摘要:随着时代的发展,人们对出行都要求也越来越高,道路交通运输的需求量也越来越大。尤其是市政道路,对路面的舒适性、降噪性能、安全性能等要求更为重要。我国目前绝大部分市政道路均采用沥青路面,而其中透水沥青路面因其良好的透水性、降噪性、防滑性等,而被大部分使用。本文对透水沥青路面的特点及施工控制做了一定讲解。
关键词:透水沥青路面;施工控制
1 概述
1.1 工程概况
惠州潼湖生态智慧区创新与总部经济区首期道路、智慧大道市政基础设施PPP项目合作期限为15年,其中建设期3年,运营期12年。建设内容包括创新与总部经济区首期道路工程和智慧大道工程2个单项工程,道路总长约31.6km,其中首期道路工程全长10.8km,智慧大道工程全长20.8km。实施内容包括道路、排水、桥涵、照明、绿化、管线、综合管廊、交通设施等工程。路面结构形式为4cmAC-13C(SBS改性)+6cmAC-20C(SBS改性)+8cmAC-25C+34cm5%水泥稳定碎石基层+20cm4%水泥稳定碎石底基层+15cm级配碎石垫层。
1.2 普通沥青路面存在的问题
道路交通设施的发展给人们的出行带来了方便。但道路交通建设的发展也引发了一系列负面效应,主要表现在:(1)道路路面问题引起的交通事故发生率在持续增加,这给国家和个人造成了巨大的经济损失;(2)交通噪声成为主要的噪声污染源,尤其在城市其影响更为严重。调查研究表明,目前城市噪声污染中交通噪声的比例高达85%,交通噪声影响了人们的正常工作和生活,严重时会引起各种病症的出现。
引起交通事故的一个主要原因是路面抗滑性能不足,尤其是恶劣天气条件下普通沥青路面抗滑性能急速下降,行车不安全。据报道,下雨天发生的交通事故中有28%是雨天路面排水不畅、路面抗滑性不足而引起的。雨天普通密级配沥青混凝土路面上的雨水不能及时排出,停留在路面上的雨水便形成了一层水膜,水膜的存在使车辆行驶时车轮与路面没有足够的接触面积,容易因抗滑性不足而出现车辆漂移现象,增加车辆行驶时的危险系数。在我国,城市道路因汇聚雨量较多,路面排水不及时,造成了许多安全事故。增大沥青路面雨天排水、抗滑性是道路设计时必需重点考虑的问题之一。
交通噪声是现代生活中的主要污染源之一。绿化带降噪占地多,声屏障降噪影响驾驶员的视线,存在交通安全隐患。透水沥青路面不仅具有良好的降噪效果,并且不会产生上述两种方法的问题,因此,排水性沥青混合料是道路交通降噪措施的发展趋势。
2 防滑降噪排水沥青路面特点
排水性沥青路面起源于20世纪60年代的德国。目前,排水性沥青路面广泛应用于欧洲、美国、日本等发达国家或地区。
(1)良好的降噪效果
行车噪声是由轮胎与路面间空气的抽空与压缩,轮胎在路面上的振动产生的。低噪声沥青路面在很大程度上消除了空气的抽空与压缩,因此起到了降低噪声的作用。由于各国测量噪声的方法不同,所以得出的多孔沥青路面降低噪声的作用的结果也不一样。
有关试验测得低噪声沥青路面比水泥混凝土路面降低噪声至少6-7dB。集料尺寸由8mm增至11mm,噪声量增加2 dB,由11mm增至16mm,噪声量又增加2 dB,。这表明空隙率不是降低噪声的唯一因素。最大噪声的传统路面比最小噪声的低噪声路面的噪声大15dB。在雨天潮湿路面情况下,低噪声沥青路面增加噪声1.5dB,而密实沥青路面增加噪声4dB。低噪声沥青路面通常降低噪声约4dB,最有效的降低噪声范围是在大于1500Hz的高频区。低噪声沥青路面产生的噪声随集料尺寸的增加而增加。由于空隙阻塞,噪声降低量随时间的增加而减少。
(2)透水性好
由于具有互通的空隙结构,空隙率达15%-25%,铺筑厚度为4-5cm的低噪声沥青路面结构存在大量有效空隙,所以雨天路面不积水。因此,透水性是低噪声沥青路面又一重要特性,但这一特性随时间的增加而减弱。这主要是由于空隙阻塞造成的。通过对实验路的观测发现:低噪声沥青路面经过7年后,空隙阻塞严重地段透水率由新建时的1cm/s降至0.25cm/s。而在高速、重载、大交通量的公路上,空隙阻塞现象不十分严重。
(3)抗滑性好
由于表面粗糙度大,不仅在干燥路面条件下,中、低车速时,其抗滑性与传统的密实沥青路面略高:高车速时,其抗滑性较高,而且,在潮湿路面条件下,大大提高了路面的抗滑性能。
排水沥青路面在雨天湿路面条件下,可改善高车速的抗滑能力。在干燥路面条件下,在中、低车速时,低噪声沥青路面的抗滑能力不比传统的密实沥青混凝土高。而在高车速时,排水沥青路面确有较高的抗滑能力。
(4)安全性高
由于路面无积水,可提高轮胎与路面的附着力,防止水漂事故的发生,而且可以减少溅水和喷雾,提高雨天行车的能见度。另一方面,由于表面粗糙,易于形成漫反射,在白天可以防止阳光耀眼,在夜晚则能减缓对向车灯的眩目。
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(5)强度和耐久性好
由于排水沥青路面仅用于路面面层,结构强度不成问题。每年的车辙增加深度一般不超过0.5mm,排水沥青路面的典型破坏是脱层。对于重载、大交通量的道路,排水沥青路面的耐久性优于传统的密实沥青路面。
研究表明,只要设计方法得当,结构强度不成问题,排水沥青路面每年的车辙增加深度不超过0.5mm;耐久性方面,对于一般交通量道路,使用年限在10年以上,对于重交通量道路,其使用年限在8年以上。
排水沥青路面为发挥良好的降噪和排水功能,使雨水不致渗透而软化路基,其功能层下应有一不透水层(一般采用密级配沥青混合料),并应有良好坡度及平整度以利迅速排水,但空隙率及减噪能力会随时间因车辆碾压及灰尘或石屑堵塞而降低,另外,若粘层设计及施工不当,也可能造成排水层与不透水层之结合面剥脱及松散。
3 防滑降噪排水沥青路面施工控制
3.1 透水沥青混合料的拌和、运输
沥青混合料采用间歇式沥青拌和机拌和。根据试验确定的目标配比和生产配比,调整各冷料斗下的皮带、转 速和各热料仓的开度,使供料均匀。
透水沥青混合料对温度要求非常严格,沥青加热温度在 160 ℃ ~ 170 ℃,矿料加热温度在185 ℃~ 195 ℃,出料温度应严格控 制在175℃~185℃之内。
沥青混凝土采用载重不小于20t的大吨位自卸车运输,车箱应清洁。防正沥青粘车厢板,便于卸料,在车箱板上涂一薄层1:3的油水混合液,且要保证车厢不得有可见游离余液。
运料车装料时,应通过前后移动运料车来消除粗细料的离析现象。每卸一斗料,挪动一下汽车的位置,对于离析结块的沥青混合料必须予以废弃。运输时车相要采用双重保温布进行覆盖,以防温度下降。运送到摊铺现场的混合料温度不应低于170℃。
运输车辆的数量根据拌和楼生产能力以及往返时间、装卸时间、摊铺速度确定。运输车行驶速度不应超过30km/h,不得急转弯急刹车。为了保证均匀、连续摊铺,在摊铺机前应至少保证有4辆以上的运料车等候卸料。卸料时在距摊铺机前20~30cm处空档停车,不得碰撞摊铺机。铺筑中由摊铺机顶推车辆同步前进。
3.2 透水沥青混合料的摊铺
摊铺采用摊铺机单幅全宽摊铺,摊铺机就位控制根据暂定的松铺厚度采用垫木板的方式进行,摊铺采用平衡梁进行控制。
摊铺机就位后应将慰平板加热到100℃左右,一般预热时间不少于40min,并调整好熨平板高度及仰角、夯锤振幅和振频,确保混合料的初始密实。摊铺机受料前,应在料斗内涂刷防粘剂,并在施工中经常将两侧板收拢,防止混合料结块。
摊铺速度应根据施工现场具体情况确定,应连续不间断摊铺,一般控制在2~3m/min。摊铺温度应控制在 160℃~175℃。
为了尽量减少接缝,每天的施工不得间断。施工缝接头处不可涂沥青或其它结合料,以免阻碍面层内部的排水。
3.3 透水沥青混合料的压实压路机的选择
对于透水沥青混合料,粗集料含量较多而细集料较少,混合料主要是靠粗集料相互嵌挤形成强度,振动压路机由于其振动产生的冲击力,使得单位线压力大大提高,易使混合料中的粗集料被压碎,使孔隙率下降,因此该种路面不适宜采用振动压路机压实。另外,透水沥青混合料拌和、摊铺、压实温度较高,混合料较虚,因此温度散失快,如采用轮胎式压路机易出现轮胎痕迹,同时也易于出现粘轮现象,因此压实时也不适宜采用轮胎压路机进行初压和复压。透水沥青混合料压实宜采用压实功较小的压路机。
3.4 碾压温度的确定
初压温度的确定。沥青的粘度受温度影响很大,当初压温度过高时,沥青的粘度较低,混合料易错位和活动,发生推移现象,容易出现裂纹;当初压温度过低时,沥青粘度较高,很难压实。经试验确定在施工气温为20℃时试验路初压温度确定为145℃~160℃较好。
复压温度的确定。透水沥青路面的降温速度较普通沥青路面快,因此施工时,复压应紧随初压工序进行,压实路段不宜过长,以保证复压的温度。根据试验路的实际情况以及取芯后压实度的数据,复压的温度应控制在135℃~150℃之间。
终压温度的确定。根据施工现场的气温、压实路段的长度、以及消除轮迹的情况,确定试验路碾压温度应控制在90℃以上。
4 结语
由于排水沥青路面的诸多优点,排水沥青路面在许多国家得到了大规模的推广,但对已建成的排水沥青路面调查发现:
(1)排水沥青路面的空隙在不长的时间内就会被粉尘堵塞,丧失透水功能,这在城市道路更为严重。
(2)排水沥青路面由于空隙大,路面容易出现掉粒,进而松散,路面一旦出现掉粒,发展极快来不及修补,就会形成大面积损坏。故不能盲目推崇排水沥青路面的使用,如在低交通量、常年积雪结冰、泥泞多沙、气候寒冷等地区。排水沥青路面改善了雨天行车条件,使车内噪声较低,从而使驾驶员不自觉提高车速,从而又形成了新的不安全因素。
论文作者:杨松,姚登攀,青尧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/16
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