排水性沥青路面在市政道路中的应用探讨

姜兴鹏

（中铁十八局集团第一工程有限公司，河北 涿州 072750）

1 引言

近年来，为不断满足人们的出行需求，我国前后进行了大规模的公路建设，交通运输工程事业得到重大发展，也取得许多巨大的成就。我国高等级公路95%采用的是沥青路面，随着行车轴载和行驶速度的不断增大，沥青路面不仅仅要承受行车荷载的作用，有时也需要承受一些自然因素作用。据统计，由雨水引发的交通事故比重高达15%，因为传统密级配沥青混凝土路面不具备渗水性，只是靠路表径道排出雨水，这样使得路面会堆积一层水膜，当该水膜达到一定厚度时，路面抗滑性会大幅下降，从而容易引发交通事故；在行车荷载作用下，路面长时间积水会导致路面产生沉陷、剥落、松散等病害，水损害成为沥青路面病害的主要形式之一。

路面排水设计是公路工程设计中的重要组成部分，路面排水效率的好坏直接影响道路的行驶舒适性和安全性。排水性沥青路面具有良好的排水功能，可提高路面的抗滑能力，且具有减少噪音的效果。本文依托实际工程，从减少道路病害、保护环境及确保交通安全三个方面分析了排水性沥青路面在市政道路应用的必要性，根据排水性沥青路面的特性，重点阐述了排水性沥青路面的路面结构、混合料配合比设计、施工工艺以及养护措施，并在具体工程中进行了应用。

2 工程概况

某市政公路全长34.4km，路基宽12m，设计行车速度为120km/h，路面设计年限为20年。该公路所处地区高温多雨，年降水量为1000～1500mm，道路横纵坡较大，下雨天路面较滑，容易发生交通事故。根据当地气候环境以及道路特性，决定将公路主线路面面层全部采用排水性混合料，共15万m2。

3 工程实践

3.1 排水性路面铺装结构

SMA由于自身具有良好的密水性和结构强度，主要作为道路中面层，即防水结构层。且在排水性面层和SMA间加设一层改性乳化沥青作为防水粘结层，排水性面层和中面层间的防水粘结层设计原理主要是在橡胶改性乳化沥青中撒布一层碎石，可以起到防止裂缝反射和防水的效果，橡胶改性乳化沥青的撒布量不宜过大，否则会导致橡胶沥青上浮，堵塞用于排水的空隙，经研究决定橡胶改性乳化沥青的撒布量应在0.7L/m2左右，且防水粘结层应分两层撒布，这样可以弥补中面层局部施工缺陷，确保良好的防水效果。边缘排水设计时应在路缘带处加设一宽100mm的排水槽，排水槽周围涂刷一层防水膜，防水膜一般为改性乳化沥青；槽底部安装透水管，确保排水槽排水通畅。排水系统如图1所示。

图1 排水系统

3.2 配合比设计

（1） 沥青

影响排水性路面耐久性和路面使用性能最主要的因素为沥青60℃动力粘度。沥青60℃动力粘度不仅可以改善路面耐久性，如抗水损害能力等，也可以提高排水性路面的混合料整体性，如抗车辙能力等。该工程决定采用SK改性沥青，因为该沥青60℃动力粘度可达到 131324Pa.S。SK改性沥青的基本性能如表1所示。在改性沥青基础上还需添加木质纤维作为添加剂，如聚酯纤维或聚丙稀晴纤维等，以增大沥青的粘结性，确保成型沥青混合料的各项性能。

（2） 集料

排水性混合料对集料的耐磨性、强度的要求很高。该工程细集料和矿粉选择采用石灰石，粗集料选择采用玄武岩碎石。经试验检测，粗集料的洛杉矶磨耗值损失约为6.5%，压碎值约为12.5%，具有很高的强度和耐磨性，满足排水性沥青混合料对集料的技术要求。

（3）混合料配合比设计

按照规定合成级配制备混合料，测定混合料的各项性能，矿料合成级配如表2所示。通过排水沥青混合料析漏试验和肯塔堡飞散试验确定表2级配最佳油石比，综合两试验数据得到最佳油石比范围4.7%～5.3%，再采用 4.7%、5.0%、5.3%三种油石比分别室内成型马歇尔试件，确定最终油石比为5.0%。

表2 矿料合成级配

3.3 施工

（1） 拌和

拌和混合料过程中要考虑施工现场温度、风速及排水性混合料的特性等因素，经试验得到排水性沥青混合料的出仓温度应在175℃左右，设计干拌时间不得低于9s，若干拌时间不足，会导致纤维在混合料内分散不均，出现结块。外掺剂的投放要采用自动投放系统，同时要监控整个投放过程，保证添加量的准确性。

（2） 运输

由于排水性沥青混合料的温度下降速度较快，所以在混合料运输过程中应选择采用数字显示温度计及时检测沥青混合料的出厂温度和运至施工现象时的温度，且温度计擦入沥青混合料的深度不得低于150mm；运输车在装卸混合料时，要分前中后三次装料，以减少集料离析的产生；运输车在运输的过程中要用隔热布覆盖好整个混合料，卸料时前一车卸料完毕后方可打开下一车的隔热布，另外，排水沥青混合料运输过程中应采用双层隔热布覆盖，保证温度不下降。

（3） 摊铺

由于排水性混合料采用的是高粘性沥青，所以在摊铺前应先预热摊铺机35min左右，使熨平板温度能加热至100℃以上。摊铺机在摊铺过程中要时刻根据运输量、施工机械设备效率等因素调整摊铺速度，保持缓慢匀速均匀地摊铺；混合料摊铺后未压实前，施工人员不得随意踩踏路面，为防止局部离析，应人工填充修补未摊铺部分；排水性沥青混合料通常采用非接触式装置，其可以控制摊铺厚度，提高摊铺质量。

（4） 碾压

排水性沥青混合料面层通常采用钢轮压路机配合轮胎压路机进行协调碾压，初压时采用12t双钢轮压路机，温度一般控制在160℃左右，碾压次数不得低于4遍；复压时采用轮胎压路机，温度控制在80℃左右，碾压次数通常控制在2遍左右；终压时采用12t双钢轮压路机进行收迹，且碾压时不得出现轮迹。

（5）排水沥青混合料接缝

排水沥青路面收尾部分需采用直尺找出纵向不平整界限，并使用钢勾整理出排水沥青路面集料，露出粗集料横缝面，必要时可采用喷灯加热后再整理出不需要的粗集料。接触横面采用“冷＋热”平接缝方式，并人工涂刷乳化沥青1～2遍。横向施工缝开始施工时，采用直尺检查摊铺后接缝高度，控制接缝在5min内完成碾压工作。

（6） 透水标线

由于排水沥青路面的空隙率较大，常规的标线会容易下渗，影响排水路面的功能。通常需采用透水标线，提高标线周围渗水效果，确保沥青路面的整体排水性能，透水标线后期需要定期进行检测和修整。

（7） 养护

在施工过程中灰层、泥土往往会堵塞排水路面的排水空隙，在施工完成后应及时清扫、管理路面，确保路面排水通畅，在下雨天气应加强对路面雨水井的维修与养护。

3.4 质量检测

在公路施工完毕后，取一段200m试验路段，并进行现场路芯取样，对芯样的各项性能指标进行检测，现场取芯芯样性能检测结果如表3所示。

表3 现场取芯芯样性能检测结果

由表3数据所得，利用路面钻芯取样进行拉拔试验，检测沥青防水粘结层的层间粘结效果，得到防水粘结层没受到破坏，现场取芯芯样各项性能指标均满足设计要求，公路开放运营一段时间后，路面排水效果良好，早期病害情况得到改善，该路面具有良好透水性和抗滑性能。综上所述，采用排水性沥青混合料铺筑而成的排水路面具有良好的排水效果，可有效提高路面的使用性能，提高道路的行车舒适性和安全性。

4 结语

路面排水设计是公路工程设计中的重要组成部分，路面排水效率的好坏直接影响道路的行驶舒适性和安全性。本文依托实际工程，从减少道路病害、保护环境及确保交通安全三个方面分析了排水性沥青路面在市政道路应用的必要性，根据排水性沥青路面的特性，重点阐述了排水性沥青路面的路面结构、混合料配合比设计、施工工艺以及养护措施，并在具体工程中进行了应用。研究结果表明，排水性沥青路面具有良好的防滑、防燥及排水性能，保证路面的安全效益和环保效益，市政道路中应用排水性沥青路面十分重要。