排水沥青路面技术研究与应用

0.15 0.075 6.1 4.4 6.2 4.9
最佳油石比：4.6% 日本：通常在5.0%
3 排水沥青路面工程应用案例 ➢ 盐通高速排水降噪路面
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
≤170 171~175 176~180 181~185 ＞185
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
➢ 永武高速排水降噪沥青路面主要技术方案
关键的结合料 “SBS+8%HVA”复合改性
3 排水沥青路面工程应用案例
施工工艺 一台摊铺机全幅摊铺、三台钢轮+一台胶 轮有序碾压
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
安全性
舒适性
安全性
1
排水沥青路面概要
➢减轻炫光
1
排水沥青路面概要
➢降低水雾
排水降噪路面
密级配路面
1
排水沥青路面概要
➢降低噪音
95
噪 音
93
（ 91
d 89
B 87 A 85
83
81
79
77
75
30
50
70
SMA路面
AR-AC路面 PAC排水路面
小雨 室外： 26℃，湿度70%
90
110
130
150
120 2000
100 1800
801600 601400
401200 201000
800 0 600
400
200
0
86 84 82 80 K352+00 7K8354+00 76
盐通线排水性沥青混合料配合比合成级配
各级筛孔(mm)的累计通过百分率（％） 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 100.0 91.5 48.0 17.3 15.7 11.5 9.3 7.7 100.0 90.0 51.6 16.3 16.1 11.6 9.0 7.2
• 对高温特重载条件，沥青的粘度标准应提高 一倍左右，即要达到500000pa.s以上 。
2 排水沥青路面技术研究
➢ 排水沥青路面成套技术之一 高粘度改性沥青开发
适应我们高温重载环境，开发适合我国性 价比高，有利于我国排水沥青路面的推广经济 基础，公路院研发了PA-T型高粘度添加剂 （HVA），
2 排水沥青路面技术研究
高粘结力
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 沥青品质的影响
渝邻高速（邻水-邱家河）
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 沥青品质的影响
2 排水沥青路面技术研究
➢ 重载（超载）交通和高温
设计考虑 荷载
p=0.7MPa
设计要求的动稳定 度(次/mm)
4000
55℃ 6575
车辙试验温度(可反映该地区夏季路面温度)
53339
107693
217434
439003
p=0.9MPa
6000 4000
18398 11308
74998 46096
151422 93069
305724 187907
617262 379388
5000
17160
69953
141236
285157
575737
p=1.0MPa
6000 4000
24128 14830
98357 60453
198585 122056
400947 246434
809518 497555
5000
22505
91740
185226
373974
755060
6000
31643
128992
260437
525828
1061656
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 重载（超载）交通和高温
log10 (DNS ) 0.0535 log10 () 0.0653T 0.630 p 5.592
渗透性
沥青流淌 好 差
3 排水沥青路面工程应用案例
最佳油石比设计思想关键点：
析漏损失率和飞散损失率之间的矛盾
少
沥青用量
多
沥青膜薄 差
渗水好
最佳 抵抗脱粒和松散的能力
渗透性好
沥青流淌 好 排水差
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例 ➢ 盐通高速排水降噪路面
级配 目标配合比
生产配合比
2 排水沥青路面技术研究
➢ 半刚性基层的适应性
• 对应力强度因子的计算,排水面层无不利影响； • 对多条排水路面的观测没有发现问题； • 设置粘结防水层仍是必要的
主要内容
1 排水沥青路面概要 2 排水沥青路面技术研究 3 排水沥青路面工程应用案例 4 排水沥青路面长期性能观测 5 成本与效益
3 排水沥青路面工程应用案例
石—石嵌挤
高粘沥青
1
排水沥青路面概要
➢中国排水降噪路面发展
上世纪80-90年代，我国上海、河北、黑龙 江、广东等地修了一些小规模的试验路，但 由于当时的材料、交通和气候条件等原因,均 未未获得成功，
我国许多地区对排水性沥青路面感兴趣，但工 程应用很少，并非成本原因：
1
排水沥青路面概要
➢中国排水降噪路面发展
车速（km/h)
)
1
排水沥青路面概要
➢水漂
1
排水沥青路面概要
➢国内外研究现状
1
排水沥青路面概要
➢国内外研究现状
1
排水沥青路面概要
➢排水降噪路面与OGFC区别
①厚度 ②空隙率 ③结合料 ④功能 改进措施：学习引进欧洲的排水性沥青路面技 术(PEM)：
改性沥青
纤维 更粗的级配 ↑厚度
↑空隙率20%
2 排水沥青路面技术研究
➢排水路面研究内容
➢路面安全特性 ➢路面功能设计 ➢路面结构 ➢路面排水系统 ➢路面沥青材料与混合料设计 ➢高温重载条件下的排水沥青路面技术 ➢施工技术 ➢长期性能观测分析等路用性能对策
2 排水沥青路面技术研究
➢核心技术成果： ➢排水沥青路面材料设计 ➢排水沥青路面排水系统设计 ➢试验评价技术 ➢施工与质量控制技术 ➢重载交通特征的排水沥青路面应用研究 ➢性价比突出的高粘改性沥青国产化研究开发
2019年 盐城南通高速 17km 2019年 南京宁杭二期高速 21km 2019年 江西永武(庐山西海)高速 28km
3 排水沥青路面工程应用案例 ➢ 盐通高速排水降噪路面
铺筑面积居 全国之首。 重点解决高 温重载条件 下排水沥青 修筑技术。
盐通高速公路
排水路段位于沿海高速左侧桩号为K367+222～K350+202 长约17km
通过率（%） 100 90.7 50.3 19.8 18 14.5 10.9 7.8 6.4 5.6
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
PAC
SMA
3 排水沥青路面工程应用案例 ➢ 工程施工中 质量管理与评价
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
主要内容
1 排水沥青路面概要 2 排水沥青路面技术研究 3 排水沥青路面工程应用案例 4 排水沥青路面长期性能观测 5 成本与效益
1
排水沥青路面概要
➢ 排水沥青路面的功能特点
1
排水沥青路面概要
➢ 排水沥青路面一般结构类型
1
排水沥青路面概要
➢安全性、舒适性、环保
增加路面/轮胎间的附着力
安全性
安全性
降雨条件: 降雨量、降雨强度
道路几何设计: 径流长度
降噪要求
考虑因素
交通条件
公路等级
经济因素
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 我国应用排水路面需面对的问题
应对重载（超载）交通
辙
半刚性基层的适应性
缝
适应性
污染带来的耐久性问题
渗
2 排水沥青路面技术研究
➢ 我国应用排水路面需面对的问题
点接触
高性能沥青
厚沥青膜
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
3 排水沥青路面工程应用案例
➢ 宁杭高速二期
设计空隙率：21%
2
最佳油石比：4.6%
宁杭二期
高粘度沥青配制方案： SBS改性沥青＋高粘剂(8：92)
宁杭二期排水性沥青混合料配合比合成级配
筛孔（mm） 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
60℃
62.5℃
65℃
67.5℃
26801
54112
109252
220582
5000
9977
40671
82116
165794
334742
p=0.8MPa
6000 4000
14029 8622
57186 35148
115460 70965
233116 143280
470666 289286
5000
13085
2 排水沥青路面技术研究
➢ 沥青混合料组成：排水效率
渗水系数(cm/s)
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
0
5
10
15
20
25
30
空隙率(%)
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 沥青混合料组成：排水效率
➢ 沥青混合料组成：排水效率
2 排水沥青路面技术研究
➢ 我国应用排水路面需面对的问题
表面功能的耐久性 路面结构的耐久性、水损坏问题等 我国大部分地区夏季高温，公路往往又存
在重载交通
为促进行业对排水沥青路面的科学应用，引导行业 技术进步，从2019年开始，交通部公路院持续十余
年对排水降噪沥青路面的成套技术进行研究。
主要内容
1 排水沥青路面概要 2 排水沥青路面技术研究 3 排水沥青路面工程应用案例 4 排水沥青路面长期性能观测 5 成本与效益
3 排水沥青路面工程应用案例
主要内容
1 排水沥青路面概要 2 排水沥青路面技术研究 3 排水沥青路面工程应用案例 4 排水沥青路面长期性能观测 5 成本与效益
4 排水沥青路面长期性能观测
4 排水沥青路面长期性能观测
➢每年观测两次结构耐久性功能耐久性
摆值
抗滑wk.baidu.com能
路况调查及渗水性 能
路面使用性能观测
排水沥青路面技术 研究与应用
曹东伟 博士/研究员
中国·厦门 2019年12月
资料来源
➢ 交通部西部科技项目《山区公路沥青面层排水技术研究》 ➢ 江苏省交通厅科技项目《排水性沥青路面应用技术研究》 ➢ 交通部标准规范项目《高速公路抗滑技术标准研究》 ➢ 盐通高速公路排水沥青路面施工技术服务 ➢ 宁杭高速公路排水沥青路面施工技术服务 ➢ 盐通高速公路排水性沥青路面试验段五年跟踪观测 ➢ 交通部科技示范路项目庐山西海高速排水沥青路面示范工程 ➢ 排水沥青路面养护技术研究
噪音测试 车撤与平整度
构造深度 动态摩擦系数
预测
安全性能—雨天交 通事故
雨天行驶状态
交通事故
4 排水沥青路面长期性能观测
4 排水沥青路面长期性能观测
摆值（BPN）
渗水量（ml/15s） K352+00左
噪K35音4+0值0左（dB） K356+00左 K358+00左 K360+500左 K364+300左 K365+00左 K366+500 K367+200 K372+00左 K377+00左 K371+00右 K366+600右 K358+00右 K354+00右
3 排水沥青路面工程应用案例 ➢ 盐通高速排水降噪路面
3 排水沥青路面工程应用案例 ➢ 盐通高速排水降噪路面
设计空隙率：20%
高粘度沥青配制方案： 70＃基质沥青＋高粘剂（12：88）
SBS改性沥青＋高粘剂(8：92)
序号 1 2
表 2.3-2 不同高粘度改性沥青方案费用比较（单位：RMB）
方案
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 水漂与路面水膜
交通部《高速公路抗滑技术标准的研究》的调查
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 水漂与路面水膜
h 0.1258 l 0.6715 i0.3147 q0.7786 TD 0.7261
坡面长度→显著，坡面的粗糙→次之，降雨强度→再 次之，坡面坡度→最小。
2 排水沥青路面技术研究
➢ 水漂与路面水膜
0.9
附 着
0.8
系 0.7
数 0.6
0.5
无水路面
h=5mm
h=10mm
h=15mm
0.4
0.3
0.2
0.1
0
50
60
70
80
90
100 110 120 130
速度（km/h）
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 水漂与路面水膜
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 沥青混合料组成：排水效率
2 排水沥青路面技术研究 ➢ 沥青混合料组成：排水效率
掺配比例 高粘剂费用 基质沥青费用 单价,元/吨
三菱 70＃＋高粘剂 12：88
6063.8
2006.4
8070.2
SBS 沥青+高粘剂 8：92
4042.5
3036.0
7078.5
3 排水沥青路面工程应用案例
最佳油石比设计思想关键点：
析漏损失率和飞散损失率之间的矛盾
少
沥青用量
多
沥青膜薄 差
好
最佳 抵抗脱粒和松散的能力
应用公路院自主开发的专利技术制备的HVA高粘度 改性添加剂（8%用量）和基于SBS改性沥青的复合 改性技术，比国外同类产品、使用普通70#沥青 （通常需要12~14%）的高粘度沥青方案每吨降低 2992元，如采用国外方案，则比本项目技术方案 每吨沥青贵约35%，具体计算见下表。本项目使用 的高粘度改性沥青约为1500吨，按此计算，本项 目方案比国外的排水路面高粘方案节约约450万元 （=1500*2992=4488000元）。