市政道路透水沥青混凝土施工技术分析

(周口市市政管理处，河南 周口 466000)

1 透水性路面的作用

伴随我国城镇化建设进程的不断加快，城市人口越来越多，工厂和车辆产生的热量日益增多，同时，居民的生活用能也随之增加，进一步加重了城市“热岛效应”。基于城市文明建设需求，原本裸露的自然土壤被人工混凝土路面硬化，阻碍了雨水下渗，甚至导致城市积水问题严重，当每年雨季来临之时，时常听到“城市看海”的新名词。透水性路面具有良好的透水性能，能够快速消除道路、广场积水问题。将透水沥青混凝土铺筑于城市道路，可起到以下作用。

1)雨水渗透作用。通过透水性路面可保证自然下落的雨水直接下渗到地表，缓解城市排水系统的压力。

2)减小热岛效应。水的比热容相对较大，在蒸发过程中，水将会吸收大量热量，同时，也会将部分路面表层的热量带走。夏季高温时节，相比传统沥青混凝土路面，透水沥青混凝土路面温度更低。

3)降低路面径流污染。一般情况下，透水路面都会与海绵生态植草沟等一起设置，当径流水从其流过时，很大程度上将大幅降低路面径流污染，起到净化水体的作用。

2 工程概况

某市政道路原路面采用不透水铺装，即水泥混凝土路面，为双向6车道，在通车运营多年之后，路面出现了严重的破损现象，基于“海绵城市”建设理论，为满足路面排水及降噪需求，决定在旧水泥混凝土路面上加铺一层透水沥青混凝土，路面结构形式为4 cmOGFC透水沥青混凝土+0.2 cmSBS改性沥青防水层+8 cmAC-25沥青混凝土+1 cm橡胶沥青应力吸收层+原水泥混凝土路面。

3 市政道路透水沥青混凝土施工技术要点

3.1 原材料选择

沥青结合料：透水沥青混凝土内粗集料较多，PAC强度多通过结合料粘结作用形成，因此，此部位路面承载力较差。为此，在选择沥青材料时，可采用高黏度改性沥青，从而提高沥青混合料的使用性能。

粗集料：当集料粒径在2.36 mm以上时，便可称为粗集料。在PAC内粗集料含量较高，基本超过80%，通过粗集料之间的相互嵌挤，可构成混合料骨架—空隙结构。根据工程需要，可采用玄武岩作为粗集料，并选择2种不同规格，即5～10 mm，10～15 mm，保证材料坚硬、洁净、无杂质，且各项技术指标满足规范要求。

细集料：细集料是指粒径在0.075～2.36 mm的集料，在PAC内承受荷载的主骨架为粗集料，因此，细集料用量较少，可采用天然砂、机制砂或石屑等作为细集料。根据本工程实际情况，本文采用0～5 mm的石灰岩，且保证材料坚硬、洁净、无杂质。

矿粉：沥青混合料内，矿粉主要充当集料和沥青材料的粘结剂，保证沥青能够吸附在集料表面，从而形成沥青结合料，并达到粘附粗细集料的目的。一般情况下，可采用磨细后的石灰石粉、水泥、消石灰等作为PAC内的矿粉，且保证其各项性能指标均能满足相关规范要求。

3.2 配合比设计

根据现行规范制度要求，结合以往工程实践经验，本工程采用OGFC-13级配，级配设计如表1所示，并通过马歇尔试验，获取5.0%为最佳沥青用量。

表1 OGFC-13级配设计

3.3 施工流程

3.3.1 拌和

拌和施工前，先根据选定的级配和最佳沥青用量进行试拌，待确定各项指标均能达到设计要求之后，便可进行正式拌和施工，要求拌和过程中，各档集料的用量偏差必须控制在0.3%以内。此外，在整个拌和施工中，还要做好拌和温度和拌和时间的控制，根据施工具体情况，沥青加热温度可控制在170 ℃～180 ℃，集料加热温度可控制在165 ℃～185 ℃。拌和时，采用“干+湿”拌法，干拌时间为20 s左右，湿拌时间为45s左右，整体拌和时间约65 s，待混合料拌和后，应防止出现花白、离析等问题。

3.3.2 运输

根据施工要求，可采用自卸汽车运送沥青混合料，应根据摊铺能力、运输距离等条件合理确定运输车数量。为避免材料和车厢粘黏，可将一层隔离剂均匀涂抹到车厢底板和侧板上面。此外，还需按照“前-后-中”的顺序完成装料，从而防止沥青混合料离析。为保证运输过程中混合料温度满足设计要求，减少热量损失，可覆盖篷布进行保温、防污染。

3.3.3 摊铺

摊铺前，需提前30～60 min预热摊铺机，并加热到100 ℃以上，可采用2台摊铺机同时摊铺，保持安全间距，避免碰撞。此外，要保证摊铺连续施工，并做好摊铺速度控制，即2.5～3.5 m/min，保持匀速、缓慢前行，当摊铺距离达到15 m左右时，可对混凝土厚度、高程、横坡等指标进行详细检查，待保证质量合格后，便可继续进行摊铺施工。为避免摊铺过程中温度消散过快，导致后期碾压施工困难，必须在165 ℃～175 ℃控制摊铺。除此之外，需要做好透水管路的保护工作，避免透水管眼被沥青混凝土堵塞。

3.3.4 压实

为保证压实效果，可采用静压法进行碾压施工，压路机应紧随摊铺机进行施工，初压时，将碾压速度控制在2.0 ～2.5 km/h，碾压温度则控制在140 ℃～165 ℃；复压时，碾压速度可控制在3.0～3.5 km/h，温度可控制在110 ℃～125 ℃；终压时，碾压速度控制在2.0～3.0 km/h，温度控制在70 ℃以上。为避免沥青混合料在碾压过程中粘附车轮，可事先将一层稀释液均匀涂抹到车轮上，从而保证碾压施工质量。

4 市政道路透水沥青混凝土施工应用效果

为检验透水混凝土路面施工质量，本文采用OGFC沥青路面和普通沥青路面(AC-13路面)对比分析的方式，利用各项试验如渗水试验、抗滑试验、噪音测试等对路面的排水、抗滑、降噪效果进行了评价与分析。

4.1 渗水试验

按照施工现行标准规范，测点选择10个，检测结果如表2所示。

表2 渗水试验检测结果

由此可见，相比普通沥青路面，OGFC沥青路面的透水性能更好，通过10个测点检测的数据可知，OGFC沥青路面的渗水系数平均值可达到1 202.5 ml/s，在设计值1 000 ml/s以上。而普通沥青路面的渗水系数却很低，平均值仅为70.7 ml/s。此外，在路面孔隙率方面，OGFC路面明显高于普通沥青路面，本工程试验所采用的试件，OGFC路面的孔隙率为21.6%，普通沥青路面的孔隙率为4.5%，相比之下，高孔隙率更有助于路面排水。

4.2 抗滑试验

一般情况下，需在干燥、潮湿及润湿的环境下，测定试验段的摩擦系数，按相关测试规程规定，干燥条件下温度为20 ℃，路面潮湿环境下，有0.03 m水膜，润湿环境下，路面有0.5 mm水膜。检测结果表明：OGFC排水路面在3种不同路面条件下的摩擦系数测试结果为：路面干燥(20 ℃)：97.6；路面潮湿(0.03 mm)：80.1；润湿(0.5 mm)：78.9。AC-13路面在3种不同路面条件下的摩擦系数测试结果为路面干燥(20 ℃)：75.6；路面潮湿(0.03 mm)：68.1；润湿(0.5 mm)：64.5。

由此可见，在3种不同路面条件下，OGFC排水路面的摩擦系数更优于普通沥青路面。特别是在路面有水的情况下，OGFC排水路面能够更快地排除积水，保证路面和轮胎充分接触，增强其抗滑能力。

同时，当路面条件从潮湿(0.03 mm)转化为润湿(0.5 mm)时，对比2种路面摩擦系数降幅，OGFC排水路面降幅较小，仅为1.5%，但是普通沥青路面的降幅却相对较大，可达到5.3%。其主要原因在于OGFC沥青混合料属于相互连通孔隙的开级配，具有良好的透水性能。在车辆荷载作用下，路面积水将迅速从多孔结构排除，且不会产生或不易产生水漂、水雾等情况，因此，对摩擦系数影响不大。

4.3 噪音测试

为检测透水沥青混凝土路面的降噪能力，本测试采用了DT28852 型噪音计设备，在车速40 km/h、60 km/h、80 km/h的3种形式下进行最大噪音测试，并对比普通沥青路面的噪音情况，具体结果如表3所示。

表3 最大噪音检测结果

通过表3可知，在3种不同车速条件下，OGFC路面的最大噪音值均低于普通沥青路面，伴随车速的不断增加，OGFC路面的降噪效果越好。其主要原因在于OGFC路面的孔隙结构发达，可达到多孔吸声材料的效果。此外，因为轮胎底部的空气压缩后释放产生的“气爆”音通过连通孔隙能够使压缩空气逐步减弱或消散，从而有效抑制“气爆”音的产生。由此可见，OGFC路面具有良好的降噪效果。

5 结语

作为一种功能性路面，透水性路面是一种内部存在空隙的混凝土路面，当雨水自然下落时，通过透水性路面雨水可迅速渗入土壤，并在水的蒸发作用下，快速吸收路面表层热量，一定程度上可达到降低路表温度，缓解城市“热岛效应”的作用。为此，推广及应用透水沥青混凝土路面，可改善城市道路状况，提高路面抗滑、降噪、排水效果。