淺析透水瀝青在公路工程中的應用

程改艷

1 概述

改革開放以來，我國堅持以經濟建設為中心，在社會建設各個方面都取得了光輝的成績，公路工程建設更是取得了跨越式的發展，在我國城市道路建設中，絕大多數的城市道路、廣場、商業街、小區和公園道路等都廣泛使用密集配瀝青混合料和水泥混凝土等材料，使得城市地面被不透水面層覆蓋，這種現象首先會導致城市地下水位下降。水位下降會損害城市的水平衡、影響地表植物的生長，更有甚者會導致地層下陷。其次，密集配瀝青的路面在雨天時不能及時排水，便形成路表水膜，使得車輛雨天在道路上行駛時易出現打滑的現象，增加了交通事故發生率。最后，在遇到暴雨時，地面徑流量會急劇增加，這就會加重城市排水系統負擔[1]。基于以上密集配瀝青路面的缺點，一種新穎的多孔隙瀝青透水路面也應運而生。

2 透水瀝青優缺點

2.1 透水瀝青優點

透水瀝青是一種具有高空隙率的路面材料。它利用級配調整使粗細骨料間的孔隙率提高，使降落在道路上的雨水，從透水瀝青混合料內大量的孔隙迅速排至道路兩邊。此項技術于20世紀50年代被研制出來，美國、歐洲、日本等國家從70年代～80年代逐步開始應用。雖然國外已經采用了很多年，但我們國內用得還不多。因為它價格較高。直到90年代末我國才開始相關技術的試驗，并在廣東、陜西、上海和杭州等城市做了一些試驗道路。透水瀝青與普通瀝青路面相比，具有以下優點:

1)增加城市可透水、透氣面積，加強地表與空氣的熱量和水分交換，調節城市氣候，降低地表溫度，有利于緩解城市“熱島效應”。2)不易剝落和老化，高溫天氣不易產生泛油現象。3)充分利用雨雪降水，增大地表相對濕度，補充城區日益枯竭的地下水資源，防止因地下水資源枯竭而形成的地質下陷。4)雨天路面排水迅速，不會在路面形成積水，減少行車打滑，同時減少雨夜車燈光的反射，有利于行車安全。5)能有效地降低行車噪聲。6)減輕降雨季節城市道路排水系統的負擔，明顯降低暴雨對城市水體的污染。7)大量的空隙能吸附城市污染物粉塵，減少揚塵污染。

2.2 透水瀝青缺點

據青年時報報道，杭州市某些道路使用透水瀝青后，路面透水性好，行車噪聲小，乘車感覺舒適，受到好評。不過，人們漸漸發現在交叉路口、港灣式公交車站、BRT車道內，鋪了透水瀝青的路面會凹凸不平，有的高高隆起，有的成了淺坑。可見透水瀝青雖然優點明顯，但并不是十全十美的，有以下幾點不足:

1)價格較高，是普通瀝青的三四倍。2)抗剪能力差，重載車輛急轉彎或急剎車時極易發生剪切破壞。3)養護標準也很高，因為沙土容易堵住顆粒間孔隙，為保證路面排水通暢，需要半年清洗一次，這樣才能發揮出最大作用。4)夏天時，瀝青天熱易軟化，車輛剎車時的水平推力將瀝青內的骨料往前推，易使路面產生凹凸不平。

3 透水瀝青路面

3.1 透水瀝青路面國內外研究現狀

1)國外研究現狀:歐洲國家從20世紀50年代后期開始研究多孔瀝青路面，取得了不少豐富的經驗，對材料配比、施工方法、結構層厚度等方面進行了較全面的室內外試驗[2]。英國:1950年，英國的交通研究實驗室(TRL)開發了多孔瀝青路面，并應用于機場跑道，1960年開始在公路上修筑試驗路[3]。自1984年以來，英國鋪筑了多條試驗路，對采用合適的材料、級配等進行了研究。意大利:在1993年時已采用透水瀝青材料鋪筑了100多萬平方米的路面，取得了不錯的效果。比利時:該國應用透水路面也有20多年的經驗，它在透水瀝青材料中加入某種含纖維的物質，使得路面粗糙度增加且路面穩定性提高。法國:是采用排水瀝青路面最快的國家之一，通過運用透水瀝青路面材料，使車輛行駛產生的噪聲大幅度降低。為了進一步對混合料的性能進行研究，通過大量試驗發現加入纖維素的透水瀝青材料鋪筑的路面，不僅不會改變路面材料中的氣孔，而且會使路面車轍明顯減少[3]。荷蘭:在1972年時開始排水性瀝青混合料的應用研究，荷蘭降水量大，鋪筑這種路面能有效的防治雨天行車濺水，減少交通事故并取得了良好的經濟效果。除以上國家外，美國、日本、德國、丹麥、西班牙、瑞典、新西蘭、新加坡、馬來西亞等國家，對多孔瀝青路面都有研究和應用[2]。

2)國內研究現狀:由于各種原因我國對透水瀝青路面研究較晚，近年來，隨著道路交通量的大幅度增加，國內已有少數科研單位和高校開始了研究。

3.2 透水瀝青路面結構

透水瀝青路面是指由較大空隙率混合料作為路面結構層，其允許路表水進入路面的瀝青路面結構的總稱。根據適用場合可分為三種類型:

1)Ⅰ型:路表水進入路面后由面層排出并引到鄰近排水設施;2)Ⅱ型:路表水進入路面后由基層或墊層排出并引到鄰近排水設施;3)Ⅲ型:路表水進入路面后直接進入路基。

透水瀝青路面結構分為面層、基層和墊層三部分。

面層:透水瀝青路面面層材料一般采用多孔瀝青混合料PAC，它是一種典型的骨架—空隙結構，多孔瀝青混合料多采用高粘度瀝青作為結合料，可以通過摻加高粘度改性劑或使用SBS改性瀝青摻加高粘改性劑、SBS改性瀝青摻加纖維、在瀝青或改性瀝青中摻入廢舊輪胎粉、在瀝青中摻加EVA或橡膠等多種提高瀝青粘度的方法[1]。

透水基層(Ⅱ，Ⅲ型):在面層的下方，必須有足夠的穩定性能支持路面的施工操作，必須有足夠的儲水能力暫時儲存未排出的雨水，必須有足夠的強度以滿足路面結構的總體性能。

墊層(Ⅲ型):通常由粗砂、小顆粒集料或者土工織物組成，具有過濾功能和足夠的透水性能，它不僅能防止土顆粒通過泵吸作用進入基層或底基層，而且能分散傳至土基的荷載，使其不產生過量變形[1]。透水瀝青路面排水圖見圖1。

圖1 透水瀝青路面排水圖

3.3 透水瀝青路面的養護與維護

1)透水瀝青路面要長期保持透水功能以及排水降噪等其他路面功能，需要進行養護與維護。2)透水瀝青路面冬季應及時清雪，采取措施防止路面結冰，不宜機械除冰，不得撒灰或灰渣。3)透水瀝青路面投入使用后，隨時間的增加會出現空隙堵塞，造成透水能力下降，為確保透水路面的功能，可使用高壓水沖刷空隙洗凈堵塞物。

4 結語

透水瀝青材料具有良好的透水、抗滑和高溫穩定性，可降低交通事故的發生率。在人流量和車輛量較大的城市，該材料可以減少噪聲，提高環境質量。因此，希望道路材料方面的專家們能夠運用自己豐富的知識和實踐經驗加大對于該材料的研究與探索，努力降低其生產成本和維護成本，使其能在我國廣泛推廣與應用。

[1]蔣 偉.透水瀝青路面混合料配合比設計方法與路用性能研究[D].西安:長安大學，2008.

[2]黃 衛，錢國超，劉衛紅.透水瀝青路面和混合料組成設計[J].中國市政工程，1993(2):4-7.

[3]曹衛東，陳 旭，呂 偉.簡述國內外低噪聲瀝青路面研究現狀[J].石油瀝青，2005(1):50-53.