国内外排水沥青路面应用研究*
2012-10-20南京交通职业技术学院谢剑康李艳萍
南京交通职业技术学院 谢剑康 李艳萍
国内外排水沥青路面应用研究*
南京交通职业技术学院 谢剑康 李艳萍
排水性沥青路面自21世纪80年代中期使用,目前在荷兰、比利时、法国、澳大利亚和意大利等国家的高速公路上较为常见。近年来,国内排水沥青路面也越来越多。本文,笔者主要对排水沥青在国内外路面中的应用进行研究,以期能为排水沥青路面的进一步推广提供参考。
一、排水沥青路面的性能
排水沥青路面在美国被称为OGA(Open Graded Asphalt)或OGFC(Open Graded Friction Course),在日本被称为排水沥青混凝土路面,在欧洲被称为多孔隙沥青混合料(Porous Asphalt Mixture),在我国的相关规范中则被称为OGFC混合材料。排水沥青内部孔隙率相对较大,路表水可以快速通过孔隙较大的沥青上面层往下面层渗流,再由下面层表面向道路两侧横向排出。排水沥青路面可以能降低路面噪声,增加路面安全性能,尤其是在雨天,大的孔隙将路表雨水迅速排除掉,可以防止路面产生飞溅和喷雾等问题,以及降低路面光线的反射,增加路面雨天的能见度,提高了路面安全性。
二、国内排水性沥青路面的研究现状
目前,国内对排水沥青路面的研究较少,虽然也铺筑了试验路段,但尚处于初始阶段,与世界发达国家相比,差距明显。20世纪90年代初,国内开始对排水沥青路面进行了尝试性研究,并铺设了一些试验路段。如,在牛背到宝鸡高等级公路铺筑的单幅840m的排水沥青路面、金华到杭州的公路31—32 K处的试验路段、苏锡高速公路无锡段、西安机场高速公路修建的长约18 km的排水性路面(此项目是日本大有公司与陕西咸阳合作的)、北京劲松路的改造工程中也部分采用了排水性沥青路面、盐通高速公路铺设的长18 km的排水性沥青路面、杭州万松岭隧道(杭州第一条排水性路面)、交通部西部交通建设科技项目(山区公路沥青面层排水技术的研究)在宁杭二期句容段铺设的排水性沥青路面等。这些试验路段的铺设为排水性沥青路面的发展打下了良好的基础。同时,这也为我国排水性沥青路面的发展应用提供了重要的参考价值。
三、国外排水性沥青路面的研究现状
1.日本的研究现状。日本于1991年开始改建原有的高速公路密级配铺装。考虑当地气候条件及其他因素,日本规定新建高速公路路面都必须铺筑高性能排水路面。目前,日本的高性能排水路面占通车总里程的15%。相关研究结果表明,铺筑高性能排水路面后,可以有效降低3~5 dB的噪声,即使交通量增加1倍,产生的噪声与原来密级配路面交通量产生的噪声相等。
2.美国的研究现状。美国是较早研究并使用排水沥青路面的国家之一,早在1973年就已开始推广使用排水沥青路面。到1982年末,美国共铺设此类路面近1.6万km,且大多铺设在交通流量比较大的州际公路上。虽然各州的气候环境和交通组成情况大不相同,但混合料一般采用40/60或者80/100号沥青,道路路面铺设厚度大多为1.9 cm,路面孔隙率一般控制在15%左右。美国国内的使用结果表明,交通流量与下承层的质量决定了排水沥青路面的耐久性,通常可按7~12年考虑。保证排水沥青路面性能的关键是良好的设计和施工。
3.欧洲的研究现状。欧洲部分国家从20世纪70年代开始对排水沥青路面进行研究。本文,笔者以几个主要的欧洲国家为例,对其研究现状进行分析。
(1)法国的研究现状。法国是铺设排水沥青路面增长幅度最快的国家之一,每年以4.1万m2的速度递增。法国对排水沥青路面降低噪音的功能研究较多。相关试验结果表明,4~5 cm厚的多孔性沥青路面可降低噪声3~6 dB。鉴于该材料具有较好的降噪性能,某些路段甚至可以不用设置隔音屏障。
(2)比利时的研究现状。比利时自1979年开始铺设排水沥青路面,截至1988年末,铺设路面总面积就已超过200万m2。采用的沥青混合料配合比是:矿粉5%、石屑12%、碎石83%,采用针入度为80/100级的沥青,用量为4%~5%。并且,在沥青混合料中添加一定量的木质素纤维,改良混合料性能,以达到提高磨耗层耐久性、稳定性的目的,从而保证路面的使用寿命。
(3)荷兰的研究现状。荷兰年降水量在700mm左右,对道路排水要求比较高。早在1972年,荷兰就已对排水沥青路面展开研究,铺设的沥青排水路面采用的沥青针入度控制在80~100,孔隙率控制在20%,铺设厚度为50mm。为了提高沥青材料对石料的裹覆能力,在拌和时加入适量石灰填料。相关研究结果表明,路面在保持干燥情况下,行车所产生的噪声可降低3 dB,路面在潮湿情况下可降低8 dB;该路面还能有效防止雨天打漂等现象,减少交通事故,提高雨天行车安全性。
(4)英国的研究现状。1984年,英国开始铺设试验路段,主要是为了研究排水沥青路面的降噪功能和使用性。在室内试验和试验路段铺设时,沥青结合料一般采用100号沥青、EVA改性沥青和橡胶改性沥青。有的在混合料里加纤维,有的不加纤维;但加纤维和不加纤维均掺加2%的消石灰,磨耗层厚度一般控制在45mm,下层沥青混凝土厚350mm,磨耗层的孔隙率一般控制在20%左右。
国外对于排水沥青路面的研究起步较早,目前技术较为成熟,应用也较为广泛。但排水沥青路面由于孔隙较大,路表面的开口孔隙容易被杂物堵塞,从而降低排水能力,因此路面对环境和使用保养的要求较高。
南京交通职业技术学院院级科研基金项目(JY1112)。