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【摘要】 排水性沥青路面磨耗层是为提高路面抗滑性能、减少雨天溅水而设计的,降雨时路表水可通过结构层内连通的空隙迅速排走,故又称之为透水性沥青路面。
【关键词】 沥青;路面;排水性
【中图分类号】 TV544+.924
【文献标识码】 B
【文章编号】 1005-1074(2008)08-0267-03
排水沥青路面是指使用空隙率大的开级配沥青混合料所铺筑的沥青路面。排水沥青路面起源于欧洲,1960年德国首先建设此种材料的路面,称为Porous Asphalt,即是大空隙或排水型路面,在英国称为Pervious Macadam,即大空隙沥青碎石;在美国和日本称为Open Graded Asphalt Friction Course,简称排水沥青路面,即开级配沥青排水层。排水性沥青路面磨耗层是为提高路面抗滑性能、减少雨天溅水而设计的,降雨时路表水可通过结构层内连通的空隙迅速排走,故又称之为透水性沥青路面。排水性沥青路面混合料组成特点为单一粒径或开级配,粗集料含量较高,细集料及沥青用量较少,压实后空隙率较高,通常大于 15%,甚至高达 20%以上。因混合料空隙率较大,对沥青混合料的耐久性和强度会产生一定影响,如沥青老化或产生剥落和松散等。排水沥青路面仅能做表面层或磨耗层,推荐采用改性沥青和尽可能多的纤维。这样会提高沥青用量,从而提高混合料的耐久性和路用性能。排水沥青路面仅用于中、重交通量的高速路面上,行车速度较高可以保持路面空隙不被堵塞。在冰冻地区,排水沥青路面由于开口孔隙结构,温度降低很快,比不透水的密实混合料更容易产生冰冻,因此这种路面要求经常使用防冻材料。防冻材料不能掺加砂子,因为砂子会阻塞孔隙,降低这些混合料的功用。
1 原材料要求
1.1 粗集料要求 在美国,排水沥青路面路面面层厚度一般为20~25mm,因而粗集料最大粒径都在10mm左右。欧洲的排水路面面层较厚,粗集料最大粒径为10~20mm,其中14mm者最多。日本的排水性路面面层厚度为40~50mm,最大粒径为13mm或20mm。粒径为 13mm或 20mm。对于粗集料的质量标准,由于考虑到路面的抗滑性能和良好的抗车辙能力,美国和欧洲要求粗集料不能使用较纯石灰岩和易磨光的集料。欧美及日本对排水路面粗集料的质量要求见表1。

注:*厚度长度比为1∶3时要求为10%以下,厚度长度比为1∶5时要求为25%以下;**具有两个破碎面者占75%以上,一个破碎面者占90%以上。
排水性沥青混合料以单粒径粗集料为主体,粗集料直接决定路面的抗滑性能,因此粗集料的质量极为重要。通常对集料的磨光值(PSV)有较高的要求,集料表面必须有粗糙表面,而且具有足够的强度和抗压碎性,要求用洛杉矶法测定的磨耗率小于25~30%。
1.2 细集料要求 排水路面的细集料一般是指0.075~2.36mm部分集料。对于2.36mm通过率,欧洲规定的最大范围为30%,实际上推荐15%左右。美国规定的范围较窄,为5%~15%。日本的沥青路面纲要最初规定为8%~25%,但为了获得足够的空隙率,一般也取15%左右。细集料由于用量较少,对其性能没有特殊的规定,一般要求采用质地坚硬的轧制砂。在欧美一般规定使用消石灰或水泥。加入消石灰可以防止沥青从集料上剥落 (特别是多雨地区 ) ,而且可以延缓沥青老化。日本则要求使用的填料必须是石灰岩矿粉,否则可用消石灰或水泥替代。
1.3 沥青胶结料的要求 欧洲在 80年代试用了直馏沥青,但其耐久性较差。为了增加沥青对集料的握裹力和防止沥青流淌,现在全部使用PE、SBS、EvA等改性沥青,同时还使用诸如纤维等稳定剂。美国在较长时间内一直使用直馏沥青,受欧洲路面研究的启发,特别是在美国使用废弃轮胎后,近来使用改性沥青逐渐多起来。日本从一开始就使用改性沥青,如:改性沥青Ⅱ型、高粘度改性沥青、环氧沥青等,也使用纤维等稳定剂。
1.4 填料的要求 排水性沥青混合料的关键是防止在使用过程中受水的影响产生剥落、掉粒,所以水稳定性至关重要。为提高沥青与集料的粘附性,增加浸水后抗剥离能力,在欧美各国,普遍采用消石灰或水泥代替石粉,加入消石灰可以防止沥青从集料上剥落(特别是多雨地区),而且可以延缓沥青老化,日本则要求使用的填料必须是石灰岩矿粉,否则应用消石灰或水泥替代。消石灰在拌和场另外加进去困难时,可事先在矿粉制造厂加入。但掺加消石灰后需要延长拌和时间,降低拌和厂生产效率,所以近年来多使用抗剥离添加剂与石粉混合料。由于混合料空隙率很大,在其贮料、运输和摊铺碾压过程中均可能产生沥青滴落和离析,因此需要稳定添加剂。这能使沥青粘结料在高温时仍然很稠,改善了温度稳定性,同时也使集料颗粒表面的结构沥青膜变厚,从而增强沥青与集料之间的粘结性。稳定添加剂可采用植物纤维,也可采用橡胶、聚合物、碳黑、人造硅等。
2 沥青混合料配合比设计
日本排水性沥青混凝土路面混合料配合比设计以经验为主,一般不进行详细的理论分析和研究。配合比设计应首先确定目标空隙率。经验证明,空隙率低于 15%起不到排水作用,高于 25%容易引起混合料松散,发生早期破坏。日本排水性路面的空隙率,严寒冰冻地区按17%控制,一般地區按 20%控制。较为成熟的经验配合比为:( 5~15mm)碎石∶砂∶矿粉 =85∶10∶5,最佳油石比5%。在此基础上 ,控制 2.36mm筛孔通过率在中央级配附近以± 3%左右相差暂定 3个级配,并按矿料表面粘附的沥青膜厚 14μm,用经验公式计算暂定沥青用量,然后将成型试件进行马歇尔试验,确定空隙率是否与目标空隙率一致。必要时对集料级配再做适当调整,例如当混合料的级配组成难于保证必要的空隙率时,应将通过 2.36mm筛孔和通过 4.75mm筛孔的矿料重量差尽量减小。其次通过混合料沥青流淌试验 (最大沥青用量 )和马歇尔试件飞散试验 (最少沥青用量 )进行沥青用量检验。取流淌试验和飞散试验两者之间适当的沥青用量作为最佳沥青用量。最后用排水性混合料性能验证。用以上方法确定的矿料级配和最佳沥青用量进行沥青混合料的马歇尔试验、水稳定性试验、车辙试验、流淌试验、飞散试验及冻融劈裂试验等。试验结果应满足混合料技术指标要求,以此为配合比设计。
对沥青混合料组成设计进行归纳,其步骤如下:①选择混合料的目标空隙率,一般为15%~20%。②选择集料种类,其物理力学性能指标应符合防滑面层的相关规定。③选择沥青种类,并根据沥青与集料的粘附性,确定是否掺加抗剥落剂。④对现行规范中的防滑面层集料级配进行调整。根据空隙率与集料中料径4.75mm以下集料的质量通过率的关系,确定其通过率范围。⑤对粒径4.75mm以下集料的质量通过率范围等分成四部分,即构成四种集料级配。在相同沥青质量分数下(取5.0%),分别测定四种级配的排水面层沥青混合料的矿料间隙率VMA,并绘出VMA与料径4.75mm以下集料的质量通过率的关系图。在图中找出VMA的拐点,若该点的vMA值大于17%,则将与此拐点对应的粒径为4.75mm集料的质量通过率作为采用的级配值。表2为我国排水性沥青混合料的代表级配。

⑥根据集料比表面积与沥青膜厚的关系,初步确定最佳沥青膜厚情况时所需的沥青用量,对排水性沥青混合料进行滴落试验和磨耗试验,绘出沥青砂浆滴落损失率和集料磨耗损失率与沥青用量的关系图,确定最佳沥青用量。⑦对混合料空隙率VV和矿料间隙率VMA进行检验,若VMA小于17%或者VV小于规定范围,则需重新调整级配。⑧对排水性沥青混合料进行各项性能试验,包括马歇尔稳定度试验、残留稳定度试验、劈裂试验、老化试验、车辙试验及透水试验。若性能指标达不到要求,则需调整级配或改变结合料类型。⑨确定集料级配及最佳沥青用量。
为满足必要的路面使用性能要求,在进行排水性沥青混合料组成设计时,其各项性能指标必须达到相应的要求。鉴于目前国内还没有排水性沥青混合料的设计规范,参照美国“新一代排水沥青路面设计方法”及日本道路协会的“排水铺装技术指针”,并结合国内实际情况,
推荐采用下表中的指标建议值。
3 排水沥青路面施工
3.1 拌和控制
3.1.1 温度控制 由于排水沥青路面混合料使用的粗骨料较多、细骨料较少,骨料易热,骨料温度控制较难。因此需对喷燃器的燃料供给严加控制,或者采取提高细骨料供给量或仪表显示值与实测值误差调整的对策。由于粗骨料散热快,应随拌和、随放料,检测温度时车厢内混合料顶堆上的温度与料堆下的温度相差不应超过 3~ 5℃。
3.1.2 存放时间 由于排水沥青路面混合料细骨料少,散热快,不能象普通沥青混合料那样较长时间贮存,长时间存放会出现沥青流淌现象,并会使混合料表面结硬壳。

3.1.3 拌和周期 拌和出的混合料应均匀,无离析、花白、结块等现象,应经过试拌试验确定拌和周期。一般一个拌和循环约为 75s左右。因此较之生产密级配沥青混合料,沥青拌和设备的生产能力将降至 60 %左右。另由于排水沥青路面为间接级配,粗骨料用量较多,对计量等待时间,热仓的贮存量也相应进行调整。
3.1.4 添加工艺 外掺剂添加方法一般分人工、机械投入 2种方式。对于少量的试验段,人工通过拌和机的预留入口按用量整袋投入热仓即可;对于大面积的施工,应采用与拌和机配套的添加设备通过风压投入热仓。
3.2 运输与摊铺
3.2.1 运输 ①应具备足够的大吨位运输车辆,满足施工要求。②排水沥青路面混合料粘性较大,运输车底部须涂较多的油水混合物。③为使排水沥青路面混合料保持高温,摊铺温度不低于 160℃,运输车使用双层蓬布用以保温。
3.2.2 摊铺 ①摊铺机摊铺前,必须先预热 40min左右,使熨平板温度达以 100℃以上 ,方可摊铺。②排水沥青路面混合料产量低,摊铺机速度较慢,一般控制在 1.0~2.0m/ min,使拌和设备的生产能力与摊铺速度相适应,保证摊铺过程的匀速、缓慢连续不间断。③排水沥青路面混合料粗骨料多,应调整好振捣和振动级数,以确保足够的初始密实度,且振不碎集料。④摊铺过程中,设专人检查铺筑厚度及均匀度,发现局部拖痕等问题应及时处理,同时调整摊铺工艺,改善摊铺效果。⑤由于排水沥青路面混合料属于间断级配,粗骨料粒径单一,因此比其他级配混合料易摊铺,表面均匀、外观效果好 ,不易出现离析。
3.2.3 碾压 ①排水沥青路面路面与SMA路面级配要求相近,其压实工艺也就相近。初压、复压阶段须采用刚性碾压,因为橡胶轮变形大,它与路面接触时局部呈封闭状态,当轮胎驶离路面时易导致热的沥青结合料被上吸堵塞路面空隙,同时刚轮压路机碾压过程中均不开振动,其为保持路面有18%~22%的空隙。终压阶段采用胶轮压路机,其起稳固混合料与消除轮迹作用。②由于排水沥青路面混合料路面的空隙率须保持在 18 %~ 22%之间,其碾压机械吨位、遍数、碾压温度一定要控制好;否则,很容易出现压实超密现象,松铺系数测不准,路面厚度不足,因此,要经过现场多次反复碾压试验,确定松铺系数,一般在1.08左右。
4 排水沥青路面的优点
4.1 快速排水 排水沥青路面具有大空隙率和高粗集料含量的材料特点,因而具有能迅速排走路表雨水的功能。保证雨水行车时路面与车轮的稳定接触,避免水滑或水漂现象,防止刹车和操纵的失控;
4.2 降噪功能 大空隙率的混合料路面结构能降低交通噪音,改善交通对环境的污染,保持行车的舒适性;排水性沥青面层的降噪音效果与厚度有关,排水层越厚,降噪音效果越好。一般表层厚度为40mm时,空隙率为20%的排水性沥青路面大体可减少4dB。在日本测定,与非透水性路面相比,噪音降低了4~6dB。
4.3 抗滑功能 路面表层的宏观粗糙度及构造深度比普通的沥青路面要好的多,提高了路面的抗滑性,增强行车的安全性;
4.4 降低车辙变形 高粗集料含量可以降低路面的车辙变形,保持路面的平整性。
5 排水沥青路面目前存在的问题
5.1 功能的持久性 排水性路面维修中的难题为空隙的挤缩与堵塞,空隙的挤缩来源于夏季高温时,沥青被车轮制动力的拉牵所致;堵塞则来源于灰尘淤泥。因此如何保证空隙不被堵塞,同时堵塞的空隙如何清除以使排水功能持久,防止其减弱以及减弱后维修方法的研究开发,是应着重考虑和研究的问题。排水性沥青混合料的耐久性 由于其空隙率大,骨料间的接触面小,混合料的耐久性相对较差,如何提高排水性沥青混合料的耐久性是一个值得研究的问题。排水性功能受粗集料性能(级配、形状、硬度等)的影响较大,但性能定量上的规定,以及如何兼顾功能与耐久性,似尚未有满意的共识,因此现在仅限于推荐使用良质粒料,今后应加强此方面的研究,明确评估准则,以选择性能优良的集料。
5.2 严寒地区使用排水性沥青混合料的问题 排水性沥青混合料的导热能力由于空隙的存在而大大下降,其与常规沥青混合料相比,排水层表面的温度上升或下降要快±2℃。而由于水分透过整个排水层,因此在轮迹处会由于轮胎对水的注入和吸出而使路面干燥变慢,这表明即使是在干燥的路面上,在负温度时轮迹处也有可能产生冰冻。此外,当降雪后,雪被压进空隙,因而路面保持雪白的时间要长,但由于轮胎仍能够同集料接触,所以不会使其抗滑性能下降。排水层在冬季更易结冰,冰层嵌入路表空隙中更难溶化。
5.3 减低噪音效果的运用 目前着眼于减低噪音的施工项目日增,但其功能特性不明之处仍较多,定量上与排水功能层厚、粗粒料尺寸等规格的相关关系,以及其与持久性的关系等尚未有明确的掌握。
6 参考文献
1 黄勇生,等.排水沥青路面混合料试验研究[J].国外公路,2001,(2)
2 严 军,等.排水面层沥青混合料组成设计的研究[J].同济大学学报,2003,(2)
3 李闯民.开级配沥青磨耗层(OGFC)的研究[J].公路,2002,(3)
4 张宜洛,等.透水型沥青路面的施工[J].黑龙江工程学院学报,2003,(3)
5 王儀融,等.排水沥青面层性能及测试评价[J].中国市政工程,2002,(3)
6 刘朝晖,等.透水性沥青混合料研究综述[J].石油沥青,1999,(9)
7 戴为民.多孔隙沥青混凝土试验研究[J].公路交通科技,2002,(12)
8 屈殿功,等.OGFC排水性沥青混凝土路面施工技术[J].公路,2004,(1)
【关键词】 沥青;路面;排水性
【中图分类号】 TV544+.924
【文献标识码】 B
【文章编号】 1005-1074(2008)08-0267-03
排水沥青路面是指使用空隙率大的开级配沥青混合料所铺筑的沥青路面。排水沥青路面起源于欧洲,1960年德国首先建设此种材料的路面,称为Porous Asphalt,即是大空隙或排水型路面,在英国称为Pervious Macadam,即大空隙沥青碎石;在美国和日本称为Open Graded Asphalt Friction Course,简称排水沥青路面,即开级配沥青排水层。排水性沥青路面磨耗层是为提高路面抗滑性能、减少雨天溅水而设计的,降雨时路表水可通过结构层内连通的空隙迅速排走,故又称之为透水性沥青路面。排水性沥青路面混合料组成特点为单一粒径或开级配,粗集料含量较高,细集料及沥青用量较少,压实后空隙率较高,通常大于 15%,甚至高达 20%以上。因混合料空隙率较大,对沥青混合料的耐久性和强度会产生一定影响,如沥青老化或产生剥落和松散等。排水沥青路面仅能做表面层或磨耗层,推荐采用改性沥青和尽可能多的纤维。这样会提高沥青用量,从而提高混合料的耐久性和路用性能。排水沥青路面仅用于中、重交通量的高速路面上,行车速度较高可以保持路面空隙不被堵塞。在冰冻地区,排水沥青路面由于开口孔隙结构,温度降低很快,比不透水的密实混合料更容易产生冰冻,因此这种路面要求经常使用防冻材料。防冻材料不能掺加砂子,因为砂子会阻塞孔隙,降低这些混合料的功用。
1 原材料要求
1.1 粗集料要求 在美国,排水沥青路面路面面层厚度一般为20~25mm,因而粗集料最大粒径都在10mm左右。欧洲的排水路面面层较厚,粗集料最大粒径为10~20mm,其中14mm者最多。日本的排水性路面面层厚度为40~50mm,最大粒径为13mm或20mm。粒径为 13mm或 20mm。对于粗集料的质量标准,由于考虑到路面的抗滑性能和良好的抗车辙能力,美国和欧洲要求粗集料不能使用较纯石灰岩和易磨光的集料。欧美及日本对排水路面粗集料的质量要求见表1。

注:*厚度长度比为1∶3时要求为10%以下,厚度长度比为1∶5时要求为25%以下;**具有两个破碎面者占75%以上,一个破碎面者占90%以上。
排水性沥青混合料以单粒径粗集料为主体,粗集料直接决定路面的抗滑性能,因此粗集料的质量极为重要。通常对集料的磨光值(PSV)有较高的要求,集料表面必须有粗糙表面,而且具有足够的强度和抗压碎性,要求用洛杉矶法测定的磨耗率小于25~30%。
1.2 细集料要求 排水路面的细集料一般是指0.075~2.36mm部分集料。对于2.36mm通过率,欧洲规定的最大范围为30%,实际上推荐15%左右。美国规定的范围较窄,为5%~15%。日本的沥青路面纲要最初规定为8%~25%,但为了获得足够的空隙率,一般也取15%左右。细集料由于用量较少,对其性能没有特殊的规定,一般要求采用质地坚硬的轧制砂。在欧美一般规定使用消石灰或水泥。加入消石灰可以防止沥青从集料上剥落 (特别是多雨地区 ) ,而且可以延缓沥青老化。日本则要求使用的填料必须是石灰岩矿粉,否则可用消石灰或水泥替代。
1.3 沥青胶结料的要求 欧洲在 80年代试用了直馏沥青,但其耐久性较差。为了增加沥青对集料的握裹力和防止沥青流淌,现在全部使用PE、SBS、EvA等改性沥青,同时还使用诸如纤维等稳定剂。美国在较长时间内一直使用直馏沥青,受欧洲路面研究的启发,特别是在美国使用废弃轮胎后,近来使用改性沥青逐渐多起来。日本从一开始就使用改性沥青,如:改性沥青Ⅱ型、高粘度改性沥青、环氧沥青等,也使用纤维等稳定剂。
1.4 填料的要求 排水性沥青混合料的关键是防止在使用过程中受水的影响产生剥落、掉粒,所以水稳定性至关重要。为提高沥青与集料的粘附性,增加浸水后抗剥离能力,在欧美各国,普遍采用消石灰或水泥代替石粉,加入消石灰可以防止沥青从集料上剥落(特别是多雨地区),而且可以延缓沥青老化,日本则要求使用的填料必须是石灰岩矿粉,否则应用消石灰或水泥替代。消石灰在拌和场另外加进去困难时,可事先在矿粉制造厂加入。但掺加消石灰后需要延长拌和时间,降低拌和厂生产效率,所以近年来多使用抗剥离添加剂与石粉混合料。由于混合料空隙率很大,在其贮料、运输和摊铺碾压过程中均可能产生沥青滴落和离析,因此需要稳定添加剂。这能使沥青粘结料在高温时仍然很稠,改善了温度稳定性,同时也使集料颗粒表面的结构沥青膜变厚,从而增强沥青与集料之间的粘结性。稳定添加剂可采用植物纤维,也可采用橡胶、聚合物、碳黑、人造硅等。
2 沥青混合料配合比设计
日本排水性沥青混凝土路面混合料配合比设计以经验为主,一般不进行详细的理论分析和研究。配合比设计应首先确定目标空隙率。经验证明,空隙率低于 15%起不到排水作用,高于 25%容易引起混合料松散,发生早期破坏。日本排水性路面的空隙率,严寒冰冻地区按17%控制,一般地區按 20%控制。较为成熟的经验配合比为:( 5~15mm)碎石∶砂∶矿粉 =85∶10∶5,最佳油石比5%。在此基础上 ,控制 2.36mm筛孔通过率在中央级配附近以± 3%左右相差暂定 3个级配,并按矿料表面粘附的沥青膜厚 14μm,用经验公式计算暂定沥青用量,然后将成型试件进行马歇尔试验,确定空隙率是否与目标空隙率一致。必要时对集料级配再做适当调整,例如当混合料的级配组成难于保证必要的空隙率时,应将通过 2.36mm筛孔和通过 4.75mm筛孔的矿料重量差尽量减小。其次通过混合料沥青流淌试验 (最大沥青用量 )和马歇尔试件飞散试验 (最少沥青用量 )进行沥青用量检验。取流淌试验和飞散试验两者之间适当的沥青用量作为最佳沥青用量。最后用排水性混合料性能验证。用以上方法确定的矿料级配和最佳沥青用量进行沥青混合料的马歇尔试验、水稳定性试验、车辙试验、流淌试验、飞散试验及冻融劈裂试验等。试验结果应满足混合料技术指标要求,以此为配合比设计。
对沥青混合料组成设计进行归纳,其步骤如下:①选择混合料的目标空隙率,一般为15%~20%。②选择集料种类,其物理力学性能指标应符合防滑面层的相关规定。③选择沥青种类,并根据沥青与集料的粘附性,确定是否掺加抗剥落剂。④对现行规范中的防滑面层集料级配进行调整。根据空隙率与集料中料径4.75mm以下集料的质量通过率的关系,确定其通过率范围。⑤对粒径4.75mm以下集料的质量通过率范围等分成四部分,即构成四种集料级配。在相同沥青质量分数下(取5.0%),分别测定四种级配的排水面层沥青混合料的矿料间隙率VMA,并绘出VMA与料径4.75mm以下集料的质量通过率的关系图。在图中找出VMA的拐点,若该点的vMA值大于17%,则将与此拐点对应的粒径为4.75mm集料的质量通过率作为采用的级配值。表2为我国排水性沥青混合料的代表级配。

⑥根据集料比表面积与沥青膜厚的关系,初步确定最佳沥青膜厚情况时所需的沥青用量,对排水性沥青混合料进行滴落试验和磨耗试验,绘出沥青砂浆滴落损失率和集料磨耗损失率与沥青用量的关系图,确定最佳沥青用量。⑦对混合料空隙率VV和矿料间隙率VMA进行检验,若VMA小于17%或者VV小于规定范围,则需重新调整级配。⑧对排水性沥青混合料进行各项性能试验,包括马歇尔稳定度试验、残留稳定度试验、劈裂试验、老化试验、车辙试验及透水试验。若性能指标达不到要求,则需调整级配或改变结合料类型。⑨确定集料级配及最佳沥青用量。
为满足必要的路面使用性能要求,在进行排水性沥青混合料组成设计时,其各项性能指标必须达到相应的要求。鉴于目前国内还没有排水性沥青混合料的设计规范,参照美国“新一代排水沥青路面设计方法”及日本道路协会的“排水铺装技术指针”,并结合国内实际情况,
推荐采用下表中的指标建议值。
3 排水沥青路面施工
3.1 拌和控制
3.1.1 温度控制 由于排水沥青路面混合料使用的粗骨料较多、细骨料较少,骨料易热,骨料温度控制较难。因此需对喷燃器的燃料供给严加控制,或者采取提高细骨料供给量或仪表显示值与实测值误差调整的对策。由于粗骨料散热快,应随拌和、随放料,检测温度时车厢内混合料顶堆上的温度与料堆下的温度相差不应超过 3~ 5℃。
3.1.2 存放时间 由于排水沥青路面混合料细骨料少,散热快,不能象普通沥青混合料那样较长时间贮存,长时间存放会出现沥青流淌现象,并会使混合料表面结硬壳。

3.1.3 拌和周期 拌和出的混合料应均匀,无离析、花白、结块等现象,应经过试拌试验确定拌和周期。一般一个拌和循环约为 75s左右。因此较之生产密级配沥青混合料,沥青拌和设备的生产能力将降至 60 %左右。另由于排水沥青路面为间接级配,粗骨料用量较多,对计量等待时间,热仓的贮存量也相应进行调整。
3.1.4 添加工艺 外掺剂添加方法一般分人工、机械投入 2种方式。对于少量的试验段,人工通过拌和机的预留入口按用量整袋投入热仓即可;对于大面积的施工,应采用与拌和机配套的添加设备通过风压投入热仓。
3.2 运输与摊铺
3.2.1 运输 ①应具备足够的大吨位运输车辆,满足施工要求。②排水沥青路面混合料粘性较大,运输车底部须涂较多的油水混合物。③为使排水沥青路面混合料保持高温,摊铺温度不低于 160℃,运输车使用双层蓬布用以保温。
3.2.2 摊铺 ①摊铺机摊铺前,必须先预热 40min左右,使熨平板温度达以 100℃以上 ,方可摊铺。②排水沥青路面混合料产量低,摊铺机速度较慢,一般控制在 1.0~2.0m/ min,使拌和设备的生产能力与摊铺速度相适应,保证摊铺过程的匀速、缓慢连续不间断。③排水沥青路面混合料粗骨料多,应调整好振捣和振动级数,以确保足够的初始密实度,且振不碎集料。④摊铺过程中,设专人检查铺筑厚度及均匀度,发现局部拖痕等问题应及时处理,同时调整摊铺工艺,改善摊铺效果。⑤由于排水沥青路面混合料属于间断级配,粗骨料粒径单一,因此比其他级配混合料易摊铺,表面均匀、外观效果好 ,不易出现离析。
3.2.3 碾压 ①排水沥青路面路面与SMA路面级配要求相近,其压实工艺也就相近。初压、复压阶段须采用刚性碾压,因为橡胶轮变形大,它与路面接触时局部呈封闭状态,当轮胎驶离路面时易导致热的沥青结合料被上吸堵塞路面空隙,同时刚轮压路机碾压过程中均不开振动,其为保持路面有18%~22%的空隙。终压阶段采用胶轮压路机,其起稳固混合料与消除轮迹作用。②由于排水沥青路面混合料路面的空隙率须保持在 18 %~ 22%之间,其碾压机械吨位、遍数、碾压温度一定要控制好;否则,很容易出现压实超密现象,松铺系数测不准,路面厚度不足,因此,要经过现场多次反复碾压试验,确定松铺系数,一般在1.08左右。
4 排水沥青路面的优点
4.1 快速排水 排水沥青路面具有大空隙率和高粗集料含量的材料特点,因而具有能迅速排走路表雨水的功能。保证雨水行车时路面与车轮的稳定接触,避免水滑或水漂现象,防止刹车和操纵的失控;
4.2 降噪功能 大空隙率的混合料路面结构能降低交通噪音,改善交通对环境的污染,保持行车的舒适性;排水性沥青面层的降噪音效果与厚度有关,排水层越厚,降噪音效果越好。一般表层厚度为40mm时,空隙率为20%的排水性沥青路面大体可减少4dB。在日本测定,与非透水性路面相比,噪音降低了4~6dB。
4.3 抗滑功能 路面表层的宏观粗糙度及构造深度比普通的沥青路面要好的多,提高了路面的抗滑性,增强行车的安全性;
4.4 降低车辙变形 高粗集料含量可以降低路面的车辙变形,保持路面的平整性。
5 排水沥青路面目前存在的问题
5.1 功能的持久性 排水性路面维修中的难题为空隙的挤缩与堵塞,空隙的挤缩来源于夏季高温时,沥青被车轮制动力的拉牵所致;堵塞则来源于灰尘淤泥。因此如何保证空隙不被堵塞,同时堵塞的空隙如何清除以使排水功能持久,防止其减弱以及减弱后维修方法的研究开发,是应着重考虑和研究的问题。排水性沥青混合料的耐久性 由于其空隙率大,骨料间的接触面小,混合料的耐久性相对较差,如何提高排水性沥青混合料的耐久性是一个值得研究的问题。排水性功能受粗集料性能(级配、形状、硬度等)的影响较大,但性能定量上的规定,以及如何兼顾功能与耐久性,似尚未有满意的共识,因此现在仅限于推荐使用良质粒料,今后应加强此方面的研究,明确评估准则,以选择性能优良的集料。
5.2 严寒地区使用排水性沥青混合料的问题 排水性沥青混合料的导热能力由于空隙的存在而大大下降,其与常规沥青混合料相比,排水层表面的温度上升或下降要快±2℃。而由于水分透过整个排水层,因此在轮迹处会由于轮胎对水的注入和吸出而使路面干燥变慢,这表明即使是在干燥的路面上,在负温度时轮迹处也有可能产生冰冻。此外,当降雪后,雪被压进空隙,因而路面保持雪白的时间要长,但由于轮胎仍能够同集料接触,所以不会使其抗滑性能下降。排水层在冬季更易结冰,冰层嵌入路表空隙中更难溶化。
5.3 减低噪音效果的运用 目前着眼于减低噪音的施工项目日增,但其功能特性不明之处仍较多,定量上与排水功能层厚、粗粒料尺寸等规格的相关关系,以及其与持久性的关系等尚未有明确的掌握。
6 参考文献
1 黄勇生,等.排水沥青路面混合料试验研究[J].国外公路,2001,(2)
2 严 军,等.排水面层沥青混合料组成设计的研究[J].同济大学学报,2003,(2)
3 李闯民.开级配沥青磨耗层(OGFC)的研究[J].公路,2002,(3)
4 张宜洛,等.透水型沥青路面的施工[J].黑龙江工程学院学报,2003,(3)
5 王儀融,等.排水沥青面层性能及测试评价[J].中国市政工程,2002,(3)
6 刘朝晖,等.透水性沥青混合料研究综述[J].石油沥青,1999,(9)
7 戴为民.多孔隙沥青混凝土试验研究[J].公路交通科技,2002,(12)
8 屈殿功,等.OGFC排水性沥青混凝土路面施工技术[J].公路,2004,(1)