浅谈排水沥青路面的应用研究

吕建军

【摘要】通过工程实例的介绍，提出了排水沥青路面的配合比设计方法和施工注意事项。

中图分类号：U44文献标识码：A文章编号：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1排水沥青路面的简介

排水沥青路面是指压实后空隙率在20%左右，能够在混合料内部形成连通排水通道的新型沥青混凝土面层，其实质为单一粒径碎石按照嵌挤机理形成骨架－空隙结构的开级配沥青混合料。此外，针对以改善表面抗滑功能为主的开级配表面薄层又称开级配磨耗层( OGFC，open-graded friction course ) 、多孔隙沥青磨耗层( PAWC， porous asphalt wearing course )等。这些材料的构成特征基本相同，但由于使用功能、描述角度和突出重点有所区别而被赋予不同的名称，有时在技术特点上也有所不同。

排水沥青路面采用大空隙沥青混合料作表层，将降雨透入到排水功能层，并通过层内将雨水横向排出，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜、减少行车溅水和水雾，显著提高雨天行车的安全性、舒适性；同时，由于排水沥青路面的多孔特征可以大幅降低交通噪音，也被称为低噪音沥青路面。

2排水沥青路面的适用性

排水沥青混合料的与一般沥青混合料相比其最大的特点是空隙率大，在使用时需要慎重。其一是排水沥青路面的空隙特别大，杂物容易进入空隙，如果进入空隙的杂物不能被汽车高速行驶的负压吸走，杂物会越积越多，最终被汽车压实而堵塞，一旦堵塞将很难清除，则其排水和降噪功效将迅速降低，日本的应用经验认为：排水沥青路面的排水功能在3～5年内开始衰减，5～8年基本丧失，但可以继续使用。其二是由于空隙率大，一旦进水后发生冰冻，冰的反膨胀会影响其耐久性。所以排水沥青路面一般适用于多雨地区的高速公路和城市快速干线。

排水沥青路面通常采用公称最大粒径19mm和13mm两种级配类型，当特别需要降低噪声时，宜采用公称最大粒径较小的级配。

3工程实例

以南京南站综合枢纽快速环线工程机场高速公路扩建子项为例，通过配合比设计和试验段的施工，简单介绍排水沥青路面的施工要点和注意事项，以作为参考。

设计采用PAC-13级配类型，结构层厚度4cm。

3.1配合比设计

3.1.1 原材料选择

排水沥青路面空隙率大，其主要的破坏有①析漏②剥离和松散③快速氧化。所以要求沥青对集料有耐久的裹附力和粘附力，以及较强的抗剥离性；粗集料应具有高粘附性、高耐磨性、高耐破碎性的不含风化颗粒的优质骨料；细集料禁止选用与沥青粘附性差的天然砂及酸性石料破碎的机制砂，可选用0~2.36mm洁净无风化的碱性石料破碎的机制砂或者与沥青粘附性好的天然砂；填料应采用干燥洁净的石灰岩矿粉，严禁拌和机回收利用粉料。

提高排水沥青混合料的抗剥离和析漏的能力的方法有①采用高粘度的沥青，可以采用SBS改姓沥青作为基质沥青，加高粘度改性剂合成。②添加抗剥离剂，通常在混合料里添加适量的消石灰，以增加沥青与集料的粘附性。消石灰添加量宜占骨料的1%，或者占矿粉的40%。③在混合料里添加一定量的纤维，纤维能增强其稳定性和抗分散能力，能较有效的减少沥青析漏，但加入纤维后，沥青用量会有所增加，纤维和沥青增加会使混合料的空隙率减小，所以在设计混合料级配阶段，应较期望的空隙率大1到2个百分点。纤维一般分为矿物纤维和木质素纤维，我们国家的规范要求添加量为沥青的0.5%，美国乔治亚州采用矿物纤维0.3%，木质素纤维0.4%。具体选用应根据试验确定。

以上几种方法根据工程具体情况选择使用，可以采用一种或多种。本工程采用的是①和②方法。

原材料具体技术指标要求应符合设计要求，但不得低于JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范的要求。

3.1.2 混合料组成设计

排水沥青因为其空隙率大，矿料级配较粗且多为开口空隙，沥青容易从混合料中析漏出来，所以难以使用通常的马歇尔试验方法确定沥青含量。我国规范参考日本的规范设计方法，以主要影响空隙率的2.36mm筛孔的通过率在中值范围±3%内适配3组不同的矿料级配作为初选级配，按期望的沥青膜厚度计算每一组混合料的初始沥青用量，再测定每种混合料的马歇尔空隙率，绘制2.36mm通过率和空隙率的关系曲线，根据期望的空隙率确定矿料级配，再根据确定的矿料级配计算出初始沥青用量。

混合料组成设计主要以各项功能性检验为主，选择空隙率较大而又具有较高的耐久性的最大容许沥青膜厚度来确定最终的沥青用量。

本工程排水沥青混合料组成设计数据如下：

根据各种集料和填料的筛分试验的通过率，初始合成级配如下：

按推荐的10μm~14μm沥青膜厚度，本工程取12μm计算初始沥青用量，计算结果如下：

测定三组初始级配的马歇尔空隙率分别为21.3%、19.8%、18.7%，与2.36mm通过率绘制成曲线如下图：

由表3-1和图3-1可看出，初始级配B较接近中值，且较中值稍粗，空隙率略小于20%。根据经验，本次设计选用初始级配B作为混合料矿料级配，将油石比调整为4.5%作为初始沥青用量，拌制沥青混合料进行马歇尔空隙率试验和性能检验试验，主要指标检测结果如下：

由表3-3可看出，混合料各项主要指标均能满足要求，确定混合料的最佳沥青用量（油石比）为4.5%。

本工程采用的是间歇式沥青拌合楼生产混合料，进行生产配合比设计时，将生产级配曲线尽量向目标级配曲线靠拢，在试拌时至少要3次马歇尔试验连续合格时才能确定生产级配。

3.2试验工程施工

排水沥青的施工与一般热拌沥青混合料的施工基本相同，需要注意的几点：①做好下层的排水横坡和防水粘结层 排水沥青是靠下层顶面排水的，在施工下层时要确保横坡符合设计要求，防水粘结层要采用经久耐用排水效果好的措施，可均匀喷洒改性乳化沥青做为防水层，喷洒时应特别注意下层与排水边沟的连接处要喷洒到位，防止漏水。②严格控制施工温度 因为排水沥青要求沥青有足够的粘度，适当提高施工温度可增强沥青与集料的粘附性和碾压嵌挤密实，但温度过高沥青又容易产生析漏。采用高粘度沥青时，建议混合料拌合温度控制在180℃左右，改性沥青控制在170℃左右。运输要采用良好的保温措施。排水沥青的大空隙特点，使其比一般沥青散热快，摊铺施工时，碾压段落不能过长，要确保碾压温度。③应采用钢筒式压路机碾压 排水沥青的粗骨料多，为了减少混合料离析和保证表面平整度，宜采用双钢轮压路机碾压。④做好保洁工作 公路施工一般交叉施工多，路面容易受到交叉施工污染，所以在摊铺施工前后都要做好保洁工作和交通管制工作，防止杂物堵塞排水沥青的空隙影响排水效果。

3.2.1 摊铺工艺

①采用两台ABG423摊铺机全幅铺筑, 两台摊铺机相距不超过5m，两台摊铺机摊铺层的纵向接缝采用热接缝。②摊铺速度控制 摊铺机选择摊铺速度均为起步1~1.5m/min,正常2.5m/min，做到缓慢均匀不间断地摊铺。

3.2.2压实工艺

①初压 采用2台DD130双钢轮各自对应一台摊铺机碾压4遍，压路机碾压采用前后静压，每遍碾压均对应各自摊铺机由低处向高处进行小循环碾压，速度为4～5Km/h。建议初压温度155℃-170℃。②复压 采用1台DD110双钢轮在全幅范围内由低处向高处进行大循环碾压, 碾压为前后静压2遍，速度为4~6km/h。建议复压温度135℃-155℃。③终压 采用1台XP-261胶轮压路机全幅静压1遍，速度为4~6km/h。建议终压温度在60℃左右进行。④高粘度沥青使施工接缝不容易熨热压平，易产生明显的痕迹。所以在施工中应尽量以全幅路面宽度进行摊铺作业，调整好混合料的生产与施工量平衡，使摊铺机连续不间断作业，将接缝数量降至最低。

3.2.3 试验检测

对试验路段进行了常规的现场检测，其检测结果如下：

4结语

通过本工程排水沥青的施工，得到一下几点认识：

①沥青的选择至关重要，主要以60℃动力粘度来衡量，使用动力粘度高的沥青将会有好的路用性能。②在进行配合比设计时，确定最佳沥青用量是关键，除了主要以析漏试验和飞散试验来确定沥青用量外，还应辅以其他试验和多组矿料级配来综合确定最佳沥青用量。③在施工过程中，混合料的温度控制和摊铺碾压工艺是排水沥青路面成功的关键所在。④对排水沥青路面我国还缺乏经验，而且国内的卫生环境令人堪忧，特别在城市道路中使用排水沥青要慎重，其卫生环境和排水系统功能要相应提高。

参考文献

[1] JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》.

[2] 江苏省特聘教授沈菊男《温拌发泡沥青、排水沥青路面技术讲座》.