排水性瀝青混凝土路面性能特點(diǎn)及其運(yùn)用

李祥

（湖南省懷化公路橋梁建設(shè)總公司 湖南懷化 418000）

排水性瀝青混凝土路面性能特點(diǎn)及其運(yùn)用

李祥

（湖南省懷化公路橋梁建設(shè)總公司 湖南懷化 418000）

現(xiàn)代的道路工程中，為了提高路面排水性能，引入了排水瀝青混凝土施工技術(shù)，該施工技術(shù)具備了良好的排水性能，因而對(duì)于公路建設(shè)的質(zhì)量與功能應(yīng)用，具有重要價(jià)值。本文結(jié)合工程實(shí)際，探討了排水瀝青路面的主要性能特點(diǎn)，及其實(shí)際運(yùn)用，以供參考。

排水性瀝青混凝土；路面；性能

1 引言

排水性瀝青混凝土路面屬于一種新型可滲透路面，其路面的空隙率高達(dá)20%，因此雨水能夠通過(guò)其內(nèi)部連通孔隙，沿路面橫坡排出，消除了輪胎濺水和水滑現(xiàn)象，使行車更安全。同時(shí)由于輪胎與路面的接觸所產(chǎn)生的噪音在空隙內(nèi)被減弱，因此能夠明顯地降低噪音。可見(jiàn)，排水性瀝青混凝土在道路工程中具有良好的運(yùn)用前景。

2 排水性瀝青混凝土與路面

2.1 排水性瀝青混凝土

排水性瀝青混合料也稱大孔隙瀝青混合料，是由單一級(jí)配粗骨料、少量細(xì)骨料、礦粉和瀝青黏結(jié)劑組成，內(nèi)部含有大量連通孔隙的復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 排水性瀝青混凝上路面結(jié)構(gòu)圖

排水性瀝青混凝土主要用在路面表層，鋪筑壓實(shí)后有效孔隙率約為20%。而在路面的中、下層則是普通的密實(shí)性瀝青混凝土路面，把降落在路表層內(nèi)的水通過(guò)路面橫坡排出路基。與普通瀝青混凝土路面相比，排水性瀝青混凝土因具有排水、抗滑、降噪、消霧、防濺等性能而被廣泛應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)。

2.2 排水性瀝青路面概述

作為一種新型的瀝青混凝土面層——排水性瀝青路面中的瀝青混合料的配置主要是參照了嵌擠的原理，主要目的在于能夠?qū)⒃冗^(guò)于單一的瀝青碎石構(gòu)建為骨架—空隙的結(jié)構(gòu)，從而保證路面在壓實(shí)后，空隙率保持在20%左右，從而在混合料的內(nèi)部形成排水通道，實(shí)現(xiàn)排水。如果是大空隙的瀝青混合料排水瀝青路面表層，在遭遇降雨時(shí)，雨水很容易滲入排水瀝青路面的內(nèi)部，然后通過(guò)其中的排水通道橫向排出，以達(dá)到消除路表水膜的作用。另外，排水瀝青路面還具有噪聲低、高抗滑，可顯著提高雨天行車安全的優(yōu)勢(shì)。

3 排水性瀝青混凝土路面性能特點(diǎn)分析

3.1 孔隙率

孔隙率作為排水性瀝青混合料滲透系數(shù)的控制指標(biāo)，直接影響到排水性瀝青混凝土路面的排水能力。研究表明，在相同條件下，骨料級(jí)配曲線與理論最大密度線的相似性決定了孔隙率的大小，孔隙率小于6%時(shí)，基本不排水，雨水通過(guò)面層滲入到下面層；孔隙率在8～15%時(shí)，混合料內(nèi)部孔隙呈連通狀態(tài)，滲水系數(shù)隨孔隙率增大有所增大，但增幅較小且存在滲水現(xiàn)象；孔隙率超過(guò)15%時(shí)，隨著孔隙率的增大，滲水系數(shù)急劇增加，說(shuō)明排水效果顯著提高。因此，排水性瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的最小孔隙率應(yīng)在15%以上比較合理。

3.2 滲水性

排水性瀝青混凝土路面雖然具有加大的排水表層空隙率，但由于厚度較薄，排水表層的底部為一層不透水封層，因此水分只能通過(guò)蓄積滲流的方式排出。在這種情況下，排水表層材料會(huì)由于含水量差異，其傳導(dǎo)水的能力不同。一般來(lái)說(shuō)，雨水滲入路面排水層主要有兩個(gè)階段：①由外界控制給水速率，如果在路面下滲能力范圍以內(nèi)，則入滲速率等于給水速率；②排水表層控制階段，由于排水表層飽和程度的增加，表層的傳導(dǎo)水能力逐漸減弱，在小于外界的給水速率時(shí)，部分雨水會(huì)通過(guò)路表綜合坡度排出路面，此時(shí)的入滲速率等于表層下滲能力。

3.3 混合料耐久性

排水性瀝青混凝土路面雖然具有良好的排水、防滑、降噪等特性，但由于內(nèi)部孔隙較大同時(shí)也會(huì)降低路面強(qiáng)度，加上外部使用環(huán)境因素的影響，結(jié)構(gòu)耐久性和功能性也會(huì)逐漸降低。

壓實(shí)溫度對(duì)于混合料的穩(wěn)定性和耐久性影響很大，應(yīng)當(dāng)盡量保證最低壓實(shí)溫度不低于150℃。瀝青60℃黏度、軟化點(diǎn)與排水性瀝青混合料的各項(xiàng)強(qiáng)度及耐久性指標(biāo)間表現(xiàn)出很好的正線性相關(guān)性。60℃黏度與各項(xiàng)性能指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)均在0.8以上。由此得出，應(yīng)把60℃黏度和軟化點(diǎn)作為控制瀝青性能的關(guān)鍵指標(biāo)，建議選用高黏度的改性瀝青作為排水性瀝青混合料的黏結(jié)料，以提高混合料的強(qiáng)度和耐久性能。

3.4 降噪特性

交通噪聲大部分源自輪胎與路面間空氣壓縮、泵吸作用。排水性瀝青混凝土路面內(nèi)部由于具有大量連通孔隙，從而為空氣流動(dòng)提供了通道，且噪聲在孔隙中多次反射消能，最終減少了對(duì)周圍環(huán)境的噪聲污染。

排水性瀝青混凝土路面具有很好的降噪效果，與普通密級(jí)配瀝青混凝土路面相比，排水性瀝青混凝土路面對(duì)于小汽車可降低噪聲4dB（A），對(duì)于重載汽車則可降低7dB（A）；與普通水泥混凝土路面相比可降低噪聲約7dB（A）；與具有表面涂層的彩色路面相比可降低噪聲約8dB（A）。

4 排水性瀝青混凝土路面的運(yùn)用實(shí)例分析

4.1 工程概況

某市地處北回歸線以南，屬于南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，其雨量非常充沛。該市某道路路為南山區(qū)的東西向主干道，設(shè)計(jì)其行車速度為60km/h，機(jī)動(dòng)車道是雙向六車道，主要功能是解決深港過(guò)境交通，緩解市區(qū)交通壓力。為解決雨天行車安全問(wèn)題，采用了排水性瀝青混凝土路面，路面空隙率達(dá)到20%，雨水能夠經(jīng)過(guò)內(nèi)部連通孔隙沿路面橫坡方向排向路側(cè)，通過(guò)預(yù)埋的排水管道引入雨水口。

4.2 結(jié)構(gòu)組合

本工程中采用的是排水性瀝青混凝土路面，設(shè)計(jì)路面的彎沉值是32（1/100mm）。經(jīng)過(guò)計(jì)算其結(jié)構(gòu)組合如下：

上面層：降噪透水層厚度為4cm；

中面層：SBS改性瀝青混凝土（AC-20）厚度設(shè)計(jì)為6cm；

下面層：粗粒式瀝青混凝土（AC-25）設(shè)計(jì)為8cm；

上基層：6%水泥穩(wěn)定石粉渣設(shè)計(jì)為30cm；

下基層：4%水泥穩(wěn)定石粉渣設(shè)計(jì)為20cm；

路面總厚：68cm。

基層頂面所澆灑的乳化瀝青起到透層的作用，而乳化瀝青標(biāo)號(hào)則采用的是PA-2，用量為0.7～1.5L/m2；上面層、中面層之間的黏層，則采用的是SBS改性乳化瀝青，用量為0.6～1.0L/m2；處于中面層、下面層之間的黏層則采用了PA-3型乳化瀝青，其用量為0.3～0.5L/m2。

排水管在路面端部預(yù)埋帶孔處設(shè)置時(shí)，排水管的兩端都要接入雨水口，而對(duì)排水管中所有的面層進(jìn)行施工時(shí)，為了確保路面的排水性能，形成健全的路面排水系統(tǒng)，使用的施工技術(shù)都是排水瀝青混凝土技術(shù)（見(jiàn)圖 2）。

4.3 排水性瀝青混凝土路面施工

4.3.1 原材料

原材料主要有以下四種：①粗集料，應(yīng)無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，保證干燥，有足夠的強(qiáng)度和耐磨耗性，與瀝青有良好的黏附性；②細(xì)集料，應(yīng)選用機(jī)制砂、石屑，保證干燥，表面潔凈，未被風(fēng)化，且無(wú)雜質(zhì)；③填料，對(duì)石灰?guī)r或者巖漿中基性較強(qiáng)的巖石進(jìn)行磨細(xì)處理，得到礦粉后再使用，除干凈原始料中的泥土雜質(zhì)，保持礦粉的干燥和潔凈；④高黏度改性瀝青，采用高黏度改性瀝青，其中基質(zhì)瀝青應(yīng)根據(jù)氣候條件、交通要求、路面類型，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗(yàn)選用，根據(jù)深圳地區(qū)的具體情況，設(shè)計(jì)選用70號(hào)A級(jí)基質(zhì)瀝青。

圖2 路面端部大樣圖（單位：cm）

4.3.2 施工工藝

（1）混合料的拌制

在拌制混合料時(shí)，采用的是間歇式拌和方式，在拌和過(guò)程中需要隨時(shí)采集各個(gè)傳感器所測(cè)定的材料用量、混合料拌和量、拌和溫度等相關(guān)參數(shù)，并盡可能隨拌隨用。拌合要求所有的礦料顆粒全部被瀝青裹覆，沒(méi)有花白料、團(tuán)塊或骨料分離的狀況。

（2）混合料攤鋪

攤鋪混合料之前需要在受料斗上涂刷隔離劑、防黏結(jié)劑，建議采用雙機(jī)聯(lián)鋪，鋪筑寬度控制在7.5m以內(nèi)，兩臺(tái)攤鋪機(jī)前后應(yīng)當(dāng)錯(cuò)開(kāi)約15m的距離，靠邊緣的攤鋪機(jī)應(yīng)當(dāng)走在前面，兩幅之間的寬度搭接控制在30～60mm。攤鋪的速度應(yīng)當(dāng)為1～3m/min，具體結(jié)合實(shí)際情況確定。攤鋪過(guò)程應(yīng)當(dāng)緩慢、均勻、連續(xù)不間斷、穩(wěn)定地?cái)備?，不能隨意變換速度或中途停頓，以提高混合料鋪層質(zhì)量。攤鋪后瀝青混合料溫度控制在155～170℃之間。

（3）混合料碾壓

碾壓總的原則是“緊跟、少水、勻速、慢壓”。初壓和復(fù)壓階段須采用靜力鋼輪壓路機(jī)，終壓階段可采用靜力膠輪壓路機(jī)，保持碾壓輪的清潔，及時(shí)清理沾輪的混合料。

使用靜力鋼輪壓路機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)控制壓路機(jī)輪跡重疊寬度在20cm以上。壓實(shí)過(guò)程中，壓路機(jī)應(yīng)當(dāng)少噴水，噴水則應(yīng)當(dāng)呈霧狀。如果存在超高路段的碾壓施工，則應(yīng)當(dāng)從低的一側(cè)開(kāi)始，向高的一邊碾壓。碾壓的速度、遍數(shù)，均需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)情況來(lái)確定，便民超壓和漏壓。碾壓結(jié)束后應(yīng)在路面溫度大幅度下降之后開(kāi)放交通，其溫度一般控制在50℃以下。

5 結(jié)束語(yǔ)

在道路施工中，采用排水性瀝青混凝土路面，設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)易，技術(shù)的可行性較高，且便于施工，因而在我國(guó)南方多雨地區(qū)進(jìn)行使用具有較高的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。實(shí)際施工中，排水性瀝青混凝土路面的空隙率較大，含有的骨料的粒徑較大，所以必須嚴(yán)格控制施工工藝，從而保證路面的排水功能。

[1]湯 濤.排水性瀝青混凝土路面施工技術(shù)分析[J].四川水泥，2015（8）：278.

[2]熊向輝.結(jié)合工程實(shí)例淺析排水性瀝青混凝土路面[J].江西建材，2014（22）：182.

[3]范華斌.OGFC排水性瀝青混凝土路面的施工技術(shù)淺析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（9）：109.

U416.2

A

1004-7344（2016）21-0146-02

2016-7-10

李祥（1981-），男，工程師，主要從事工程建設(shè)和安全管理工作。