城市道路排水降噪瀝青路面施工工藝研究

王唯丞，孫 洵

[1.同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海市 200092；2.中國市政工程西南設計研究總院有限公司，四川 成都 610081]

0 引言

隨著社會發(fā)展，城市的現(xiàn)代化建設越來越快，尤其是城市道路的建設更是突飛猛進，建設理念也更加注重“環(huán)境友好型”，而且人們對生活品質的追求越來越高，對于出行質量和居住環(huán)境的要求也不斷升級。在城市道路建設中，如何既能提高道路的路用性能又能使得道路更安全、更環(huán)保、更舒適，是目前城市道路建設中的新目標。

歐洲是最早應用排水降噪瀝青路面的，由于其能夠快速排出路面積水并且能夠降低車輛行駛產生的噪聲，該路面很快就在各個國家得到了很好的應用[1]。美國主要應用的是開級配抗磨耗OGFC，使用改性瀝青并以纖維作為添加劑，孔隙率在20%左右。日本由于氣候條件不同于歐洲，在其基礎上對瀝青進行了改進，日本道路協(xié)會發(fā)布了《排水性鋪裝技術指針（案）》，該路面的排水功能一般可維持3到5 a，后期排水功能會出現(xiàn)衰減，大概5 到8 a 排水功能基本喪失。上世紀八九十年代，我國各個省市開始逐漸修筑排水降噪路面試驗路段，但由于我國國情區(qū)別于其他國家，前期出現(xiàn)問題較多，后期各科研機構和學者對排水降噪路面的性能進行了較為全面的研究，深入分析了材料性能、結構設計以及施工工藝等問題，為我國排水降噪瀝青路面的發(fā)展奠定了基礎，目前我國在相關方面的研究及應用經驗已比較豐富。

1 排水降噪瀝青路面功能特性

雨天對行車安全的影響主要是由于車輛的抗滑性能下降，雨后會在道路表面形成一層很薄的水膜，填充了道路表面的空隙，降低了車輛輪胎與路面之間的摩擦，很容易出現(xiàn)車輛打滑等現(xiàn)象。城市道路車輛密集，跟車現(xiàn)象明顯，前車在行進過程中會在道路表面濺水起霧，對后車的能見度產生不利影響，很容易引發(fā)追尾、碰撞事故，尤其在夜間行車，燈光在路表面容易發(fā)生鏡面反射，進而產生“眩光現(xiàn)象”，嚴重影響駕駛員視線。因此抗滑性能以及能見度的降低等不利影響都會降低行車安全性[2]。

隨著城市建設的快速發(fā)展，居住區(qū)與城市主干路之間的距離越來越近，居民對于居住環(huán)境的舒適性要求日漸增加，而且私家車的數(shù)量也越來越多。綜合各方面的因素，交通噪聲對居民的居住環(huán)境產生了一定程度的不利影響。目前城市道路在靠近居民區(qū)的地方設置了聲屏障等隔音設施，但其隔音效果具有一定的局限性。如果采用排水降噪路面，從根源上降低噪聲，對于降低城市道路噪聲污染具有重要價值[3]。圖1 為道路行駛噪音示意圖。

圖1 道路行駛噪音示意圖

綜上所述，排水降噪瀝青路面的功能特性如下：

（1）排水降噪瀝青路面孔隙率較大，雨水可以迅速地排出路表，減少路面水膜的產生，提高車輛輪胎與路面之間的摩擦力，減輕水漂、濺水等現(xiàn)象，進而提高雨天行車的能見度和抗滑性。對于多交叉路口的城市道路，該路面可將雨天車輛事故率減少80%。

（2）交通噪聲主要是由于車輛輪胎與道路路面之間空氣的抽空和壓縮導致的。排水瀝青路面的多孔隙結構能夠吸收車輛輪胎與路面之間產生的氣流，為空氣的抽空和壓縮提供了消散通道，因而能顯著降低交通噪音，進而降低城市的噪聲污染。根據(jù)相關研究，某道路排水降噪瀝青路面降噪效果圖見圖2（其中：PAC13 為排水降噪瀝青路面，AK13A 為采用AK13A 級配的普通瀝青路面）。

圖2 某道路排水降噪瀝青路面降噪效果對比

2 混合料的拌制、運輸和攤鋪

2.1 拌制

排水路面功能與性能的平衡點是配合比的精準，而瀝青混合料的拌制是得到優(yōu)質混合料的關鍵。一般情況下，混合料的拌制主要是控制集料組成、瀝青用量以及溫度系統(tǒng)的穩(wěn)定[4]。

（1）集料組成：集料包括冷料和熱料，而冷料的穩(wěn)定是基礎，主要包括料源、規(guī)格組成以及上料配料的穩(wěn)定，石料供應統(tǒng)一、避免料倉混料、剔除超尺寸顆粒、各上料斗間不得竄料等均須滿足要求。

（2）瀝青用量：排水降噪瀝青混合料中粗集料含量較高、瀝青膜相對較厚，瀝青含量的變化對混合料的性能影響更加敏感，因此控制油石比在較小范圍內波動很重要。相比于普通瀝青混合料，排水降噪瀝青路面須更加嚴格控制油石比波動的單鍋檢驗以及總量檢驗。

（3）溫度系統(tǒng)：集料、瀝青以及拌合料的出料溫度都應當滿足排水降噪瀝青混合料的拌和要求，且溫度應均勻穩(wěn)定，須確保冷料含水狀態(tài)均勻一致以及溫度參數(shù)穩(wěn)定，發(fā)現(xiàn)異常情況及時進行調整；開工前應不加瀝青試走幾鍋熱料，當熱料穩(wěn)定并達到相關要求后再進行瀝青的拌和。

2.2 運輸

排水降噪瀝青混合料為間斷級配，散熱更快、瀝青膜更厚，在運輸過程中更應注重混合料的保溫效果。若用苫布、棉被等材料覆蓋，可比不覆蓋的混合料有3 ℃左右的保溫效果；也可采用大噸位的運輸車、加溫車廂等進行運輸，并做好運輸與攤鋪之間的銜接工作。

在運輸過程中很容易發(fā)生粗集料和細集料的離析、瀝青析漏等現(xiàn)象，從而嚴重影響混合料的性能，因此在裝卸時一般選擇分堆裝卸方式，圖3 為分3次裝料示意圖。運輸時應盡量選擇平坦的路況，減少“抖車”現(xiàn)象的發(fā)生，卸料過程中也應避免撞擊攤鋪機。

圖3 分次裝料示意圖

2.3 攤鋪

由于排水降噪瀝青路面粗集料含量多、空隙率大、散熱快，更易出現(xiàn)離析等問題，因此應更加注重攤鋪的連續(xù)性和均勻性，攤鋪過程應緩慢、不間斷，不隨意變換速度和中途停頓，盡量減少接縫等環(huán)節(jié)，進而提高攤鋪平整度、減少混合料離析。由于該路面結構主要通過路面體內部進行橫向排水，空隙率對于排水效果的好壞有著重要的影響，尤其是同幅路面，若外側空隙率小于內側空隙率，很容易將積水留在路面內部，對路面功能的發(fā)揮有著非常不利的影響，因此在攤鋪過程中須嚴格控制相關施工工序。

3 混合料碾壓

碾壓是排水降噪瀝青路面施工中最重要的步驟，若碾壓次數(shù)過多或重量過重，可能引起粗集料嵌擠界面的破碎，進而導致骨架結構的失穩(wěn)；若碾壓次數(shù)過少或重量過輕，會引起空隙率過大、結構強度不足，進而影響路面的耐久性。碾壓機具的組合、碾壓遍數(shù)的確定、碾壓溫度的控制等都對混合料的壓實效果影響顯著。

由于瀝青混合料溫度的可變因素較多，出料、運輸、攤鋪等過程均會影響溫度的穩(wěn)定性，且同樣受外界溫度、天氣狀況等客觀因素的不利影響，因此本文重點研究溫度對壓實效果的影響。為分析不同溫度對壓實效果的影響，本文使用PAC13 混合料進行馬歇爾試驗，得出5 種溫度下的馬歇爾擊實試驗結果，見表1。

表1 不同溫度下馬歇爾擊實試驗結果

由表1 可知：5 ℃的溫差對混合料的空隙率以及密度都有著顯著影響，在擊實功相同的情況下，隨著溫度升高，空隙率遞減、密度增大，但溫度過高會導致能耗增加和瀝青老化，因此必須嚴格控制碾壓溫度。在適宜溫度附近（165 ℃），馬歇爾強度較大，表明排水降噪瀝青混合料在165 ℃附近碾壓效果較好。在實際施工中，除需滿足規(guī)范中要求的各項規(guī)定外，還要嚴格確定機具組合、碾壓遍數(shù)等相關施工工藝。

4 結語

排水降噪瀝青路面對于提高城市道路的行車安全性、降低交通噪聲等方面具有重要的意義。本文以排水降噪瀝青路面為對象，分析了其排水、降噪方面的功能特性，并對其施工過程中的拌制、運輸、攤鋪以及碾壓等施工工藝中的要點進行了分析。碾壓作為施工過程中的關鍵環(huán)節(jié)，溫度受可變因素影響較大，通過試驗給出了混合料在碾壓施工中的建議溫度值。