　排水路面重車道滲水量變化情況

盡管每次輪跡帶測試點的選取略有偏差而且各點滲水量離散性比較大，但是仍可以看出，各點的滲水量均有一個先增大后又減少的過程，這與理論上排水路面的滲水量隨時間的增加而逐漸減少的規(guī)律有所不同，這可能是由于路面剛開放交通時，有許多滯留在面層中的細小顆粒堵塞了路面的孔隙，隨著車輛通行，細小顆粒被過往車輛行駛時產(chǎn)生的動壓力吸出，從而滲水量逐漸增加，但由于交通荷載的壓實作用，路面滲水性長期表現(xiàn)為逐漸降低的規(guī)律。

2排水路面長期抗滑性能分析

2.1　路面抗滑性測試

路面抗滑性測試主要是測定路面的摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度。路面摩擦系數(shù)的測試可以采用擺式摩擦系數(shù)測定儀按《規(guī)程》中T0964-95方法進行測試，可以反映路面的靜態(tài)抗滑能力和低速下的摩擦系數(shù)，而動態(tài)摩擦系數(shù)代表了實際公路路面的抗滑能力，是路面保證車輛行駛安全的條件。因此，還應(yīng)采用動態(tài)摩擦系數(shù)測定儀按照ASTM E1911-98方法測試25，50，5 km/h下的摩擦系數(shù)。路表構(gòu)造深度的測試可以采用激光斷面測試儀按《規(guī)程》進行測量，必要時采用手工鋪砂法進行抽測。

2.2　排水路面的抗滑性能測試與分析

路面抗滑能力主要取決于路面的粗糙度，而路面粗糙度則由路表的微觀紋理及宏觀紋理構(gòu)成[4]。微觀紋理體現(xiàn)了一定車速下摩擦的總體水

平,在車輛低速行駛時對其抗滑能力起主要作用，常用擺式儀測定并用擺值表示；宏觀紋理決定了路面摩擦力隨車速而衰減的幅度，在高速行車時對路面抗滑性能起決定作用，采用激光斷面測試儀進行測試并用表面測量紋理深度表示。排水路面行車道和重車道的擺值變化情況見圖3和圖4，構(gòu)造深度測試結(jié)果見表1。

圖3　排水路面行車道擺值的變化情況

圖4　排水路面重車道擺值的變化情況

車道測試時間2006-062006-102007-092007-122008-052008-112009-052009-112010-042010-11重車道1.361.21.181.161.171.151.11.111.040.92行車道1.311.31.311.190.980.970.980.960.910.88

由圖3和圖4可見，排水路面各個檢測點的擺值幾乎處于同一水平上；考慮到測量誤差等原因，重車道和行車道的擺值基本上也是逐漸增大后減小的。擺值增加的可能原因是隨行車次數(shù)的逐漸增加，路表瀝青膜逐漸被磨去，單位面積內(nèi)顆粒凸出增多的結(jié)果。之后隨著集料顆粒的磨光，擺值有所下降，尤其在最后一次觀測中下降較大。

由表1可見，排水路面的構(gòu)造深度隨時間逐漸減少，而且排水路面的變異系數(shù)略大，施工的均勻性較差。實際上，構(gòu)造深度的大小主要取決于混合料的級配組成和壓實度，排水路面在開放交通以后，路面瀝青混凝土被進一步壓密，構(gòu)造深度逐漸下降，且壓密過程主要發(fā)生在開放交通初期，故此時構(gòu)造深度減幅較大。

3排水路面的長期降噪效果分析

3.1　排水路面噪聲測試方法

交通噪聲由車輛本身噪聲和路面/輪胎噪聲2部分組成，與車輛流量、交通流速度、車型構(gòu)成比例、車輛行駛狀態(tài)、道路結(jié)構(gòu)以及其表面狀況、道路周邊狀況等因素有關(guān)[5]。野外測量輪胎/路面噪聲的常用方法有：控制車輛通過法(CPB)、統(tǒng)計通過法(SPB)、拖車法(CPX)。

CPB法可選定單個車輛或特定的交通流構(gòu)成來進行車輛噪聲評價，同時還可以控制車輛行駛狀態(tài)，用這種方法可以評價各種路面在特定場所對交通噪聲的影響，但難以對噪聲的產(chǎn)生機理因素進行評價。常用方法是單個車輛在滑行或驅(qū)動狀態(tài)下以規(guī)定的速度通過測試點的測試方法，這種方法較SPB方法更經(jīng)濟，更容易操作控制。因此，路面噪聲實際測試中常采用CPB法，測試同一型號的小轎車在不同車速下的空擋滑行通過測點的噪聲。

3.2　排水路面的降噪效果測試分析

隨著公路通車?yán)锍?、車流量和行駛速度的與日俱增，公路交通噪聲污染對沿線居民生活環(huán)境的干擾程度和范圍也隨之加劇和擴大，公路交通噪聲污染已經(jīng)逐漸變成最為關(guān)注的環(huán)境污染問題，故而已成為道路交通研究者關(guān)注的焦點。排水性瀝青路面因其特有的開級配大空隙結(jié)構(gòu)，可以使輪胎/路面接觸噪聲有較大的消散空間，降低空氣壓縮比，從而使路面噪聲大幅下降[6]。采用CPB法測得的不同車速下排水路面在不同時間段的噪聲變化情況見圖5。

圖5　排水路面噪聲測試結(jié)果

由圖5可見，排水路面的噪聲值隨車速的提高而增大，而且隨著時間的推移，排水路面的減噪效果逐漸下降，并逐漸保持平穩(wěn)趨勢，這表明排水路面的減噪功能具有一定的時效性。與傳統(tǒng)的AC和SMA路面相比，排水路面的噪聲值要低1.5～4.5 dB，具有較好的降噪效果，但隨著時間的推移，路表面孔隙率由于荷載作用或灰塵等的

進入逐漸被減少，輪胎路面間的噪聲逐漸增加，需采取必要的維護以恢復(fù)其功能。

4結(jié)論

排水性瀝青路面在國外的研究應(yīng)用歷史已超過40年，在歐洲、美國和日本等國家得到應(yīng)用廣泛，但在我國的應(yīng)用還很少。盡管排水性瀝青路面具有抗滑性能高、噪聲低、抑制雨天行車水霧、防止高速行車“水漂”、減輕夜晚行車眩光等技術(shù)特點，但在工程應(yīng)用中還需考慮其長期使用性能的變化，從而制定出適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護措施用以恢復(fù)和提高其性能。通過對排水性瀝青路面長期觀測，可以得到不同結(jié)構(gòu)平整度、行駛質(zhì)量指數(shù)、車轍、噪聲等變化規(guī)律和在重交通、高溫情況下服務(wù)性能的變化規(guī)律，從而深入考察排水路表的安全性、噪聲特性，這也是交通領(lǐng)域國際研究的熱點。

參考文獻

[1]劉衛(wèi)東.抗滑排水瀝青混合料技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].公路交通科技：應(yīng)用技術(shù)版,2011(3):14-16.

[2]賈理杰.排水瀝青路面長期性能觀測[J].公路與汽運,2012(1):90-91.

[3]張璠,楊軍,卞鳳蘭.排水性瀝青路面的排水功能設(shè)計與實踐[J].中外公路,2009,29(6):101-103.

[4]王江飛.瀝青混合料的抗滑排水機理分析[J].公路交通科技:應(yīng)用技術(shù)版,2011(3):8-10.

[5]張旭,楊軍.國外路表紋理和路面噪聲研究綜述[J].中外公路, 2009, 30(4):94-97.

[6]韓定海,黨延兵,李愛國.陜西省兩條排水性瀝青混凝土路面綜合性能對比分析[J].公路，2009(6):9-12.

Test and Analysis on the Long-term Using Performance of Porous Asphalt Pavement

WuXian,QianHaitao

(Jiangsu Traffic Technician College, Zhenjiang 212006, China)

Abstract：Porous asphalt pavement using large void open graded asphalt mixtures has the characteristics of drainage performance, good anti sliding performance, noise reduction effect. For evaluating the long-term using performance of porous asphalt pavement, we used reasonable test method to analyze the changes of water permeability, anti sliding performance and traffic noise during the long-term using performance of porous asphalt pavement. The test results show that, the lane pavement seepage of porous asphalt pavement would have a first increase and then decrease process, skid resistance of pavement would be reduced after increase, but the effect of noise reduction would be decreased gradually with time and gradually stable.

Key words:drainage pavement; using performance; test; evaluation