排水性沥青路面在道路工程中的应用

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《交通世界》

排

水性沥青路面起源于欧渊，是一种新型高科技生态环保路面结

构，排水性沥青混合料修筑的沥青路面具有迅速排出路表面水、降低行车噪音、抗滑能力强等特点，本文结合某高速公路工程，阐述了排水性沥青路面结构设计、混合料配合比设计，介绍了排水性沥青路面的施工技术。

工程概况

某高速公路全长167k m ，采用计算行车速度为100k m /h 的高速公路标准，路基标准宽度26.0m，全封闭、全立交。双向四车道，行车道为4×3.75m，中间带宽3.5m（其中左右侧路缘带各0.75m，中央分隔带2.0m)，硬路肩为2×3.0m（含路缘带0.5m），土路肩为2×0.75m。K118—K120段采用透水沥青路面结构（见图1），其设计参数见表1。

排水性沥青路面材料组成设计

沥青采用中海AH-70改性沥青，性能检测结果如表2所示。集料采用石灰

岩碎石，经检测其各项性能指标均符合高速公路表面层集料使用要求。

采用马歇尔设计和旋转压实设计相结合的设计方法提高路面的抗剥落性能和路用性能，在设计中掺入0.3%的聚酯纤维。初选级配采用沥青膜厚度(μm)=[油石比(%)×48.74]/(2+0.02a+0.04b+0.08c+0.14d+0.3e+0.6f+1.6g)计算预定油石比，其中a、b、c、d、e、

f、g分别为4.75、2.36、1.18、0.6、0.3、0.15、0.075mm筛孔通过率。对O G F C 沥青混合料，适应的沥青油膜厚度为8～14μm。计算出每种级配类型的预定油石比，通过旋压实仪旋转100次后成型试件，测得其空隙率和集料间隙率。先通过O G F C 松方间隙率V C A D R C 和预定油石比下的粗集料间隙率VCA的大小判断OGFC沥青混合料

排水性沥青路面在道路工程中的应用

文/周长学

A SPHALT TECHNOLOGY

沥青技术

是否形成骨架嵌挤结构，当VCA小于VCADRC时，OGFC沥青混合料形成骨架嵌挤结构，此时的级配为优选级配：再根据预定油石比下空隙率接近设计空隙率18%～22%的级配确定最佳级配。最后选定的级配见表3。

在初试沥青用量的基础上，以0.5%为增量，进行混合料析漏、标准/老化飞散及空隙率测定，通过综合比选确定最佳沥青用量，控制指标为析漏损失小于0.3%，标准飞散损失小于20%，空隙率为18%～22%。在保证设计空隙率的前提下，应尽量增加沥青用量，以提高混合料的耐久性。因此，选取油石比5.3%作为最佳沥青用量。最

后进行混合料性能检验，检测结果见表

4，均符合规定要求。

排水性沥青路面施工

排水性沥青路面施工主要包括拌

和、运输、摊铺和碾压4个环节，其压

实机械、压实温度、压实行走速度和遍

数通过铺筑试验段确定。

拌和。沥青混合料的拌制过程和

普通沥青混合料大致相同。拌和宜采用

集中厂拌，施工中应保证原材料质量、

沥青混合料的油石比、矿料的级配达到

设计要求，严格控制拌和温度，拌和时

间以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒

全部裹覆沥青胶结料为标准。但由于

OGFC沥青混合料空隙率较大，且使用

了粘度较大的改性沥青，因此必须提

高混合料拌和温度，确保出厂温度为

175～185℃。同时混合料中粗集料较

多，易产生沥青析漏，因此混合料的

质量管理尤为重要。如因生产或其他

原因需要短时间储存时，储存时间不易

超过24h，储存期间温度下降不应超过

10℃。OGFC沥青混合料生产过程中要

添加纤维稳定剂，添加方法分人工和自

动两种形式。添加时根据所使用拌和机

的生产能力计算掺量，加料要迅速，添

级配类型抗压模量/MPa20℃劈裂20℃15℃强度/MPa

OGFC-13546 1 0180.43 AC-16987 1 3590.91 AC-20846 1 1800.82

试验项目技术要求实测结果针入度(25℃，100g，5s)/(0.1 mm)40～6055

延度(10℃，5cm/min)/cm≥2028.7

软化点(环球法)/℃≥6068

针入度指数PI≥00.115

弹性恢复(25℃)/%≥7582

TFOT后质量损失/%±1.00.14 (163℃，25℃残留针入度比/%≥6587

5 h，5℃残留延度/cm≥1524.7

下列筛孔(mm)的通过率/%

VCADRC/%VCA/%空隙率/%

1613.29.5 4.75 2.36 1.180.60.30.150.075

1009471.218.917.314.912.910.37.8 5.141.542.819.2

项目技术要求检测结果

马歇尔稳定度/kN≥3.5 4.8

浸水马歇尔残留稳定度/%≥7584.3

劈裂强度比/%≥8588.4

流值/(0.1mm)20～4039

动稳定度/(次·mm-1)≥3 000 4 790

抗压回弹15℃ 1 025

模量/MPa20℃578

渗水系数/(mL·min-1) 4 12

析漏试验/%≤0.30.26

飞散试验/%≤20 5.8

TRANSPOWORLD 2012No.17(Sep)

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加时间控制在称量过的热集料放入拌和缸期间，先将集料与纤维干拌，干拌时间根据实验室结果和试拌情况确定。

运输。OGFC沥青混合料空隙率较大，混合料温度下降速度比普通沥青混合料快很多，应采用自卸车辆运输，车辆应清洁，防止混合料发生变化。车辆的数量应与摊铺机的数量、摊铺能力、运输距离相适应，在摊铺机前应形成一个不间断的供料车流。为便于卸料，沥青混合料运输车车箱底板和侧板应抹一层隔离剂，并排除可见游离余液。使用油水混合液作隔离剂时，应严格控制油与水的比例严禁使用纯石油制品。由于隔离剂对沥青可能有稀释作用，应控制用量。运输车装料时，通过前后移动运料车来消除粗细料的离析现象。一车料最少应分3次装载，对于大型运料车，可分多次装载。OGFC沥青混合料应采用双重保温布进行覆盖，以防止温

度下降。当外界气温低于10℃或风力较大导致混合料降温过快时均不应施工。为了保证均匀、连续摊铺，在摊铺机前应至少保证有3辆以上的运输车等候卸料。

摊铺。OGFC沥青混合料的摊铺与普通混合料一样，但应注意摊铺温度对排水沥青混合料的摊铺质量至关重要。为防止降温速度过快而造成压实困

难，混合料的摊铺温度应比普通沥青混合料高。在摊铺前，摊铺机熨平板必须先预热40min左右，使熨平板温度达到100℃以上；摊铺机的作业选择应考虑工期要求、质量要求及分配的拌和机生产能力、压路机施工能力、气候特点、混合料类型等诸多因素，摊铺速度控制为2～3m/min；在纵横施工缝结合处不可有多余的沥青或其他结合料，以免阻碍面层内部的排水；由于排水沥青混合料的粗集料较多，应调整好振捣和振动级数，以确保足够的初始压实度，一般调整摊铺机振捣和振动级数为5级；若采用2台摊铺机呈梯队联合摊铺，靠边

缘的摊铺机走在前面，采用超声波非接触式平衡梁找平，另一台紧跟其后，相隔3～5m，纵缝重叠10cm左右，内侧采用纵波仪在已铺面上行走。

碾压。初压时应避免温度过高或过低，当初压温度过高时，沥青粘度较低，混合料的推移、错位现象严重，且容易出现裂纹;而当初压温度过低时，沥青粘度较高，则难以压实，如果过度碾压，会出现开裂破坏现象。应根据实验室得出的粘度-温度曲线及施工现场的气温、地温、风力等确定合适的初压温度，施工温度为20℃时，试验路初压温度一般为145～150℃；

OGFC沥青混合料的降温速度比普通沥青路面快很多，施工时，复压应紧随初压工序进行，压实路段不易过长，以保证复压温度，复压温度一般控制为135～150℃；对透水沥青路面，终压温度一旦过高则混合料易粘在轮胎表面，可能对空隙造成封堵，故终压温度宜控制在70℃以上。初压一般使用10～12t钢轮压路机；复压可使用初压采用的钢轮压路机，根据铺设条件也可使用6～10t钢轮压路机；终压主要是为了消除压痕，一般使用6～10t串联压路机或轮胎压路机碾压2遍。碾压应遵循紧跟、水少、匀速、慢压的原则，初压必须紧跟摊铺机尽快完成，初压必须使用2台双钢轮压路机（10～12t）。压实时尽量少喷水，喷水应呈雾状。为了防止粘轮现象，可用喷雾器将水、稀释液等薄薄地喷在碾压轮上。当采用分段碾压时，分段不能明显，压路机每次往返时不能停在同一断面附近。在有超高的路段施工时，应先从低的一边开始，逐步向高的一边碾压。碾压结束后宜在路表温度大幅下降后交通开放，交通开放时的路表温度对车辙及空隙封堵会产生影响，在表面温度为50℃以下时开放交通，可将对初期路面的影响控制在最小程度。当夏季或夜间作业时间受制约时，考虑到路面的冷却时间，为了使路面温度快速下降，可采取洒水、使用冷却机的方法进行强制性冷却。

结语

经检测，该排水性路面施工后各项质量检测指标均满足规定要求。通车后1年多的跟踪观测结果表明，路面没有任何早期破坏现象，表现出优良的路用性能，其长期的路用性能还有待于进一步的跟踪观测。初步表明该排水性路面的设计和施工是成功的，可供同类工程设计、施工参考。

作者单位：贵州省交通规划勘察设计研究院股

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