浅谈环境友好型沥青混凝土路面及其推广应用

2019-03-28

福建质量管理 2019年6期

(1.武汉工程大学邮电与信息工程学院湖北武汉 430074) 2.中国公路工程咨询集团有限公司北京 100089)

一、引言

(一)定义。环境友好型沥青混凝土路面是在传统沥青混凝土路面的基础上，赋予其更多的功能，以达到节能环保及行车的要求[1]。沥青混凝土路面凭借着其表面平整、行车舒适、施工期短、养护维修简便等诸多优点在国内外得到广泛应用。

(二)环境友好型路面与传统路面联系与区别。两者的设计目标相同，均是保证路基路面强度、稳定及耐久性。侧重点不同，传统沥青路面是密实、不透水、均一的路面材料，主要从受力角度考虑结构的功能性和耐久性。环境友好型路面可以是多孔、透水、非均一的路面材料，主要在满足其受力要求的基础上从物理、化学角度考虑路面的功能性，如蓄水、降噪、降低道路温度等。

二、路面类型简介

(一)透水路面。透水路面是一种以较大空隙率混合料作为路面结构层的路面。透水路面允许路表水进入路面甚至路基。传统级配沥青路面几乎不透水，透入地下的雨水量减少，大部分降雨均通过排水系统排走，不能有效补充地下水；雨天路面积水难以及时排走，降低了道路行车舒适度和安全性；大降雨时，地表径流量急剧增高，易出现峰值，加重城市排水负担，影响人们生活和居住；地表水经过较长路径才能进入排水系统，在这个过程中，雨水会携带大量城市地表污染物，易造成水资源的二次污染[2,3]。

(二)低噪声路面。低噪声路面是具有降噪功能的路面。有多孔性沥青路面、多孔水泥路面、橡胶沥青路面、SMA路面、超薄沥青混凝土面层及多孔弹性沥青路面等多种类型。多孔性沥青路面通常认为是空隙率大于15%的沥青路面，除了具有常规的路用性能外还侧重于降噪的设计，同时又能兼顾排水，因此又称为排水性沥青路面；侧重于抗滑、安全性能设计的多孔性沥青路面又称为抗滑磨耗层或者开级配沥青磨耗层。

(三)低吸热路面。低吸热路面常见形式有保水式路面、遮热式路面、热阻式路面。保水式路面是在大孔隙沥青路面的空隙中填充保水性材料，使其成为具有吸水并保水性能的特殊的路面结构。遮热式路面是采用热反射涂层技术，改变沥青路表面的热辐射吸收特性，把太阳辐射的能量反射回去，减弱热能在沥青混合料中的积累，降低沥青路面的温度。热阻式路面是选用导热系数小的矿料代替混合料中的普通矿料，阻碍或减少热量向路面内部传递，从而降低沥青路面整体温度的地面铺装。

三、推广及应用

(一)透水路面。透水路面在国外应用广泛。美国的透水路面起初采用的是原土壤+碎石储水层+碎石过滤层+开级配多孔沥青层的结构形式。但是，由于土颗粒极易堵塞结构层空隙而未能广泛应用。

我国研究透水路面相对较晚，应用也集中在中、轻交通[4]。目前，国内对于透水路面的研究更多地是透水材料本身，关于透水沥青路面结构的研究相对较少，有待深入。实践证明，透水沥青路面设计简单、施工方便，在我国应用是可行的。特别是南方多雨地区，推广应用价值较高[5]。在透水路面应用过程中，仍有问题需要解决，如：沥青快速老化、剥落、水净化等。

(二)低噪声路面。多孔性沥青路面在欧洲、美国等发达国家已经发展多年，主要针对排水性能展开，降噪仅作为一个附属功能被研究。法国通过制作模型研究路面声学性能，证实了多孔性沥青路面降噪性能。纤维素的加入使车辙性能得到改善。英国、荷兰等国也对多孔路面进行了研究，通过加入石灰填料、使用聚合物改性沥青和纤维等改善多孔路面性能。多孔性低噪声沥青路面在我国先后应用于城市道路和公路中。比较典型的是杭—金公路萧山段铺筑的1km全幅多孔性低噪声沥青路面，其空隙率接近22%，不同车速条件下干燥路面的降噪量为5.3-8.75db(A)[6]。

国内外对多孔路面的研究重点多在排水性能上，且主要集中在对材料的试验研究方面，对于降噪性能的研究相对较少[7]。此外，沥青路面微观结构特性与路面声学性能之间的内在关联有待研究[8]。

(三)低吸热路面。保水式路面主要是将矿物质系保水材料、聚合物系保水材料应用于道路工程中。遮热式路面研究的重点在于隔热涂料的配方及性能。美国、西欧、日本等国家相继研制出能够反射太阳辐射的热反射图层[9]。国内已有隔热涂料配方的公开专利。具有一定降温效果，但户外耐候性较差，应用不太广泛。热阻式路面主要是采用导热系数小的材料替换部分集料，德国应用煅烧铝矶土石料铺筑沥青路面技术[10]；瑞典尝试矽晶泡沫颗粒作为路面绝缘材料；国内代表性的是哈工大采用陶粒应用到超薄磨耗层中来解决车辙问题[11],他们认为掺加后热阻值比普通沥青混合料提高30%左右。

(四)其他。关于除冰雪路面、反光路面的研究在国外研究起步较早。主要从物理、化学方面改善道路的结冰性能[12]及反光性能。目前这种特殊的路面多用于局部特殊路段，如十字交叉口、能见度较低的路段。