公路透水沥青面层施工质量控制

王宇轩

摘 要：文章对透水沥青混合料施工中的拌和、运输、摊铺、碾压等工序进行控制，并得出结论：面层积水可通过透水沥青路面结构快速渗透至下层，极大地缓解了路面排水问题，对保证雨天行车安全具有重要意义。

关键词：燃气锅炉;供热系统;节能运行设计

中图分类号：TD524 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.013

透水性沥青路面的高空隙率和良好的渗透性使其具有排水、抗滑和降噪的优点。欧洲国家对环境的要求更高。透水性沥青路面的研究和应用始于20世纪60年代，重点是降噪和减少水漂。同一时期，美国也开展了对透水沥青路面的研究，早期主要关注其抗滑性能，称为开放分级抗滑耐磨层（OGFC），后期则逐渐重视排水降噪性能，开始改善孔隙率，加厚级配。日本对透水性沥青路面的研究是从学习欧洲开始的[1]，因为日本的气候条件与欧洲不同，一开始并不成功。然而，随着高粘度改性沥青研究的深入，日本对透水沥青路面的研究和应用取得了巨大成功，透水沥青路面在其高速公路网中的应用率超过80%。

我国借鉴日本经验，于1996年8月首次取得了良好成效，此后，在高速公路、国省干线和市政道路上得到研究和应用。虽然我国开展相关研究和应用已有二十多年，但透水沥青路面在我国仍是一种新型路面类型，许多建设单位缺乏相关经验。

1 透水沥青路面结构设计

相较于传统的路面结构，具备透水能力的沥青路面在设计工作中需要考虑路面内部结构的透水能力及储水能力。为了保障城市公路不会出现积水等影响交通及运输等问题，加强透水沥青路面的应用是极为必要的。在工程建设过程中，使用的透水沥青混合料铺装的主体结构与传统的沥青混合料基本相同，只是在实际施工中会采用透水沥青混凝土作为路面施工的原材料，该结构具备一定的透水性，是一种较为典型的骨架孔隙结构。

使用透水沥青路面作为公路路面结构，通常会铺筑一层或两层透水沥青混凝土，一般采用多孔沥青混合料作为主要施工材料，实际作业时，对集料的强度要求较高，并具备一定的耐磨性。该种公路基层则设计在面层以下，主要使用升级配沥青稳定碎石（ATPB）、级配碎石为主要施工材料。该种公路在城市降雨时具备良好的储水功能，上面层厚度为35 mm～45 mm，孔隙率控制在18%～25%，渗透系数大于800 ml/15 s;下面层厚度为60 mm～80 mm，孔隙率控制在18%～25%，渗透系数大于800 ml/15 s。该种结构的垫层被设计于基层与路基之间，将路基与基层隔离开来，尽可能地避免路基中的碎小物质堵塞公路的透水层，导致公路丧失相应的透水性以及储水能力。同时，通过该种方式，还能提高路面结构的抗冻胀能力，并有效改善路基的水温情况[2]。

通常来说，垫层的材料一般选用粒径较小的碎石或砂石等，垫层厚度最高为500 mm，最小厚度为150 mm。该种结构中，路基起到了储水作用以及引导雨水向下渗透，具备较强的水稳定性。因此，在选择材料时应以砂性土为主。如果路基的材料使用黏性土，则可以考虑在铺筑透水沥青之前选用水泥等对路基进行稳定处理，确保黏性土的水稳定性。

在施工过程中，要设计专门用于路面排水的排水系统，透水混凝土直接铺设至排水沟或雨水口，在混凝土储水后，直接通过透水混凝土排入雨水口中，也就是说，可以将排水沟或者雨水口直接与透水混凝土接触部分設置成透水结构，以实现直接排水。

2 原材料性质

2.1 集料

由于透水沥青路面与紫外线、氧、水等环境因素直接接触，同时受到车辆荷载作用，削弱了沥青结合料与集料的粘结力，导致出现松散和剥落等一系列问题，最终导致路面发生损坏。

粗集料的吸水率对透水沥青混合料的低温、水稳定性的影响很大，因此在选用粗集料时，在其他指标满足要求的前提下，应着重考虑含水率指标。粗集料选用石灰岩，含水率为0.93%。由于粗骨料的倒流和挤压作用，可形成混合骨架空隙结构，根据工程需要，可选用玄武岩作为粗骨料，并选用5 mm～10 mm、10 mm～15 mm两种不同规格，以保证材料坚硬、清洁、无杂质，各项技术指标均符合规范要求。

细集料的种类包括机制砂、天然砂和石屑。天然砂表面粗糙度小与沥青的粘附性弱。石屑中粉尘含量过高，扁平状含量较大，不易于施工压实。机制砂表面粗糙且质地坚硬，同时沥青与石料的粘附性好坏和石料的酸碱性有关，因此，细集料选用碱性的机制砂。基质沥青选用辽河90#沥青。改性剂为国产OLB-1型高黏改性剂，形态外观为淡黄色半透明球状颗粒，改性剂的加入对基质沥青具有加筋、增粘、抗老化等多重改良效果，用外掺法选取改性剂掺量为12%。测试高黏沥青各项指标均符合要求[3]。

2.2 添加剂

由于透水沥青混合料需要具有较好的抗水损害能力，选择纤维作为添加剂，主要为增强沥青膜厚度和沥青与集料之间黏附性，延缓沥青老化速度。不同种类的纤维对沥青性能提升区别很大，目前最为常见的有聚酯纤维、木纤维等，由于聚酯纤维可以增加沥青用量，在低温条件下具备一定的延展性，可以起到稳定加强作用，因此选用聚酯纤维作为沥青添加剂。

2.3 沥青

由于透水沥青混合料的强度主要依靠沥青的粘结作用，我国早期开发了RST等改性剂提高沥青与集料的黏附性，但成本过高，后来研究了SBS改性沥青在透水沥青混合料中的应用，在保证透水沥青混合料性能前提下，极大地降低了建设成本。

2.4 矿粉

在沥青混合料中，矿粉主要用作集料和沥青材料的粘结剂，以保证沥青能吸附在集料表面，生产沥青结合料，达到粘粗集料和细集料的目的。

3 透水沥青面层质量控制

透水沥青混合料的施工技术总体上与一般沥青混合料相似，但由于自身特性的影响，导致透水沥青混合料易产生离析、温度下降、空隙率不足、沥青流淌等问题，其施工工艺有别于一般的沥青混合料[4]。针对透水沥青混合料特点的施工技术，应认真加以研究应用，以确定合适的工艺。

3.1 拌和及运输

为保证透水沥青混合料施工质量，要对其原材料（粗细集料、矿粉、沥青和添加剂）技术指标进行检测，控制好沥青混合料拌和质量，包括材料用量、拌和温度、时间、出仓温度等参数。

聚酯纤维添加剂可以在拌和过程中采用人工添加的方式，同时考虑到集料与聚酯纤维的融合时间，将干拌时间控制在15 s左右，湿拌时间控制在40 s左右。对于拌和过程中的温度控制，根据规范要求将集料加热至190 ℃～200 ℃，SBS改性沥青加热至165 ℃～175 ℃，保证沥青混合料出仓温度不超过180 ℃。在运输前要对车辆进行全面清理，并在车厢内涂刷隔离剂，协调现场运输车辆，以保证施工进度。从拌和楼装料后使用篷布覆盖，以免在运输途中温度散失过快以及受到污染。

3.2 摊铺

温度对透水性沥青混合料的施工质量至关重要。摊铺前，热板应提前1 h左右加热，加热温度不应低于120 ℃;摊铺温度应高于普通改性沥青混合料，一般控制在165 ℃～175 ℃。

考虑工期和质量要求，摊铺机的作业应与搅拌机的生产能力、碾压效率和气候特点相适应，一般摊铺速度可控制在1.5 m/min～2.5 m/min。为防止透水性沥青混合料摊铺不均匀导致粗集料过度向摊铺层底部迁移，减少混合料与防水粘结层的接触，应在摊铺机横向螺旋前端安装防离析挡板[5]。

摊铺时，路拱一侧采用全宽摊铺，纵横施工缝处不得有多余沥青或混合料，以免妨碍摊铺层内部排水。另外，要做好防倒灌管道的加固工作，避免沥青混凝土堵住透水管孔。

3.3 碾压

透水沥青混合料碾压成型应满足压实度、平整度和空隙率的多重要求。碾压组合和碾压步骤应合理安排，透水沥青混合料碾压工艺应通过试验段确定。透水沥青混合料的碾压分为初始压实、再压缩、最终压实三个阶段进行。碾压方向应由外向中心，由低到高，碾压轮迹应始终与道路中心线平行。透水性瀝青混合料碾压宜采用11 t～13 t钢轮压路机，不宜采用胶轮压路机。由于碾压温度高，胶轮压路机容易产生胎痕，后期不易消除碾压。由于散热快，应采用较高的轧制温度，轧制应连续不间断。

当混合料处于低温状态时，不得进行反复碾压，以防破坏混合料的嵌固结构。由于振动碾压产生的冲击力大，混合料中的粗骨料容易破碎，细骨料增多，空隙率变小[6]。为保证足够的空隙率、孔隙结构，防止粗骨料被压碎，碾压应采用静压，不得采用振动压实。

参考文献

[1] 李春强，付海洋，余进洋，等.单层透水沥青路面边缘排水设计探析[J].市政技术，2020，38（1）：31-33.

[2] 李锋，张绍泉，马庆伟，等.高黏复合改性橡胶沥青在透水沥青路面中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2020，37（3）：9-14.

[3] 祁文洋.透水沥青路面结构力学性能浅析[J].城市道桥与防洪，2020（4）：162-163.

[4] 方燕福.降噪型透水沥青路面在高速公路中的应用[J].交通世界（下旬刊），2020（21）：158-160.

[5] 封雅宏，袁博，许斌，等.不同结构类型的全透水沥青路面长期性能分析[J].中外公路，2020，40（5）：21-28.

[6] 万石兵.生态型城市透水沥青路面结构设计与性能研究[J].粘接，2021，45（2）：127-129，145.