排水性瀝青路面的排水機(jī)能衰變規(guī)律研究

赫振華

（上海浦東路橋建設(shè)股份有限公司，上海市 201210）

0 前言

城市道路在城市發(fā)展中具有舉足輕重的地位，隨著城市建設(shè)的推進(jìn)，人們對城市道路的要求也越來越高，具有降噪排水功能的排水性瀝青路面得到了迅速的應(yīng)用和發(fā)展。上海作為較早應(yīng)用和推廣排水性瀝青路面的地區(qū)，通過對此地區(qū)排水性瀝青路面的應(yīng)用情況進(jìn)行研究，可以在指導(dǎo)排水性瀝青路面在城市中的應(yīng)用中起到典范的作用。

到目前為止，上海地區(qū)共建成投入排水性瀝青路面13條，排水性瀝青混合料使用量達(dá)30萬t。從2002年開始，上海市相繼在浦東北路、冬融路、濱州路、桃林公園、五洲大道、環(huán)南一大道、張衡路和世博園區(qū)等改建和新建工程中應(yīng)用了排水性瀝青路面技術(shù)，特別是2009年上海市在浦東機(jī)場北通道和中環(huán)線浦東段鋪筑了長達(dá)31 km長的排水性瀝青路面，標(biāo)志著上海地區(qū)排水性瀝青路面的相關(guān)技術(shù)和規(guī)模都達(dá)到一個(gè)新的水平。

而隨著排水性瀝青路面通車時(shí)間的增加，空隙堵塞問題不可避免，本文依托幾條排水性瀝青路面的跟蹤檢測結(jié)果，對比快速路段和低速路段、高架和地面以及不同行車道的路面排水機(jī)能衰變規(guī)律，并分析造成空隙堵塞的原因，為排水性瀝青路面養(yǎng)護(hù)方案的制定提供參考。

1 結(jié)果與討論

排水機(jī)能是排水性瀝青路面的主要功能性指標(biāo)，其強(qiáng)弱程度由滲水系數(shù)來定量表征，同時(shí)滲水系數(shù)亦是表征路面空隙堵塞程度的手段之一。本文基于路面滲水系數(shù)檢測結(jié)果，從以下多個(gè)方面探討排水性瀝青路面排水機(jī)能衰變規(guī)律。

1.1 快速路段和低速路段排水機(jī)能衰變規(guī)律對比

快速路段和低速路段滲水系數(shù)衰變曲線見圖1。

圖1 快速路段和低速路段滲水系數(shù)衰變曲線

從圖1中觀察到，快速路段（中環(huán)浦東段）和低速路段（環(huán)南一大道）的滲水系數(shù)隨通車時(shí)間增加呈線性衰減，且低速路段具有較大的衰減速率；據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果，兩條上述路段排水性瀝青路面的滲水系數(shù)衰減是由于路面空隙堵塞造成的，而快速路段滲水系數(shù)衰減速率較慢與高速行車伴隨產(chǎn)生的較強(qiáng)“泵吸效應(yīng)”相關(guān)，即較強(qiáng)的“泵吸效應(yīng)”使得快速道路路面更不易堵塞。

1.2 高架路面和地面路面的排水機(jī)能衰變規(guī)律對比

高架路面和地面路面滲水系數(shù)衰變曲線見圖2。

圖2 高架路面和地面路面滲水系數(shù)衰變曲線

如圖2所示，高架路面（世博北通道）和地面路面（張衡路）滲水系數(shù)隨通車時(shí)間增加呈線性衰減，且高架路面滲水系數(shù)具有較小的衰減速率，根據(jù)研究顯示，與地面路面相比，高架路面易于管理，有效控制了導(dǎo)致路面空隙堵塞的外來污染物，減緩了高架路面的滲水系數(shù)衰減程度，減緩了路面空隙堵塞。

1.3 同一路段不同行車道排水機(jī)能對比

以浦東機(jī)場北通道段為例，見圖3，隨通車時(shí)間增加，四條行車道的滲水系數(shù)都呈線性衰減，且靠近橫向排水管道末端的3、4車道具有較高的衰減速率，分析原因?yàn)椋?、4車道靠近路邊緣，是橫向排水性管道的最末端，是灰塵等臟物的富集區(qū)，易造成車道堵塞；同時(shí)，1、2車道的高速行車產(chǎn)生的“泵吸效應(yīng)”一定程度上起到路面空隙自清理的作用。

圖3 不同行車道滲水系數(shù)衰變曲線對比

1.4 排水機(jī)能衰減原因分析

根據(jù)研究顯示，造成排水性瀝青路面排水機(jī)能衰減的原因有兩點(diǎn)：一、由于交通荷載反復(fù)作用下造成的路面結(jié)構(gòu)再壓密過程，造成路面結(jié)構(gòu)性病害產(chǎn)生，路面空隙率減小，排水機(jī)能衰減，這種情況的產(chǎn)生與排水性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)、施工過程密切相關(guān)，再壓密的程度可以通過結(jié)構(gòu)性指標(biāo)—平整度來表征，且再壓密現(xiàn)象造成的排水機(jī)能衰減是不可逆的；二、灰塵等污染物堵塞路面空隙，造成路面空隙率減小，排水機(jī)能衰減，針對此情況，可借助專業(yè)養(yǎng)護(hù)工具，清除路面空隙堵塞物，恢復(fù)其排水機(jī)能。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，所有類型的路面在通車一定時(shí)間后，由于反復(fù)行車荷載過程，都有一定程度的再壓密現(xiàn)象發(fā)生，其再壓密程度由行車類型、瀝青混合料的使用性能和通車時(shí)間等因素共同決定，嚴(yán)重的再壓密過程會(huì)造成路面車轍現(xiàn)象，是路面結(jié)構(gòu)破壞的表現(xiàn)形式之一。

通車三年后，環(huán)南一大道路面滲水系數(shù)從1 500 mL/15 s減為800 mL/15 s，路面空隙率衰減幅度較大，為分析造成路面空隙率衰減的原因，檢測其通車三年內(nèi)的平整度數(shù)據(jù)，見表1。

環(huán)南一大道路面平整度變化曲線見圖4。

表1 環(huán)南一大道路面平整度檢測結(jié)果

圖4 環(huán)南一大道路面平整度變化曲線圖

從圖4中可知，環(huán)南一大道路面平整度數(shù)值隨通車時(shí)間增加呈線性增長，這表明路面結(jié)構(gòu)發(fā)生了一定程度的再壓密過程；通車時(shí)間三年后，環(huán)南一大道路面平整度最大數(shù)據(jù)為3.5 mm，其變化幅度在合理的范圍內(nèi)，且路面現(xiàn)場沒有發(fā)現(xiàn)明顯的車轍現(xiàn)象，這說明空隙率衰減的主要原因不是再壓密過程，而是環(huán)境沙塵污染；另外，環(huán)南一大道具有較高的交通量，過往車輛以重載車居多，對路面承受荷載能力要求極高，通車三年后仍保持較好的排水機(jī)能，以及較好的路面強(qiáng)度，這與合理的配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)施工過程密切相關(guān)。

通車三年后，環(huán)南一大道仍保持較好的結(jié)構(gòu)性指標(biāo)，是排水性瀝青路面應(yīng)用技術(shù)成熟的表現(xiàn)。通過合理的生產(chǎn)和施工，從源頭控制路面質(zhì)量，避免在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，發(fā)生路面再壓密現(xiàn)象，造成路面排水機(jī)能衰減，這既利于排水性瀝青路面養(yǎng)護(hù)工作順利進(jìn)行，又節(jié)省人力物力，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

2 結(jié)論

（1）根據(jù)排水性瀝青路面排水機(jī)能衰變規(guī)律，可為不同路面制定專門的養(yǎng)護(hù)方案，以有效恢復(fù)其排水機(jī)能；

（2）從排水性瀝青路面的配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)施工的源頭控制路面質(zhì)量，為養(yǎng)護(hù)工作的開展提供新思路。

[1]JTG E60-2008,公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程[S].

[2]JTJ 073.2-2001,公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].