大空隙排水降噪沥青路面的应用

苌伟涛

（石家庄市交建高速公路建设管理有限公司，河北 石家庄 050000）

一、引言

大空隙沥青路面因具有良好的排水性能，在我国公路工程中得到了较为广泛的应用。在设计时，遵循连续开级配的方式，使得所形成的沥青混合料的空隙率较大，能够将道路中的积水等及时排出，降低了路面出现水雾的可能性，并起到降噪和排水的功能。但同样因为大空隙的影响，使其在应用时相比于传统路面而言有着较高的施工设计要求。

二、工程概况

本文所选试验路段为双向六车道高速公路，设计行车时速80km，该路段为旧路处治路段，积水现象较为严重，为达到排水效果，需在路段铺筑大空隙沥青混合料。施工时，需将原有的面层结构重新清除，再根据设计要求进行大空隙路面的铺筑。与传统路面相比，大空隙沥青道路所需的细集料用量较少，且大多采用粒径在4.75mm以下的优质细沙。试验所采用的沥青混合料具有20%的空隙率，以4.4%作为其最佳沥青用量。

三、大空隙沥青路面性能

（一）横坡度对排水性能的影响

在进行横坡模拟试验时，需在车辙板端部铺设垫片调节两端高度。试验所选用的路面横坡为1～3%，梯度为0.5%，分别开展了5组试验。本试验采用水力坡度对排水效果进行表征，通过试件两端的水位标高来计算水位高度差。基于达西定律计算试件在饱和稳定渗流状态下的参数，由试验数据可知，水力坡度在1%的横向坡度上升到3%时表现出不断上升的趋势，具体从0.03升高至0.062升。水流动力可采用水力坡度进行表征，两者呈现正比例关系，即随着横坡度不断增加，水力坡度持续上升，两者有着0.99的相关指数。故对于透水性沥青路面而言，随着横坡的不断加大，其排水性能也不断增强。对于排水沥青路面上的降水而言，在确保路表不出现积水现象，以及设计空隙率要求的前提下，可根据现场需要选取路面横坡度，以确保其具有足够的水稳定性。

（二）空隙率对排水性能的影响

在开始试验前，需先制备三组不同空隙率的试件，一组试件共包括3个。本次试验所采用的方法为：将套管竖立在马歇尔试件上，在套管中灌入水源。在套管中安装溢流装置，以此确保水位处于正常水平，此时，试件中不断有水下渗，并且保持恒定的水压。在容器中汇聚试件渗透的水，以一定时间内容器里的水量对试件渗水性进行表征。结果表明，对于排水沥青混合料而言，其横向水力传导系数是竖向水力传导系数的两倍，故在该实验中确定其横向水力传导系数时，仅需测量其竖向水力传导系数即可。所得试验结果如表1所示。

表1.各试件渗透系数

由数据可知，大空隙沥青路面的竖向和横向渗透系数随着空隙率的增加呈现不断增加的趋势。随着沥青混合料空隙率不断加大，水力传导系数均在不断上升，两者呈现正比例关系。因此，在透水路面的设计过程中，可通过提高沥青混合料的空隙率提高路面的排水性能，但提高排水沥青路面的空隙体积，容易增加流体动压力的冲洗效果，此时，将会出现沥青和骨料脱落的现象，从而导致水损坏。

综上所述，沥青混合料的空隙率以及沥青路面的横坡度均与大空隙沥青路面的排水性能有较强的相关性。因此，在设计大空隙排水沥青路面时，需综合考虑其所处环境。

此外，在考虑沥青路面的排水性能时，还需考虑其路用性能的需求，因此在配合比设计时，不仅需要满足空隙率要求，还需确保沥青混合料具有足够的强度。

四、施工技术

（一）拌和

采用间歇式拌和机进行拌和施工，同时严格控制集料和沥青的投放；由于施工中采用的是高黏度改性沥青，因此，在拌和沥青混合料时，需严格遵循各材料的标准要求进行拌和。对于改性沥青而言，应将其拌和温度控制在165～175℃，对于矿料而言，应将其拌和温度控制在180～190℃，两者的出料温度均应控制在175～185℃。若施工时，温度不满足要求，应将其废弃。

现场施工的具体拌和要求应根据试拌结果来确定。在拌和时，需确保混合料满足以下条件：根据设计顺序投放各混合料，在全部材料均投放完成后，确保拌和机器保持一定的运行速度，整个拌和时间应在70s以内，并确保集料无聚集和离析情况出现。相比于传统的沥青混合料，大空隙沥青排水沥青混合料拌和时间较长，大约多出10s左右。

（二）运输

在运输时，严格控制混合料温度，确保其满足施工要求，避免集料温度过低而削弱混合料性能。当混合料运输到现场时，应遮盖两层保温布，保证温度在175℃以上，确保其符合摊铺要求。

（三）摊铺和碾压施工

在摊铺施工前，将熨平板加热至110℃，并确保夯锤压实装置处于开启状态。摊铺时，严格控制摊铺机行驶速度处于1～3m/min左右，并确保其不随意停止工作，以避免出现离析现象。大空隙沥青路面密级配道路主要以压实度作为其控制要点，因此，在碾压施工时，一定要保证大空隙排水路面在满足空隙率要求的基础上，满足力学强度的要求。若施工时采用的压实功较大，将会压碎大粒径集料，导致无法达到预期空隙率要求，降低排水降噪性能。若压实功较小，则无法满足压实度要求。在碾压施工过程中，应采用12t以下的钢筒式压路机进行碾压施工，同时严格控制施工温度以及压实次数，保证施工质量。

五、结语

通过上述分析可知，水力坡度和渗透系数均可表征大空隙沥青路面的排水性能，并且其排水性能与沥青混合料的空隙率以及道路的横坡度有较大的关联性。随着空隙率和横坡度不断增加，其排水性能也在不断提高。因此，在设计时，应综合具体情况设计大空隙沥青路面。在大空隙沥青路面碾压施工时，应严格控制其空隙率，确保其能够在较大程度上发挥路用性能。