多孔路面设计
2023-04-16专题主编黄晓明现代交通与冶金材料2023
专题主编 黄晓明 《现代交通与冶金材料》 2023.1, 3(1)
道路交通设施是现代化社会运行过程中高度依赖的关键基础设施系统之一,其在经济发展、民生改善、文化交流等诸多方面均占有不可替代的位置。道路交通设施在促进社会经济全面发展的同时也需要关注道路交通事故率和交通环境污染问题。相关调查表明,采用多孔路面可以提升雨天路面的抗滑性能,减少雨天事故25%。本专题集中介绍多孔路面的材料组成设计和抗滑性能评价方法。
近年来国家对交通基础设施韧性提升十分重视。针对特定交通基础设施类型在特定灾变下的安全风险和应急技术虽有部分研究,但距形成完善的道路交通基础设施韧性提升技术体系仍有较远的距离。其主要困境在于对致灾因子基础理论和多场景仿真模拟分析、智能安全的结构安全性检测方法、可控高效的抗灾韧性技术与装置等方面。提高交通基础设施车辆行驶安全性,实际上也是为交通韧性提升做出贡献。
多孔沥青路面(porous asphalt pavement)是指将空隙率大的沥青混合料用于路面结构的上面层(或上面层与中面层双层多孔路面)作为排水层,在排水层下铺设密级配不透水层,并在排水层和不透水层之间设置防水粘结层,从而使雨水能够经由内部连通空隙,然后通过道路综合排水系统排走的路面结构的总称。而多孔水泥混凝土则以水泥为胶结材料,由特殊级配骨料、水和外加剂按一定比例和工艺配制而成的混合料。多孔路面具有大量的连通孔隙,其排水、降噪、抗滑等优势明显,多孔路面还具有改变环境温度特性,调温环境等特殊效果。多雨地区、容易产生交通事故的特殊路段采用多孔抗滑路面可以明显提升抗滑效果,并能够减少城市热岛效应。多孔路面也称排水路面。
当前,多孔路面主要关注空隙特征及其稳定性、多孔路面抗滑安全效果及多孔路面养护维修等方面。主要是因为多孔沥青路面在环境和交通荷载作用下容易出现空隙堵塞或者空隙挤压变小等问题。由于采用高黏沥青和雨天车辆轮胎高速挤压作用,实际上多孔路面空隙挤压变小很难出现,轮胎路面积水也几乎不可能存在,因此雨天抗滑效果能够维持,雨天抗滑安全效果也能得到保持。多孔路面的养护维修技术经过几年实践也在铣刨重铺、再生翻新、直接加铺等方面取得了丰硕的成果,为多孔路面推广应用奠定了坚实的基础。
本专栏以交通基础设施韧性提升为切入点,集中展示了国内关于多孔路面研究的主要成果,主要包括“薄层多孔沥青路面抗滑性能研究”、“智能公路系统下的路面病害图像检测技术综述”、“相变多孔水泥混凝土调温缓凝效果试验分析”、“排水沥青路面空隙堵塞试验研究”、“基于细观模型多孔沥青混合料力学性能与空隙形态关系研究”5篇论文。论文结合国家自然科学基金或国家重点研发计划项目,围绕路面抗滑性能性能提升或路面智能检测技术,从多维度和多角度展示多孔路面的材料设计和状态检测,为多孔路面的应用提供了理论和实践基础,论文成果具有很高的水平。