排水性瀝青路面的效益及其排水方案研究★

賀曉峰 蒲鳳平 朱 乾 王文奇*

(1.榆林市天元路業有限公司，陜西榆林 719000;

2.中鐵二局二公司，四川成都 610000;3.中鐵二局股份有限公司廣州分公司，廣東廣州 510632;

4.西南交通大學土木工程學院，四川成都 610039;5.西華大學建筑與土木工程學院，四川成都 610039)

0 引言

排水瀝青混合料，又名排水性瀝青混凝土(DAM)，最早出現在歐洲。因其空隙率大，又稱多孔性瀝青混凝土(PA)。美國稱之開級配抗滑磨耗層(OGFC)。1987年日本開始采用，稱之為排水性路面(PA)。這種路面在我國有開級配排水瀝青磨耗層、排水瀝青路面等幾種名稱［1］。排水性瀝青路面能有效消除水膜、改善雨天路面抗滑性能，提高道路行車安全性，同時可以減少交通噪聲［2］。因此，20世紀90年代開始，排水性瀝青路面在世界各地的應用呈現了星火燎原的態勢［3］。

應用排水路面的效益是多方面的。面對越來越嚴重的城市熱島效應，很多國家開始在城市道路排水路面方面尋找解決辦法［4］。與傳統瀝青路面相比，排水瀝青路面因具有排水、抗滑、降噪、消霧、防濺等性能［5］，排水路面環保意義重大。

排水層設置在路面結構的不同位置，排水效率不同［6］。本文研究不同的排水方案的優缺點和適用范圍，為此項技術的工程應用提供參考。

1 排水性路面的應用現狀

據不完全統計，公路和城市道路方面，1997年，杭州到金華鋪筑了1 000 m2的 OGFC路面，2002年上海浦東北路鋪筑了1.4 km，2003年西安的機場高速路鋪筑了17 km，2005年鹽城到南通高速鋪筑了17 km，2008年南京到杭州高速鋪筑了21 km，2009年上海浦東中環線鋪筑了31 km。

公園道路方面，據文獻［7］闡述，排水性瀝青路面在濕地公園有著很好的應用效果。杭州市區環西湖地區修筑了大量的排水性瀝青路面。

2 排水性路面的效益

排水性瀝青路面的效益主要包括安全效益、環境效益和經濟效益三部分［3］。

2.1 安全效益

1)與常規路面排水方式不同，排水路面的排水方式使得道路表面的地表徑流大大減少，在雨量不大時甚至完全消除，如圖1所示。

這樣可以大大降低出現水漂現象的概率，同時由于更大的路面表面宏觀構造增大了道路的摩擦系數，這些都顯著提高了行車安全性。

2)由于OGFC中主要是粗集料，而且瀝青含量較少，因此高溫穩定性和抗車轍能力較好，減少了雨天“水槽”進而造成“局部水漂”的風險。

圖1 排水路面與常規路面排水方式的區別

3)排水性瀝青路面表面的地表徑流減少后，使得雨后光線鏡面反射變成漫反射，減少夜間行車的眩光影響。

4)大大降低了路表面水膜厚度，增強交通標線的可見程度。

5)減少地表徑流和水膜厚度后，減少了汽車輪胎高速旋轉引起的水花和水霧，改善了后面車輛的司機的能見度。

2.2 環境效益

1)由于排水性路面的空隙率比傳統路面大很多，可以吸收輪胎高速旋轉帶來氣泡，因而可以降低行車噪聲，在城市道路中應用環保意義重大。

2)同密級配的路面形式相比，排水性瀝青路面透氣性能更好，有利于水分蒸發，對于減少城市日益嚴重的“熱島效應”有著積極意義。

3)由于排水路面的流水途經穿過路面結構層內部，見圖2。

圖2 排水路面的流水路徑示意圖

城市道路最關鍵的徑流污染物包括懸浮物、重金屬、氯化物等［8］，經過排水性路面內部結構的過濾，水中的懸浮物、重金屬等污染物含量都降低，對水體污染更小。

2.3 經濟效益

1)由于雨天行車更加安全，排水路面上的交通事故和交通擁擠現象大大減少，這具有顯著的經濟效益。

2)排水性瀝青混合料的密度較小，為2.0 t/m3，比常規瀝青混合料節省20%的石料，節省的瀝青就更多。

3)降低汽車燃油消耗量和輪胎磨耗量。

3 排水方案分析

3.1 明溝方案

明溝方案在國外使用效果不錯。優點:造價低。缺點:在國內的環境下，敞開的明溝極易造成垃圾的集中堆積，而且溝槽用垃圾清掃車也不易清理;對路面景觀還有不良影響。

3.2 路側排水溝方案

路側排水溝方案形式多樣，本文以混凝土管為例，如圖3所示。排水溝(槽)還有方形混凝土溝槽帶混凝土格柵頂蓋、不銹鋼溝槽、復合材料溝槽等多種形式。

圖3 路側排水溝方案排水設施結構圖

優點:過水斷面比較大、排水效果比較好。

缺點:造價較高，如果采用不銹鋼材質溝槽維修保養麻煩，而且容易被盜。

3.3 集水井方案

集水井主要適用于橋梁的橋面鋪裝排水，如圖4所示。

圖4 集水井方案排水設施結構圖

優點:可以根據排水需求安排集水井間距。

缺點:結構形式比較復雜，成本高。

3.4 排水方案比較

三種排水方案比較見表1。

表1 三種排水方案比較

明溝方案缺點較多，不是經濟條件太差的地方，不推薦采用。路側排水溝方案形式多樣，造價也有所不同，是大多數情況下推薦采用的方案。集水井主要適用于橋梁的橋面鋪裝排水。

4 結語

從減少水漂、水花、水霧、眩光等安全效益，降低噪聲、減少熱島效應、減少徑流污染等環保效益方面研究了采用排水性路面的效益。同時該路面形式還具有經濟效益。

對排水性路面排水方案的優點、缺點和適用范圍進行了分析比較。不同的情況下推薦不同的排水方案，路側排水溝(槽)是大多數情況下推薦采用的方案。本文為此項技術的工程應用提供了參考。

［1］吳牧星.談國內外排水瀝青路面的應用發展現狀［J］.山西建筑，2012，38(19):167-168.

［2］陳亞鋒.PC-13排水性罩面在高速養護工程中的應用［J］.山西建筑，2009，35(30):303-305.

［3］徐 斌.排水性瀝青路面理論與實踐［M］.北京:人民交通出版社，2011:2.

［4］Hendel，Martin，Colombert，Morgane，Diab，Youssef，et al.An analysis of pavement heat flux to optimize the water efficiency of a pavement-watering method［J］.Applied Thermal Engineering，2015，78(5):658-669.

［5］Allex E A，Enad M，Amy E M，et al.Stone-on-Stone Contact of Permeable Fricition Course Mixtures［J］.Journal of Materials in Civil Engineering，2010，22(11):1129-1133.

［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，羅忠賢，謝遠新.公園道路瀝青排水路面防水損害研究［A］.全國瀝青路面養護新技術暨改性瀝青技術創新交流大會論文集［C］.2015:9.

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