淺談排水瀝青路面的應用研究

呂建軍

【摘要】通過工程實例的介紹，提出了排水瀝青路面的配合比設計方法和施工注意事項。

中圖分類號：U44文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2012)04(a)-0000-00

1排水瀝青路面的簡介

排水瀝青路面是指壓實后空隙率在20%左右，能夠在混合料內部形成連通排水通道的新型瀝青混凝土面層，其實質為單一粒徑碎石按照嵌擠機理形成骨架－空隙結構的開級配瀝青混合料。此外，針對以改善表面抗滑功能為主的開級配表面薄層又稱開級配磨耗層( OGFC，open-graded friction course ) 、多孔隙瀝青磨耗層( PAWC， porous asphalt wearing course )等。這些材料的構成特征基本相同，但由于使用功能、描述角度和突出重點有所區別而被賦予不同的名稱，有時在技術特點上也有所不同。

排水瀝青路面采用大空隙瀝青混合料作表層，將降雨透入到排水功能層，并通過層內將雨水橫向排出，從而消除了帶來諸多行車不利作用的路表水膜、減少行車濺水和水霧，顯著提高雨天行車的安全性、舒適性；同時，由于排水瀝青路面的多孔特征可以大幅降低交通噪音，也被稱為低噪音瀝青路面。

2排水瀝青路面的適用性

排水瀝青混合料的與一般瀝青混合料相比其最大的特點是空隙率大，在使用時需要慎重。其一是排水瀝青路面的空隙特別大，雜物容易進入空隙，如果進入空隙的雜物不能被汽車高速行駛的負壓吸走，雜物會越積越多，最終被汽車壓實而堵塞，一旦堵塞將很難清除，則其排水和降噪功效將迅速降低，日本的應用經驗認為：排水瀝青路面的排水功能在3～5年內開始衰減，5～8年基本喪失，但可以繼續使用。其二是由于空隙率大，一旦進水后發生冰凍，冰的反膨脹會影響其耐久性。所以排水瀝青路面一般適用于多雨地區的高速公路和城市快速干線。

排水瀝青路面通常采用公稱最大粒徑19mm和13mm兩種級配類型，當特別需要降低噪聲時，宜采用公稱最大粒徑較小的級配。

3工程實例

以南京南站綜合樞紐快速環線工程機場高速公路擴建子項為例，通過配合比設計和試驗段的施工，簡單介紹排水瀝青路面的施工要點和注意事項，以作為參考。

設計采用PAC-13級配類型，結構層厚度4cm。

3.1配合比設計

3.1.1 原材料選擇

排水瀝青路面空隙率大，其主要的破壞有①析漏②剝離和松散③快速氧化。所以要求瀝青對集料有耐久的裹附力和粘附力，以及較強的抗剝離性；粗集料應具有高粘附性、高耐磨性、高耐破碎性的不含風化顆粒的優質骨料；細集料禁止選用與瀝青粘附性差的天然砂及酸性石料破碎的機制砂，可選用0~2.36mm潔凈無風化的堿性石料破碎的機制砂或者與瀝青粘附性好的天然砂；填料應采用干燥潔凈的石灰巖礦粉，嚴禁拌和機回收利用粉料。

提高排水瀝青混合料的抗剝離和析漏的能力的方法有①采用高粘度的瀝青，可以采用SBS改姓瀝青作為基質瀝青，加高粘度改性劑合成。②添加抗剝離劑，通常在混合料里添加適量的消石灰，以增加瀝青與集料的粘附性。消石灰添加量宜占骨料的1%，或者占礦粉的40%。③在混合料里添加一定量的纖維，纖維能增強其穩定性和抗分散能力，能較有效的減少瀝青析漏，但加入纖維后，瀝青用量會有所增加，纖維和瀝青增加會使混合料的空隙率減小，所以在設計混合料級配階段，應較期望的空隙率大1到2個百分點。纖維一般分為礦物纖維和木質素纖維，我們國家的規范要求添加量為瀝青的0.5%，美國喬治亞州采用礦物纖維0.3%，木質素纖維0.4%。具體選用應根據試驗確定。

以上幾種方法根據工程具體情況選擇使用，可以采用一種或多種。本工程采用的是①和②方法。

原材料具體技術指標要求應符合設計要求，但不得低于JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術規范的要求。

3.1.2 混合料組成設計

排水瀝青因為其空隙率大，礦料級配較粗且多為開口空隙，瀝青容易從混合料中析漏出來，所以難以使用通常的馬歇爾試驗方法確定瀝青含量。我國規范參考日本的規范設計方法，以主要影響空隙率的2.36mm篩孔的通過率在中值范圍±3%內適配3組不同的礦料級配作為初選級配，按期望的瀝青膜厚度計算每一組混合料的初始瀝青用量，再測定每種混合料的馬歇爾空隙率，繪制2.36mm通過率和空隙率的關系曲線，根據期望的空隙率確定礦料級配，再根據確定的礦料級配計算出初始瀝青用量。

混合料組成設計主要以各項功能性檢驗為主，選擇空隙率較大而又具有較高的耐久性的最大容許瀝青膜厚度來確定最終的瀝青用量。

本工程排水瀝青混合料組成設計數據如下：

根據各種集料和填料的篩分試驗的通過率，初始合成級配如下：

按推薦的10μm~14μm瀝青膜厚度，本工程取12μm計算初始瀝青用量，計算結果如下：

測定三組初始級配的馬歇爾空隙率分別為21.3%、19.8%、18.7%，與2.36mm通過率繪制成曲線如下圖：

由表3-1和圖3-1可看出，初始級配B較接近中值，且較中值稍粗，空隙率略小于20%。根據經驗，本次設計選用初始級配B作為混合料礦料級配，將油石比調整為4.5%作為初始瀝青用量，拌制瀝青混合料進行馬歇爾空隙率試驗和性能檢驗試驗，主要指標檢測結果如下：

由表3-3可看出，混合料各項主要指標均能滿足要求，確定混合料的最佳瀝青用量（油石比）為4.5%。

本工程采用的是間歇式瀝青拌合樓生產混合料，進行生產配合比設計時，將生產級配曲線盡量向目標級配曲線靠攏，在試拌時至少要3次馬歇爾試驗連續合格時才能確定生產級配。

3.2試驗工程施工

排水瀝青的施工與一般熱拌瀝青混合料的施工基本相同，需要注意的幾點：①做好下層的排水橫坡和防水粘結層 排水瀝青是靠下層頂面排水的，在施工下層時要確保橫坡符合設計要求，防水粘結層要采用經久耐用排水效果好的措施，可均勻噴灑改性乳化瀝青做為防水層，噴灑時應特別注意下層與排水邊溝的連接處要噴灑到位，防止漏水。②嚴格控制施工溫度 因為排水瀝青要求瀝青有足夠的粘度，適當提高施工溫度可增強瀝青與集料的粘附性和碾壓嵌擠密實，但溫度過高瀝青又容易產生析漏。采用高粘度瀝青時，建議混合料拌合溫度控制在180℃左右，改性瀝青控制在170℃左右。運輸要采用良好的保溫措施。排水瀝青的大空隙特點，使其比一般瀝青散熱快，攤鋪施工時，碾壓段落不能過長，要確保碾壓溫度。③應采用鋼筒式壓路機碾壓 排水瀝青的粗骨料多，為了減少混合料離析和保證表面平整度，宜采用雙鋼輪壓路機碾壓。④做好保潔工作 公路施工一般交叉施工多，路面容易受到交叉施工污染，所以在攤鋪施工前后都要做好保潔工作和交通管制工作，防止雜物堵塞排水瀝青的空隙影響排水效果。

3.2.1 攤鋪工藝

①采用兩臺ABG423攤鋪機全幅鋪筑, 兩臺攤鋪機相距不超過5m，兩臺攤鋪機攤鋪層的縱向接縫采用熱接縫。②攤鋪速度控制 攤鋪機選擇攤鋪速度均為起步1~1.5m/min,正常2.5m/min，做到緩慢均勻不間斷地攤鋪。

3.2.2壓實工藝

①初壓 采用2臺DD130雙鋼輪各自對應一臺攤鋪機碾壓4遍，壓路機碾壓采用前后靜壓，每遍碾壓均對應各自攤鋪機由低處向高處進行小循環碾壓，速度為4～5Km/h。建議初壓溫度155℃-170℃。②復壓 采用1臺DD110雙鋼輪在全幅范圍內由低處向高處進行大循環碾壓, 碾壓為前后靜壓2遍，速度為4~6km/h。建議復壓溫度135℃-155℃。③終壓 采用1臺XP-261膠輪壓路機全幅靜壓1遍，速度為4~6km/h。建議終壓溫度在60℃左右進行。④高粘度瀝青使施工接縫不容易熨熱壓平，易產生明顯的痕跡。所以在施工中應盡量以全幅路面寬度進行攤鋪作業，調整好混合料的生產與施工量平衡，使攤鋪機連續不間斷作業，將接縫數量降至最低。

3.2.3 試驗檢測

對試驗路段進行了常規的現場檢測，其檢測結果如下：

4結語

通過本工程排水瀝青的施工，得到一下幾點認識：

①瀝青的選擇至關重要，主要以60℃動力粘度來衡量，使用動力粘度高的瀝青將會有好的路用性能。②在進行配合比設計時，確定最佳瀝青用量是關鍵，除了主要以析漏試驗和飛散試驗來確定瀝青用量外，還應輔以其他試驗和多組礦料級配來綜合確定最佳瀝青用量。③在施工過程中，混合料的溫度控制和攤鋪碾壓工藝是排水瀝青路面成功的關鍵所在。④對排水瀝青路面我國還缺乏經驗，而且國內的衛生環境令人堪憂，特別在城市道路中使用排水瀝青要慎重，其衛生環境和排水系統功能要相應提高。

參考文獻

[1] JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術規范》.

[2] 江蘇省特聘教授沈菊男《溫拌發泡瀝青、排水瀝青路面技術講座》.