市政道路透水瀝青混凝土施工技術(shù)分析

(周口市市政管理處，河南 周口 466000)

1 透水性路面的作用

伴隨我國城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，城市人口越來越多，工廠和車輛產(chǎn)生的熱量日益增多，同時，居民的生活用能也隨之增加，進(jìn)一步加重了城市“熱島效應(yīng)”。基于城市文明建設(shè)需求，原本裸露的自然土壤被人工混凝土路面硬化，阻礙了雨水下滲，甚至導(dǎo)致城市積水問題嚴(yán)重，當(dāng)每年雨季來臨之時，時常聽到“城市看?！钡男旅~。透水性路面具有良好的透水性能，能夠快速消除道路、廣場積水問題。將透水瀝青混凝土鋪筑于城市道路，可起到以下作用。

1)雨水滲透作用。通過透水性路面可保證自然下落的雨水直接下滲到地表，緩解城市排水系統(tǒng)的壓力。

2)減小熱島效應(yīng)。水的比熱容相對較大，在蒸發(fā)過程中，水將會吸收大量熱量，同時，也會將部分路面表層的熱量帶走。夏季高溫時節(jié)，相比傳統(tǒng)瀝青混凝土路面，透水瀝青混凝土路面溫度更低。

3)降低路面徑流污染。一般情況下，透水路面都會與海綿生態(tài)植草溝等一起設(shè)置，當(dāng)徑流水從其流過時，很大程度上將大幅降低路面徑流污染，起到凈化水體的作用。

2 工程概況

某市政道路原路面采用不透水鋪裝，即水泥混凝土路面，為雙向6車道，在通車運(yùn)營多年之后，路面出現(xiàn)了嚴(yán)重的破損現(xiàn)象，基于“海綿城市”建設(shè)理論，為滿足路面排水及降噪需求，決定在舊水泥混凝土路面上加鋪一層透水瀝青混凝土，路面結(jié)構(gòu)形式為4 cmOGFC透水瀝青混凝土+0.2 cmSBS改性瀝青防水層+8 cmAC-25瀝青混凝土+1 cm橡膠瀝青應(yīng)力吸收層+原水泥混凝土路面。

3 市政道路透水瀝青混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 原材料選擇

瀝青結(jié)合料：透水瀝青混凝土內(nèi)粗集料較多，PAC強(qiáng)度多通過結(jié)合料粘結(jié)作用形成，因此，此部位路面承載力較差。為此，在選擇瀝青材料時，可采用高黏度改性瀝青，從而提高瀝青混合料的使用性能。

粗集料：當(dāng)集料粒徑在2.36 mm以上時，便可稱為粗集料。在PAC內(nèi)粗集料含量較高，基本超過80%，通過粗集料之間的相互嵌擠，可構(gòu)成混合料骨架—空隙結(jié)構(gòu)。根據(jù)工程需要，可采用玄武巖作為粗集料，并選擇2種不同規(guī)格，即5～10 mm，10～15 mm，保證材料堅硬、潔凈、無雜質(zhì)，且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

細(xì)集料：細(xì)集料是指粒徑在0.075～2.36 mm的集料，在PAC內(nèi)承受荷載的主骨架為粗集料，因此，細(xì)集料用量較少，可采用天然砂、機(jī)制砂或石屑等作為細(xì)集料。根據(jù)本工程實(shí)際情況，本文采用0～5 mm的石灰?guī)r，且保證材料堅硬、潔凈、無雜質(zhì)。

礦粉：瀝青混合料內(nèi)，礦粉主要充當(dāng)集料和瀝青材料的粘結(jié)劑，保證瀝青能夠吸附在集料表面，從而形成瀝青結(jié)合料，并達(dá)到粘附粗細(xì)集料的目的。一般情況下，可采用磨細(xì)后的石灰石粉、水泥、消石灰等作為PAC內(nèi)的礦粉，且保證其各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足相關(guān)規(guī)范要求。

3.2 配合比設(shè)計

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范制度要求，結(jié)合以往工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本工程采用OGFC-13級配，級配設(shè)計如表1所示，并通過馬歇爾試驗(yàn)，獲取5.0%為最佳瀝青用量。

表1 OGFC-13級配設(shè)計

3.3 施工流程

3.3.1 拌和

拌和施工前，先根據(jù)選定的級配和最佳瀝青用量進(jìn)行試拌，待確定各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計要求之后，便可進(jìn)行正式拌和施工，要求拌和過程中，各檔集料的用量偏差必須控制在0.3%以內(nèi)。此外，在整個拌和施工中，還要做好拌和溫度和拌和時間的控制，根據(jù)施工具體情況，瀝青加熱溫度可控制在170 ℃～180 ℃，集料加熱溫度可控制在165 ℃～185 ℃。拌和時，采用“干+濕”拌法，干拌時間為20 s左右，濕拌時間為45s左右，整體拌和時間約65 s，待混合料拌和后，應(yīng)防止出現(xiàn)花白、離析等問題。

3.3.2 運(yùn)輸

根據(jù)施工要求，可采用自卸汽車運(yùn)送瀝青混合料，應(yīng)根據(jù)攤鋪能力、運(yùn)輸距離等條件合理確定運(yùn)輸車數(shù)量。為避免材料和車廂粘黏，可將一層隔離劑均勻涂抹到車廂底板和側(cè)板上面。此外，還需按照“前-后-中”的順序完成裝料，從而防止瀝青混合料離析。為保證運(yùn)輸過程中混合料溫度滿足設(shè)計要求，減少熱量損失，可覆蓋篷布進(jìn)行保溫、防污染。

3.3.3 攤鋪

攤鋪前，需提前30～60 min預(yù)熱攤鋪機(jī)，并加熱到100 ℃以上，可采用2臺攤鋪機(jī)同時攤鋪，保持安全間距，避免碰撞。此外，要保證攤鋪連續(xù)施工，并做好攤鋪速度控制，即2.5～3.5 m/min，保持勻速、緩慢前行，當(dāng)攤鋪距離達(dá)到15 m左右時，可對混凝土厚度、高程、橫坡等指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)檢查，待保證質(zhì)量合格后，便可繼續(xù)進(jìn)行攤鋪施工。為避免攤鋪過程中溫度消散過快，導(dǎo)致后期碾壓施工困難，必須在165 ℃～175 ℃控制攤鋪。除此之外，需要做好透水管路的保護(hù)工作，避免透水管眼被瀝青混凝土堵塞。

3.3.4 壓實(shí)

為保證壓實(shí)效果，可采用靜壓法進(jìn)行碾壓施工，壓路機(jī)應(yīng)緊隨攤鋪機(jī)進(jìn)行施工，初壓時，將碾壓速度控制在2.0 ～2.5 km/h，碾壓溫度則控制在140 ℃～165 ℃；復(fù)壓時，碾壓速度可控制在3.0～3.5 km/h，溫度可控制在110 ℃～125 ℃；終壓時，碾壓速度控制在2.0～3.0 km/h，溫度控制在70 ℃以上。為避免瀝青混合料在碾壓過程中粘附車輪，可事先將一層稀釋液均勻涂抹到車輪上，從而保證碾壓施工質(zhì)量。

4 市政道路透水瀝青混凝土施工應(yīng)用效果

為檢驗(yàn)透水混凝土路面施工質(zhì)量，本文采用OGFC瀝青路面和普通瀝青路面(AC-13路面)對比分析的方式，利用各項(xiàng)試驗(yàn)如滲水試驗(yàn)、抗滑試驗(yàn)、噪音測試等對路面的排水、抗滑、降噪效果進(jìn)行了評價與分析。

4.1 滲水試驗(yàn)

按照施工現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，測點(diǎn)選擇10個，檢測結(jié)果如表2所示。

表2 滲水試驗(yàn)檢測結(jié)果

由此可見，相比普通瀝青路面，OGFC瀝青路面的透水性能更好，通過10個測點(diǎn)檢測的數(shù)據(jù)可知，OGFC瀝青路面的滲水系數(shù)平均值可達(dá)到1 202.5 ml/s，在設(shè)計值1 000 ml/s以上。而普通瀝青路面的滲水系數(shù)卻很低，平均值僅為70.7 ml/s。此外，在路面孔隙率方面，OGFC路面明顯高于普通瀝青路面，本工程試驗(yàn)所采用的試件，OGFC路面的孔隙率為21.6%，普通瀝青路面的孔隙率為4.5%，相比之下，高孔隙率更有助于路面排水。

4.2 抗滑試驗(yàn)

一般情況下，需在干燥、潮濕及潤濕的環(huán)境下，測定試驗(yàn)段的摩擦系數(shù)，按相關(guān)測試規(guī)程規(guī)定，干燥條件下溫度為20 ℃，路面潮濕環(huán)境下，有0.03 m水膜，潤濕環(huán)境下，路面有0.5 mm水膜。檢測結(jié)果表明：OGFC排水路面在3種不同路面條件下的摩擦系數(shù)測試結(jié)果為：路面干燥(20 ℃)：97.6；路面潮濕(0.03 mm)：80.1；潤濕(0.5 mm)：78.9。AC-13路面在3種不同路面條件下的摩擦系數(shù)測試結(jié)果為路面干燥(20 ℃)：75.6；路面潮濕(0.03 mm)：68.1；潤濕(0.5 mm)：64.5。

由此可見，在3種不同路面條件下，OGFC排水路面的摩擦系數(shù)更優(yōu)于普通瀝青路面。特別是在路面有水的情況下，OGFC排水路面能夠更快地排除積水，保證路面和輪胎充分接觸，增強(qiáng)其抗滑能力。

同時，當(dāng)路面條件從潮濕(0.03 mm)轉(zhuǎn)化為潤濕(0.5 mm)時，對比2種路面摩擦系數(shù)降幅，OGFC排水路面降幅較小，僅為1.5%，但是普通瀝青路面的降幅卻相對較大，可達(dá)到5.3%。其主要原因在于OGFC瀝青混合料屬于相互連通孔隙的開級配，具有良好的透水性能。在車輛荷載作用下，路面積水將迅速從多孔結(jié)構(gòu)排除，且不會產(chǎn)生或不易產(chǎn)生水漂、水霧等情況，因此，對摩擦系數(shù)影響不大。

4.3 噪音測試

為檢測透水瀝青混凝土路面的降噪能力，本測試采用了DT28852 型噪音計設(shè)備，在車速40 km/h、60 km/h、80 km/h的3種形式下進(jìn)行最大噪音測試，并對比普通瀝青路面的噪音情況，具體結(jié)果如表3所示。

表3 最大噪音檢測結(jié)果

通過表3可知，在3種不同車速條件下，OGFC路面的最大噪音值均低于普通瀝青路面，伴隨車速的不斷增加，OGFC路面的降噪效果越好。其主要原因在于OGFC路面的孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，可達(dá)到多孔吸聲材料的效果。此外，因?yàn)檩喬サ撞康目諝鈮嚎s后釋放產(chǎn)生的“氣爆”音通過連通孔隙能夠使壓縮空氣逐步減弱或消散，從而有效抑制“氣爆”音的產(chǎn)生。由此可見，OGFC路面具有良好的降噪效果。

5 結(jié)語

作為一種功能性路面，透水性路面是一種內(nèi)部存在空隙的混凝土路面，當(dāng)雨水自然下落時，通過透水性路面雨水可迅速滲入土壤，并在水的蒸發(fā)作用下，快速吸收路面表層熱量，一定程度上可達(dá)到降低路表溫度，緩解城市“熱島效應(yīng)”的作用。為此，推廣及應(yīng)用透水瀝青混凝土路面，可改善城市道路狀況，提高路面抗滑、降噪、排水效果。