排水性沥青路面的效益及其排水方案研究★

贺晓峰 蒲凤平 朱 乾 王文奇*

(1.榆林市天元路业有限公司，陕西榆林 719000;

2.中铁二局二公司，四川成都 610000;3.中铁二局股份有限公司广州分公司，广东广州 510632;

4.西南交通大学土木工程学院，四川成都 610039;5.西华大学建筑与土木工程学院，四川成都 610039)

0 引言

排水沥青混合料，又名排水性沥青混凝土(DAM)，最早出现在欧洲。因其空隙率大，又称多孔性沥青混凝土(PA)。美国称之开级配抗滑磨耗层(OGFC)。1987年日本开始采用，称之为排水性路面(PA)。这种路面在我国有开级配排水沥青磨耗层、排水沥青路面等几种名称［1］。排水性沥青路面能有效消除水膜、改善雨天路面抗滑性能，提高道路行车安全性，同时可以减少交通噪声［2］。因此，20世纪90年代开始，排水性沥青路面在世界各地的应用呈现了星火燎原的态势［3］。

应用排水路面的效益是多方面的。面对越来越严重的城市热岛效应，很多国家开始在城市道路排水路面方面寻找解决办法［4］。与传统沥青路面相比，排水沥青路面因具有排水、抗滑、降噪、消雾、防溅等性能［5］，排水路面环保意义重大。

排水层设置在路面结构的不同位置，排水效率不同［6］。本文研究不同的排水方案的优缺点和适用范围，为此项技术的工程应用提供参考。

1 排水性路面的应用现状

据不完全统计，公路和城市道路方面，1997年，杭州到金华铺筑了1 000 m2的 OGFC路面，2002年上海浦东北路铺筑了1.4 km，2003年西安的机场高速路铺筑了17 km，2005年盐城到南通高速铺筑了17 km，2008年南京到杭州高速铺筑了21 km，2009年上海浦东中环线铺筑了31 km。

公园道路方面，据文献［7］阐述，排水性沥青路面在湿地公园有着很好的应用效果。杭州市区环西湖地区修筑了大量的排水性沥青路面。

2 排水性路面的效益

排水性沥青路面的效益主要包括安全效益、环境效益和经济效益三部分［3］。

2.1 安全效益

1)与常规路面排水方式不同，排水路面的排水方式使得道路表面的地表径流大大减少，在雨量不大时甚至完全消除，如图1所示。

这样可以大大降低出现水漂现象的概率，同时由于更大的路面表面宏观构造增大了道路的摩擦系数，这些都显著提高了行车安全性。

2)由于OGFC中主要是粗集料，而且沥青含量较少，因此高温稳定性和抗车辙能力较好，减少了雨天“水槽”进而造成“局部水漂”的风险。

图1 排水路面与常规路面排水方式的区别

3)排水性沥青路面表面的地表径流减少后，使得雨后光线镜面反射变成漫反射，减少夜间行车的眩光影响。

4)大大降低了路表面水膜厚度，增强交通标线的可见程度。

5)减少地表径流和水膜厚度后，减少了汽车轮胎高速旋转引起的水花和水雾，改善了后面车辆的司机的能见度。

2.2 环境效益

1)由于排水性路面的空隙率比传统路面大很多，可以吸收轮胎高速旋转带来气泡，因而可以降低行车噪声，在城市道路中应用环保意义重大。

2)同密级配的路面形式相比，排水性沥青路面透气性能更好，有利于水分蒸发，对于减少城市日益严重的“热岛效应”有着积极意义。

3)由于排水路面的流水途经穿过路面结构层内部，见图2。

图2 排水路面的流水路径示意图

城市道路最关键的径流污染物包括悬浮物、重金属、氯化物等［8］，经过排水性路面内部结构的过滤，水中的悬浮物、重金属等污染物含量都降低，对水体污染更小。

2.3 经济效益

1)由于雨天行车更加安全，排水路面上的交通事故和交通拥挤现象大大减少，这具有显著的经济效益。

2)排水性沥青混合料的密度较小，为2.0 t/m3，比常规沥青混合料节省20%的石料，节省的沥青就更多。

3)降低汽车燃油消耗量和轮胎磨耗量。

3 排水方案分析

3.1 明沟方案

明沟方案在国外使用效果不错。优点:造价低。缺点:在国内的环境下，敞开的明沟极易造成垃圾的集中堆积，而且沟槽用垃圾清扫车也不易清理;对路面景观还有不良影响。

3.2 路侧排水沟方案

路侧排水沟方案形式多样，本文以混凝土管为例，如图3所示。排水沟(槽)还有方形混凝土沟槽带混凝土格栅顶盖、不锈钢沟槽、复合材料沟槽等多种形式。

图3 路侧排水沟方案排水设施结构图

优点:过水断面比较大、排水效果比较好。

缺点:造价较高，如果采用不锈钢材质沟槽维修保养麻烦，而且容易被盗。

3.3 集水井方案

集水井主要适用于桥梁的桥面铺装排水，如图4所示。

图4 集水井方案排水设施结构图

优点:可以根据排水需求安排集水井间距。

缺点:结构形式比较复杂，成本高。

3.4 排水方案比较

三种排水方案比较见表1。

表1 三种排水方案比较

明沟方案缺点较多，不是经济条件太差的地方，不推荐采用。路侧排水沟方案形式多样，造价也有所不同，是大多数情况下推荐采用的方案。集水井主要适用于桥梁的桥面铺装排水。

4 结语

从减少水漂、水花、水雾、眩光等安全效益，降低噪声、减少热岛效应、减少径流污染等环保效益方面研究了采用排水性路面的效益。同时该路面形式还具有经济效益。

对排水性路面排水方案的优点、缺点和适用范围进行了分析比较。不同的情况下推荐不同的排水方案，路侧排水沟(槽)是大多数情况下推荐采用的方案。本文为此项技术的工程应用提供了参考。

［1］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):167-168.

［2］陈亚锋.PC-13排水性罩面在高速养护工程中的应用［J］.山西建筑，2009，35(30):303-305.

［3］徐 斌.排水性沥青路面理论与实践［M］.北京:人民交通出版社，2011:2.

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［6］Jean-Pascal Bilodeau，Guy Dore，Catherine Savoie.Laboratory evaluation of flexible pavement structures containing geocomposite drainage layers using light weight deflectometer［J］.Geotextiles and Geomembranes，2015，43(2):162-170.

［7］王文奇，罗忠贤，谢远新.公园道路沥青排水路面防水损害研究［A］.全国沥青路面养护新技术暨改性沥青技术创新交流大会论文集［C］.2015:9.

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