透水性沥青路面在义乌市城中路改造工程中的应用论文_孙小华

透水性沥青路面在义乌市城中路改造工程中的应用论文_孙小华

摘要:透水性沥青混凝土路面具有较高的孔隙率和良好的排水、降噪、降温功能。城中路工程设计采用的是OGFC-13(开级配沥青磨耗层)。OGFC透水沥青混合料能利用其结构中的连通空隙迅速排除路表积水,有效地避免了雨天行车的溅水和眩光,同时也利用其足够的表面粗糙度增加了行车的安全性。另外,由于其水平抗剪切能力较差,不适合重载车量大量通行。

关键词:路面工程;沥青路面;透水性路面;孔隙;渗透;抗剪切性能

透水性沥青混凝土路面具有较高的孔隙率和良好的排水、降噪、降温功能。城中路改造工程采用这项技术是金华地区首次使用,为排水半透式路面,在浙江省也只有杭州从2004年开始逐步推广使用,基本都使用在主城区以小型车辆通行的城市道路上,国内也未出台相应的技术标准和验收规范;施工参照普通沥青的标准和规范进行。根据义乌市城中路的施工实践,从道路的结构设计、实际效果,多方面阐述OGFC透水沥青混凝土路面优势和应用,并对施工、使用维护、建造成本、抗剪能力不足方面进行讨论。

一、工程简介

城中路工程透水性沥青混凝土是指压实后孔隙率控制在20%左右,含60%左右矿物骨料的热拌透水沥青砼,本工程设计采用的是OGFC-13(开级配沥青磨耗层)。比之传统沥青混凝土铺面,主要有以下优点:

1、防湿滑:因透水沥青混凝土路面能够迅速排泄雨水,能够防止湿滑,有效降低路面水雾、喷溅及路面积水反光引起的晕眩。由于透水沥青表面颗粒粗糙、均匀,路面摩擦力明显提高,故更能保证雨天的行车安全。

2、降噪音:由于透水沥青混凝土孔隙率(20%左右)比普通沥青(6%以下)提高3~4倍,故轮胎及车体排放气体被下压至表面孔隙,故滚动阻力及噪音皆有效降低,同时节省油耗及轮胎磨损。

3、降温:内部高孔隙结构骨架热传导能力强,可以有效缓解道路表面迅速升温。

二、在城中路改造工程中的应用

1、城中路改造工程设计采用了OGFC-13(开级配沥青磨耗层),为排水式半透式路面,即地表水透过排水沥青表层沿下面中粒层表面排至两侧泄水沟盲管,再排至雨水井;中粒层表面设置了防水层,防止雨水渗透到下面结构中,破坏路基。附路面结构图:

2、应用效果:

(1)排水效果:透水沥青混凝土面层铺装完时,会同质检、监理、业主方在现场做试验:整瓶的矿泉水直接倒在路面上,迅即渗透;中到大雨中观察,路面无雨水流淌,透水性非常好;雨中观察行车,车后喷溅、水雾明显减少。

(2)降噪:明显比普通沥青混凝土行车噪音小,OGFC路面降噪效果与路面厚度、孔隙率大小有关,路面厚、孔隙率越大,降噪功能越好。透水沥青的使用可以降低城市道路噪音污染。

(3)降温效果:相同气候条件下,透水沥青混凝土路面的热传导能力强于普通沥青混凝土路面,在极端高温季节降温5℃以上,能够缓解城市热岛效应。

(4)抗剪切性能:经过一年的使用,城中路透水沥青砼在施工缝处,与其他砼路面板交接处,各个支路口处,沥青表面变得更加粗糙、不平;透水沥青这种高孔隙率结构的抗剪性能较差,重载车辆急转弯或急刹车容易将路面骨料搓起,造成路面损坏,这在设计时应加以考虑。

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三、讨论

1、施工与普通沥青混凝土路面的区别:透水沥青混凝土的施工温度控制最为关键;拌合料出厂温度严格控制在170~180℃度;温度过高会造成析油,造成骨料间高黏度沥青量减少而黏结不够,路面易搓起、松散;摊铺时环境温度过低也不行。城中路工程部分透水沥青的返工就是因此造成的,由于透水沥青混凝土中矿粉的用量很少,比普通沥青的保温性能差;再加上环境温度过低(低于10度),机械摊铺部分速度较快,压实成型也快, 质量没问题,几个小路口人工摊铺,耗时较大,碾压时即发现松散,主要原因是降温过快,碾压时部分高黏度沥青已开始冷却粘结,但又没达到应有的强度。这时碾压破坏了黏结结构,造成成品质量问题。

2、成本

根据采购成本,普通沥青混凝土(4cm厚)费用为32元/㎡,OGFC-13透水沥青混凝土面层(4cm)费用为66元/㎡,费用增加主要有以下几个方面:

(1)拌和时间较长,出炉温度稍高,费用增加;

(2)透水沥青采用进口SK高黏度沥青,原材料成本高高出一倍;

(3)粗骨料采用玄武岩,而且用整形机进行了整形,粗骨料均匀成方体状。路面成型后也非常均匀,漂亮。

(4)OGFC设计寿命为8年左右,比普通沥青15年左右短。

3、不适用范围:

(1)有较多土壤运输、污染污垢较严重的道路;

(2)水平剪切力较大路段,如交叉口、刹车频繁区、急转弯处;

(3)纵坡较大路段避免使用;

(4)变形较大或者已经变形,路基结构承载力较小的改造项目。

4、使用保养:城中路改造工程已投入使用一年多,交警部门的标志线大量涂刷,是不透水的,将影响透水效果;据国外的经验,要维持道路的透水性,采用“高压清洗+吸引”方式进行养护,养护周期为3~6个月,养护的设备和手段要跟上。

5、维修:城市埋设、开挖、维修均要以透水沥青混凝土同级配铺装。由于目前只有城中路改造项目使用了透水沥青混凝土,而高黏度沥青的采购、贮存与普通沥青不一样,骨料也不一样,少量的铺装透水沥青混凝土无养护单位承担,这问题有待解决。

四、结语

OGFC透水沥青混合料能利用其结构中的连通空隙迅速排除路表积水,有效地避免了雨天行车的溅水和眩光,同时也利用其足够的表面粗糙度增加了行车的安全性。但是这种路面的正确使用和有效维护是保持其排水降噪功能应该引起重视的问题。另外,由于其水平抗剪切能力较差,不适合重载车量大量通行,城市管理也要与之适应;从成本-效益角度考虑如何进一步降低成本值得进一步研究。

参考文献:

[1]J TJ052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[2]J TJ032-94,公路沥青路面施工技术规范[S]

[3]尹义林.透水沥青混合料OGFC在道路中的应用[J].中国市政工程2008(6):10-11

论文作者:孙小华

论文发表刊物:《基层建设》2015年7期

论文发表时间:2016/9/1

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