(重庆交通大学,重庆,400074)
【摘 要】伴随着公路建设行业的发展与新材料的研究,排水沥青路面由于其良好的排水性能,抗滑性能,降噪性能越来越受到工程技术人员的青睐,较传统的密级配沥青路面,排水沥青路面具备更多的优越性,具有更高的社会经济价值,对于道路建设领域有着重要的意义。
【关键词】排水沥青;路面;经济性
【Abstract】With the development of Road Engineering and research on new materials, Porous Asphalt Pavement more and more get the favor of engineer due to it’s good drainage performance, skid resistance and noise reduction performance. Compared to traditional Asphalt Pavement , Porous Asphalt Pavement have more advantage and higher socio-economic value. It has an important influence on Road Engineering.
【Key words】Porous Asphalt Pavement, socio-economic value
排水沥青路面,又称透水沥青路面,指的是由单一粒径碎石相互嵌挤,在压实后空隙率控制在20%左右,由其内部空隙组成排水通道的新型沥青混凝土面层,其结构为骨架-空隙结构。[1]我国南部地区为亚热带季风气候和热带季风气候,高温潮湿多雨水,传统的密级配沥青路面多采用路拱的形式,降水于路面上直接横向流入两侧的排水沟,在排水的同时也产生了水雾,炫光等现象,再者由于水膜的影响,降低了路面的摩擦系数,极大程度上降低了行车的安全性。而排水沥青路面由于其较大空隙,雨水渗透到内部的排水功能层,横向排入排水沟,减小了雨水对行车的不利影响,大大提高了行车的安全性、舒适性。同时由于较大的孔隙率,排水沥青各空隙连通性较好,其吸收噪声的效果增强,所以,排水沥青又具备了良好的降噪性能。二者相结合,给社会带来了良好的经济价值与环保价值。
一、排水沥青的发展历史与应用现状
欧洲国家大多人口稠密,降低路面噪声对人们生活的影响显得尤为关键,所以排水沥青路面起源于德国,取得了良好的降噪效果。而应用数量最广的是荷兰,每年铺筑面积多达250万平方米,当前已成为其国内的主要路面类型。欧洲起初对于排水沥青的孔隙率设定为15%,但是考虑到孔隙堵塞问题及后期运营维护难度,设计空隙率逐渐提高至20%乃至大于20%。[2]和欧洲的出发点不同,排水沥青在美国的应用则是为了提高高速公路雨天行车的抗滑性能,最终开发了开级配磨耗层,提升了路面的摩擦系数,减少水膜等对于行车的不利影响。我国对于排水沥青的应用开始于上世纪90年代,第一条应用排水沥青路面的公路是杭金线,而范围最大的排水沥青路面则是宁杭高速二期修筑工程。但目前我国对于排水沥青的研究仍有不足,需要我们积极探索。
二、排水沥青的特点与作用
(一)排水沥青良好的排水性能
顾名思义,排水沥青最大的特点就是其优越的排水性能,而排水性能取决于孔隙率的大小及空隙的连通性。据研究表明,孔隙率控制在20%较为合理,较小的空隙排水效果不明显,且空隙容易被杂物堵塞,后期运营管理不便,而较大的孔隙率则不利于耐久性,当孔隙率大于20%时,其耐久性随孔隙率的增加快速下降。而连通性则表示有效空隙的数量,排水主要依赖联通的空隙,而空隙的连通性则取决于施工方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆就实验而言,通常采用马歇尔法,振动成型法,旋转压实仪体积法,由于集料尺寸较大,马歇尔法击实效果不良,对于旋转压实仪体积法,其使集料位置重新排列,减小了连通性,故而渗水性能较振动成型法差。
(二)排水沥青良好的降噪性能
汽车在行驶的过程中,轮胎与路面之间撞击泵吸作用和汽车机件震动都会产生较大的噪声,造成了一定的声污染。排水沥青由于其较大的孔隙率,可以吸收一大部分能量,以达到降噪的性能。研究表明,在干燥的条件下,桑塔纳单车以60到100公里每小时速度行驶在排水沥青路面较普通沥青路面噪声降低7—10dB(A),在潮湿条件下更为明显,约为5-12 dB(A),同时,车内噪声亦可降低约2 dB(A)。如此可见,排水沥青可以达到良好的降噪效果,大大提高了行驶的舒适性和减少了声污染。
(三)排水沥青抗滑性能
排水沥青路面较普通沥青路面表面粗糙,构造深度大,集料间的缝隙沟槽数量多,大幅度提升了路面与轮胎之间的摩擦力。在雨天,雨水可以通过空隙快速横向排走,避免形成水膜降低轮胎与路面间的摩擦力。排水沥青路面的应用,大大提升行车的安全性与舒适性,有数据表明,采用排水沥青路面可减少雨天事故率达80%。[3]
(四)排水沥青抗车辙性能
排水沥青为开级配混合料,具有骨架空隙结构,集料颗粒间的嵌挤作用力较大,受到沥青结合料的影响较小,降低了温度敏感性,所以在高温下可以保持较好的抗车辙能力。所以,排水沥青可应用于高温多雨地区,符合我国南部地区气候。
三、排水沥青面临的问题
(一)排水沥青空隙堵塞问题
排水沥青较大的孔隙率成就了其优越的排水性能及降噪性能等,但是,不容忽略的是随着时间的推移,排水沥青的空隙容易被杂物堵塞,使之渐渐丧失优势性能,所以后期管理运营不易。但荷兰比利时等国家也提出了相应的解决方案,即采用双层排水沥青路面。上层粒径较小,下层粒径较大,两层压实后孔隙率可达20%以上。上层可以达到过滤的作用,较小的杂物进入下层,但在雨水的作用下,很容易被冲刷排除,以达到自净的作用,一定时间后,再将上层移除并重新铺筑,造价大大降低。一定程度上缓解了堵塞问题。
(二)排水沥青路面的耐久性
由于排水沥青具有较大的孔隙,在空气和水等外界条件下,排水沥青的沥青结合料与集料间的粘附性降低,使之容易剥落,耐久性降低,所以就要求沥青具有较大的粘附性与抗剥落能力,沥青的选择尤为关键。[4]在广大的工程技术人员的研究下,当前提出的解决方案是通过向沥青结合料中添加高粘度添加剂(HVA)增加其粘聚性,加入消石灰增加其抗剥落性。通过以上措施,很大程度上缓解了沥青路面的耐久性问题。
四、经济性比较与展望
尽管排水沥青路面的造价相对于普通密级配沥青路面的造价及养护费用高一些,但考虑到其降噪性能带来的环境效益,其良好的排水性能降低的雨天事故率带来的交通安全经济效益,总的来讲,排水沥青路面的经济性价值高于普通密级配沥青路面。排水沥青优越的降噪性能改善了城市的生活环境,同时,减小了城市的热岛效应,降低了城市温度经济效益,再者排水沥青路面有效降低了事故率,保障了人民的生命财产安全。随着双层排水沥青路面技术的逐渐成熟,高粘度添加剂的研发,排水沥青路面的造价逐渐降低,但其带来的环保经济价值却逐步走高。所以,排水沥青路面的应用有着广阔的前景。
参考文献:
[1]夏平.《透水沥青路面技术在水泥混凝土路面改造中的应用》[J]. 《城市道桥与防洪》,2012
[2]吴牧星.谈国内外排水沥青路面的应用发展现状 [J].山西建筑,2012,38(19)
[3]蒋甫.《排水性沥青路面的社会环境和经济效益》[J] .《公路与汽运》,2010
[4]王春梅.《排水性沥青路面材料特性及施工技术研究》[J].交通世界,2014
论文作者:古鑫鹏
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年5月总第210期
论文发表时间:2016/7/14
标签:沥青论文; 沥青路面论文; 孔隙论文; 空隙论文; 性能论文; 路面论文; 较大论文; 《工程建设标准化》2016年5月总第210期论文;