大空隙排水的沥青路面排水方法综述

彭永恒　何冰山　张智洁　王慧　唐琼祯

摘 要：我国大多数地区处于年降水量较大区域，特别是沿海一带，年降雨量居高不下。路表水未能及时排出已成为妨碍交通安全的重要因素之一，及时排出路表面水流能增加道路表面抗滑性、降噪等功效，同时还能减缓路表长时间未能排出的水对路表面的损害。本文采用大空隙排水沥青混合料改善目前沥青路面面层性能，分别就混合料的组成成分和外加剂用量进行室内试验，确定混合料集配、沥青最佳用量和外加剂用量。并通过试验验证了其优良的排水性能，对大空隙排水沥青混合料的现实应用具有指导意义。

关键词：大空隙；排水路面；沥青混合料；综述

排水沥青路面具有抗滑、排水、降噪等多重优点，在欧美等地已得到了广泛的应用。随着国内高等级公路建设事业的发展需要，排水沥青混合料亦将在我国得到充分应用。本文通过对沥青混合料各项技术指标的试验研究，得出较为理想的排水性大空隙混合料[1-3]。

1 大空隙排水混合料机理概括

排水沥青混合料以粗集料为主，惨入适量玛蹄脂作为混合料外加剂，以达到排水沥青混合料其他优良性能。本试验粗集料均采用玄武岩碎石。细集料和矿粉采用石灰石，选择较高集配类型。

实践说明，在混合料中添加合适的外加剂能有效的改善混合料的耐久性和稳定性。有实践证明选择玛蹄脂作为外加剂不仅有上述两种优良性质外还能与沥青形成的纤维胶泥能在骨料之间形成一种嵌琐结构，该结构能有效提高骨料之间的联结作用。因此为得到更好性能的排水混合料，将在混合料中加入玛蹄脂作为外加剂[4-5]。

大空隙排水沥青混合料集料采用粗集料含量较高，细集料含量较低，结构空隙率比较大间断集配，组成结构为骨架空隙结构。混合料孔隙率一般为18%～22%左右，沥青用量范围为4%～6.5%。在车辆高速运行时，在普通沥青混合料路面，如果路表面水不及时排出，就很容易发生水滑或者水漂现象。而采用大空隙沥青混合料的路面，水流及时排出路表，减少了路表面上的水膜厚度，使高速旋转车轮与路面具有足够的接触表面，与此同时，也避免了高速运转的车轮与路表水撞击产生水雾在阳光下的眩晕影响驾驶员正常驾驶，从而保证了行车的安全性。

普通沥青路面排水方式采用路面横坡或者纵坡排出，这种排水方法被广为运用。但是这种排水方面在某些路面状况就显示其局限的一面，比如在地面较为平坦、纵坡比较小的连续纵坡平原地区，在道路上将会出现较大面积积水和大面积水流面，在该路面高速运行的汽车容易发生水漂或者水滑现象，高速旋转的车轮与水流撞击产生水雾容易给驾驶员视线造成干扰，同时影响正常交通通行能力。在实际混合料拌合站，按照大空隙排水混合料集配方法摊铺上面层的道路就能较大程度的改善上述路面所表现出来的不足，大空隙排水混泥土路面具有以下特点：（1）使用改性沥青，集配选择AC-20，添加玛蹄脂外加剂的混合料路面稳定度并没有因为空隙大而降低；（2）及时排出路表水，降低行驶带来的噪音，增加驾驶人舒适性、安全性；保障道路通行能力。

2 国内外研究现状

2.1 国外研究现状

2.1.1 排水沥青路面起源

排水沥青路面起源于欧洲，1960年德国率先建造该类路面，将其称为PorousAsphalt，即是大空隙或排水型路面。因其较为优良的路用性能，这之后该类型路面相继在美国、日本、澳大利亚等国家得到广泛应用。

2.1.2 国外研究现状

各国对排水沥青混合料的研究、排水路面的设计等都制定了专用的规范文件，在相关的研究方面也受到本国的高度重视。排水沥青路面，在欧洲首先就得到了广泛的应用，美国和日本等多引用欧洲的设计思路。但是因为地域、环境、降水量等影响因素各有千秋，他们通过试验研究改善引进成果制定了符合其本国实际情况的相关规范规定[6]。在美国，设计了开级配沥青混凝土路面，该路面在美国使用范围较为普遍，但也还是存在一定的问题，比如：孔隙被粉尘等细微颗粒杂物填充因而丧失排水功能；稳定度、耐久性也同时出现相应危机；局部问题治理、修复难度大等，这些问题在日本同样让研究人员头痛。与此同时各国在根据本国所处地理位置、降水等综合因素考虑下排水沥青添加剂的选择上也各不相同：比如德国选用Pmb45、pmb46；英国在沥青中掺如EVA、SBS等；法国在沥青中惨如15%～20%的废旧轮胎粉。在距离我们较近的日本在这方面更是进行了更为深入的研究，日本在引进欧洲技术的前提下，大胆尝试各种沥青以及控制沥青的含量来以求得到性能良好的性质。在深入的研究后，日本多采用高粘度沥青作为排水沥青混合料中的唯一选择。但是由于受地域环境等多因素的影响，在控制沥青用量方面并没有给出完全统一的标准。日本在高粘度沥青排水路面的研究方面研究成果较为成熟，但是这种相对成熟的研究成果在适用的普遍性和统一性任然存在一些局限性。

总体上来讲，各国在排水沥青混合料的研究方面各有千秋，研究主要也都是为了更好的符合本国的要求。

2.2 国内研究现状

近年来，对排水沥青混合料的研究这股热风在国内蔓延开来，同时研究成果也慢慢的体现在工程的实际应用中来。在应用初期存在相对较大的难度，主要原因出在：我国幅员辽阔，地形、气候相对差别较大；因规范不一定能适用的道路，施工员在施工时是否原用规范等情况。国内的研究起步相对较晚，在沥青的选用上主要参考了在环境等影响因素较为相似的日本研究的高粘度沥青，在沥青用量的确定上，根据室内试验、工程应用等方面进行了折中选取；在外加剂的选择以及量的控制上根据地区的不同选择也不尽相同。在国内试验设备已相对成熟的今天，国内主要依托本地高校的试验设施。根据各地情况，相继出现了符合本地区的关于排水沥青混合料的规范文件。纵观全国各地对沥青混合料规范文件，排水沥青混合料空隙率一般控制在20%左右，排水效果较为良好。

3 结束语

综合国外研究方法，对比国内研究手段，找出更加适合国内大空隙沥青排水混合料组成设计配比，通过对排水沥青混合料最佳沥青用量的确定，对混合料强度、稳定性、排水性能以及渗水残留稳定度等的试验分析，提出了排水沥青路面混合料的设计方法和相关指标。试验采用沥青用量为4.8%、添加0.15%玛蹄脂作为外加剂，主要以粗集料为主空隙率在18%～22%的大空隙沥青混合料时，试验各项指标均满足国内外技术标准，对国内研究或工程实际应用具有指导意义。

参考文献

[1]王宏畅，茅建校，陈旭东.沥青路面表面纵向与横向疲劳裂缝扩展研究[J].森林工程，2012，28（2）：62-67.

[2]武鹤，魏建军，苏群，等.水稳砂砾沥青路面冷再生材料温缩和抗冻性能试验研究[J].森林工程，2012，28（5）：76-78.

[3]周西棚，程培峰，尚云龙，等.组合式基层与半刚性基层沥青路面技术经济指标对比分析[J].森林工程，2013，29（2）：99-102.

[4]张锋.李林波.李玉龙.等.大空隙排水性沥青路面配合比设计与实施[J].公路，2008，4：112-113.

[5]杨若冲.谈至明.黄晓明，等.掺聚合物的橡胶混凝土路用性能研究[J].中国公路学报，2010，23（4）.

[6]张肖宁.王绍怀.吴旷怀.王端宜.沥青混合料组成设计的CAVF法[J].公路，2011.12.

作者简介：彭永恒（1956-），男，山东莱州人，教授，博士，主要从事道路工程和沥青路面病害研究。