排水性沥青路面的研究综述
2017-06-15谭源福
谭源福
摘 要 本文综合国内外文献概述了排水性沥青路面的含义,介绍了排水性沥青路面的工作原理和研究应用情况,总结了原材料的技术要求以及发展趋势。
关键词 排水性沥青路面空隙率工作原理发展应用
中图分类号:U416. 217 文献标识码:A
0前言
排水性沥青路面,也就是我们所说的透水性沥青路面。它是一种新型沥青混凝土面层,指的是在压实过后孔隙率在20%左右,并且可以在混合料的内部形成排水通道。它的本质是单一粒径碎石按照嵌挤原理形成的骨架空隙结构的开级配磨耗层。
1工作原理
排水性路面与普通路面的区别在于排水性路面的面层允许雨水的渗入,然后通过内部的连通通道侧向流动,再经由路边的排水设施排出。所以,要做到將内部水排出必须具备孔隙大的沥青混合料、边缘的排水设施、横向坡度的坡差以及面层和基层之间要有良好的防水层。
2研究应用情况
2.1欧洲排水性沥青路面研究情况
欧洲是较早研究排水性沥青混合料的。其在20世纪60年代就开始使用排水性路面,德国在1960年首次使用这种路面。
20世纪80年代排水性路面开始在英国、法国、意大利流行起来。欧洲各国起初使用的排水路面厚度在40—50mm左右,之后他们不仅加厚了结构层的厚度而且增大了矿料的粒径尺寸,目的是为了提升排水路面的排水降噪能力。
2.2美国排水性沥青路面研究情况
20世纪30年代美国就开始使用开级配抗磨耗层OGFC。到了40年代,这种类型的磨耗层在美国各州都频繁出现。
1974年,联邦高速公路局提出了一套OGFC的配合比设计方法。为了提高路面的抗滑能力,选用了粒径较小的矿料,最大的也只有16mm。抗滑能力提高的同时,其排水能力却下降了,遭遇到大暴雨时,经常会有雨水从路表面排出。其他各州在使用OGFC时,也没有达到预期的成效。近年来,美国一直不断更改其级配类型和沥青的种类来改良OGFC。
2.3我国排水性沥青路面研究情况
20世纪80年代我国参照美国的OGFC的技术,引入了排水性沥青路面技术。主要是为了改善高速公路的抗滑性能和排水性。
2000年前我国的研究仅限于室内阶段,同济大学等研究单位对排水路面的级配和路用性能作了初步的研究,获得了一定的研究成果。
2003年我国出现了第一个大规模使用排水性沥青路面的工程,是由陕西省和日本公司合作的在陕西机场铺设的一条长约18km的排水性沥青路面。
2008年我国目前最大规模的排水性沥青路面实体工程在宁杭二期高速公路开始修筑,对我国排水性沥青路面的推广起了极大的示范和推广作用。
2.4日本排水性沥青路面研究情况
日本在20世纪80年代引进了排水性沥青路面的技术。为了突破研究上的难题,日本多家土木研究所进行室内试验,并铺筑了大量实验路段。日本许多城市道路铺筑排水性路面主要是为了降低汽车的噪声。
3原材料的技术要求
3.1沥青的技术要求
因为排水性沥青的混合料空隙率较大,易受到外界环境的影响,所以沥青应该具有较高的黏度,较好的抗老化性能。日本道路协会在“排水性铺装技术指针中”指出应该选用高粘度的改性沥青,这样可以增加沥青与集料的粘结力,防止骨料在车轮荷载的作用下飞散,进而提高沥青的耐久性。
普通沥青混合料在耐天候性上,要求集料外包裹具有一定的厚度的沥青薄膜;抗剥落性上要求沥青和集料应具有良好的粘附力;耐流动性上要求不易产生车辙。高粘度改性沥青在耐天候性上要耐久性强;抗剥落性上要求高抗剥离性;耐流动性上要使用软化点较高的沥青。
3.2矿料的技术要求
在排水性混合料中,粗集料占据集料的一大部分,所以它的形状、级配和性质对混合料的性能起到很重要的作用。
排水性沥青混合料中的粗集料不仅要承担嵌挤作用,而且要有足够的耐磨性能。因此粗集料应该均匀、洁净、干燥,破碎面多,并且具有很高的强度、耐磨耗型、抗冻性、耐腐蚀性、抗冲击性以及与沥青良好的粘附性。
排水性沥青混合料中的细集料含量很少,只占集料总量的5%--15%。其质量技术应满足《公路沥青路面施工技术规范》的要求。规格上,要求2.36mm具有95%以上的通过率,并有连续的级配组成。此外细集料也应保证洁净、干燥、无风化,与沥青具有良好的粘结能力。
排水性沥青混合料的填料要求采用石灰岩矿粉,矿粉应保证洁净、干燥。
3.3外加剂的技术要求
排水性沥青路面的沥青含量通常高于普通的密集配沥青路面,且空隙率较大,为了避免其在运输、铺筑过程中出现离析和流淌的问题,选用适当的外加剂加以改善,可以防止上述问题的发生。
纤维添加剂的主要质量指标为:木质素含量:79%--80%;PH值:7.5;颗粒长度:2—8mm;颗粒厚度:5mm;常温下呈松散絮状。
4发展趋势
排水性沥青路面得益于其排水,抗滑,降噪等优点,在全世界大规模使用。我国虽然起步较晚,但是近几年的建设脚步明显加快。在引进技术的同时,我们必须和当地的实际结合起来,有针对性的进行施工和设计,总结经验,进一步加大排水性沥青路面在我国的普及和应用。未来排水性沥青路面会在高性能面层结构,桥面铺装,长大纵坡上有更深层次的应用。
在市场的带动下和人们对于路面行驶舒适性的需求,排水性沥青路面的研究和铺筑一定会成为人们关心的热点。
参考文献
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