透水性沥青混凝土面层在城市道路中的应用

摘要：随着我国经济的快速发展，城市道路发展迅速。路面质量与抗滑能力成为了交通安全的首要问题。在雨水多的季节里，总会发生多起因路面湿滑而产生的交通事故。为了减少并避免这样的情况发生，我们要不断的改进技术。透水性沥青作为路面的主要构成之一，起到了很大的作用。本文在分析透水性沥青路面透水机理的基础上，提出了透水性沥青路面存在抗冻性差、渗水性能衰减等问题，针对这些问题介绍了透水性沥青路面检测方法，并提出了针对透水性沥青路面的一般养护措施和特殊性养护措施。 希望可以为以后路面建设工作提供一些依据。 关键词：透水性沥青路面施工技术要点应用

中图分类号：TU535文献标识码： A

一、前言

在城市建设中，大多数的城市道路、停车场、广场等一些公共场所的路面多采用密级配沥青路面或者水泥混凝土路面，虽然这种材料铺装简单、成本低廉，但对城市的生态环境和人居环境的负面影响日渐突出。一方面这种不透水铺装使大部分降雨通过城市的排水系统排走，大大减小渗入地下的雨水，严重影响其有效利用；另一方面大降雨使得地面径流量急剧增高，既降低了车辆行驶的舒适性和安全性，又加重了城市排水系统的负担。透水性沥青路面凭借其良好的透水性，成为解决洪峰流量增大，城市水资源匮乏，城市排水系统在大雨期间瘫痪等问题的有效手段。

但由于环境、气候条件、结构、交通量、超限车辆等因素的影响，透水性沥青路面也不可避免地出现了各类病害，降低了其使用寿命，给路面的养护管理带来了较大的难度。随着透水性沥青路面的推广，如何采取经济、高效、合理的养护手段来减少各类病害的发生，恢复透水性沥青路面的结构功能，延长使用寿命是摆在技术人员面前的一大课题。

二、工程概况

庆春路地处杭州市中心繁华地带， 全长约4km ，红线宽40 m，是杭州市传统的商业服务街，也是联系西湖景区与城市东部的主要通道。无论从商业功能还是交通功能上讲，庆春路都是杭州市中心区十分重要的东西向城市主干道。市委、市政府为缓解杭城交通“两难”进一步改善城市环境、提升城市品位，提出“一纵三横”四条道路综合整治的目标及要求，为提高雨天行车的安全性，降低交通噪音、防止路面积水、改善道路环境，在庆春路整治中采用透水性沥青混凝土面层。

三、透水性沥青路面透水机理研究

透水性路面是指用较大空隙率的混合料作为路面结构层、允许路表水进入路面或路基的一类沥青混合料结构的总称。为了保证路面具有良好的透水性，透水性沥青混合料一般都采用多孔的开级配结构，空隙率高达15%-20%[5]。这种结构使降雨直接透过路面表面层渗至基层，最终到达土基。可以有效的补充城市的地下水，减少城市污染。

四、透水性沥青路面存在的问题

1、抗冻性差

在寒冷地区，道路必须考虑其抗冻能力，透水性沥青路面也不例外。目前针对透水性沥青路面的抗冻性有两种观点：一种认为透水性沥青路面由于其大空隙而易发生冻融破坏，透水性沥青混合料也易冻融，并且持续的时间也比较长。另一种认为由于透水性沥青路面内部含有大量的连通空隙，而使冻结产生的冻胀力得到释放，缓解冻结产生的破坏。无论哪一种情况，由于透水性沥青路面内部存有大量的水，在寒冷地区都会因冻胀而发生病害。因此，为适应寒冷地区，透水性沥青路面需要采取相应的措施来减缓冻融破坏。

2、渗透性衰减

一般来说，透水性沥青路面的渗透性能在2-3年后会发生明显衰减，在使用5-6年后，其渗透性能大概会下降50%，有研究表明：新建透水性沥青路面的透水时间是25-75s，在使用3年后，其透水时间为80-100s，使用9年后透水时间为160-400s。透水性沥青路面的渗透能力衰减是不可避免的，因此，应该采取相应的措施来改善透水性沥青路面的渗透性能，延长其功能寿命。

3、地下水污染

透水性沥青路面通过各结构层的吸附、过滤和生物降解作用，能有效的减少可溶性污染物，缓解地下水污染。研究表明，透水性沥青路面可消除85-95%的悬浮沉积物、65-85%的含磷化合物，80-85%的含氮化合物、30%的硝酸盐以及98%的金属化合物。其中，对硝酸盐的消除效果很差，比较容易污染地下水。因此，在不影响渗水性能的基础上改善地下水污染成为以后研究渗水性能沥青路面的重点。

五、施工工艺

1、施工步骤：

（1）下面层准备

在摊铺柔性基层前，对水稳碎石基层的高程、宽度、横坡度、压实度等指标进行全面的检测，检测不合格者必须采取适当措施进行补救，使其达到规定要求；摊铺前用风力灭火器吹除封层表面浮尘，局部有土块污染处，用钢丝刷刷后再吹干净。下面层各项技术指标满足规范要求。 （2）机械准备

摊铺柔性基层前必须认真检查拌和、摊铺和碾压设备确保其完好状态，以免由于机械故障造成中途停机，影响工程质量。加强摊铺现场与拌和场之间的联系，以应对紧急情况。

（3）施工放样

本工程采用基准钢丝法进行调平，为了避免由于基准钢丝绳的垂度影响上基层摊铺的平整度及高程，其定位桩纵向间距设为10m，并用紧线器拉紧，钢丝拉力应不小于800N，同时做好明显标记，防止现场工作人员扰动钢丝绳，以免造成摊铺面的波动。挂线高程=底层设计高程+松铺系数*压实厚度+10cm。在每侧距边缘线40-50cm处打入钢钎，作为定位桩。钢钎要牢固，位置要准确。定位桩纵向间距10m（曲线段上为5m）。定位桩上挂Ф4.0mm高强度钢绞线，其张紧长度控制在200m左右。半幅中间位置摆放铝合金以引导摊铺，并且在摊铺前及时进行高程、横坡度等指标的检查，发现问题及时处理。

（4）混合料拌和

沥青混合料采用玛莲尼4000型拌和站进行拌和。

沥青加热160℃～170℃，矿料温度比沥青温度高10-20℃，沥青混合料出场温度170℃～185℃，废料温度为195℃，拌和场卸料口下专人测量混合料的出场温度，当温度过高，影响沥青与集料的粘结力时，混合料不得使用。间接式拌和机每锅拌和时间宜为45～50S（其干拌时间不得少于10S）,拌出的混合料应均匀一致，所有矿料全部包裹沥青，无花白、结团或离析现象。

（5）运输

混合料采用15T以上自卸汽车进行运输，运输前车厢应清扫干净，并适当喷洒隔离剂，不得有余液积聚在车厢底部，防止混合料中的细集料及沥青与车厢板粘连。卸料时，应当先前后两头后中间，以防粗集料发生离析。同时在卸料后注意对粘结细料清除。

连续摊铺过程中运输车应距摊铺机20～30cm处停车，严禁撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空挡，轻踩刹车，靠摊铺机推动前进。

（6）摊铺

采用两台福格勒摊铺机联合摊铺，摊铺宽度11.25m，摊铺时以10-20米间隔成梯队前进。来料摊铺温度控制在165-170℃。

沥青混合料的松铺系数采用1.2，摊铺前做好三块12cm厚的垫木，摊铺机就位后将垫木放于熨平板底下，另垫薄垫木以控制好高程，加热熨平板至100℃时方可进行摊铺，摊铺机起步前应将传感器调整到合适位置，以保证摊铺混合料高程与设计高程相一致。

摊铺沥青混合料应缓慢、均匀、连续摊铺。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。摊铺速度一般为1-1.5m/min。铺筑过程中，摊铺机螺旋布料器应不停地转动，两侧应保持有不少于送料器高度2/3的混合料，保证在摊铺机全宽断面上不发生离析。在摊铺过程中，每摊铺3-5米应及时拉线检测摊铺面的高程和松铺厚度，不符时及时调整。摊铺后的沥青混合料不应用人工反复修整，人工找补混合料应在现场主管人员指导下进行。每天施工结束时应及时反馈实际用料量和实际摊铺的平均厚度，不符合要求时应根据摊铺情况及时调整。

（7）碾压

沥青混合料的压实度采用大吨位少遍数的原则用双钢轮进行碾压。初压的时候用11T双钢轮第一遍前进静压，后退振动。第二、三遍用13T双钢轮前进后退均为振压。第四、五遍用17T双钢轮前进后退均为振压；压实速度宜为1.5-2KM/h。振动过后，用11T双钢轮进行赶光，控制速度3-4KM/h。碾压注意事项: 初压温度为150-160℃，压路机应紧跟摊铺机，振动压路机应尽可能减少洒水量，为保证压实过程中不出现粘轮现象，振动压路机水箱应加入少量洗衣粉类表面活性剂， 为防止振动振碎粗骨料，采用高频低幅，相邻碾压带重合20cm左右。 初压时，压路机驱动轮朝向摊铺机，碾压路线和方向不应该突然改变，而导致混合料产生推移起步，停车应减速缓慢进行。碾压时应遵循由底向高的顺序进行。压路机倒车时应先停止振动，并在向另一方向运动后再开始振动，避免造成混合料形成鼓包。压路机由两端折回的位置应阶梯形推进，折回处不应在同一横断面上。 压路机不得在未碾压成型并冷却的路段上转向、掉头或停车等候。碾压区域设置标志，以明确分区检测温度和碾压遍数。

（8）横缝处理

采用平接缝。在施工结束时，在预定的摊铺段末先洒好沙子，并将熨平板稍稍抬起驶离现场。用人工将端部混合料铲齐后再碾压。然后用3m直尺检查平整度，趁尚未冷透时垂直刨除端部厚度不足的部分，并注意接缝的直顺度。

（9）开放交通情况

因大碎石混合料空隙率较大，表面粗糙重车通行下表面易松散，施工完成后要避免车辆驶入，或在尽可能短的时间内铺筑沥青面层。

六、透水性沥青路面的养护措施

在自然环境和行车荷载的影响下，路面保持其使用性能时间长短的能力，即为混合料的耐久性。其性能保持的时间越长，耐久性越好。但是，大空隙路面在使用一段时间以后，由于灰尘等污染物的堵塞，空隙率会降低，同时受空气、阳光、紫外线的影响，路面易老化，所以，透水沥青混合料的功能寿命一般都低于使用寿命，透水性沥青路面需要加强养护以延长其寿命。

对透水性沥青路面来说，其结构功能主要表现在路面的透水性。根据国内外养护经验，要延长透水性沥青路面的透水功能寿命，需要高效规律的养护维修技术，可分为一般性养护和特殊性养护。

1、一般性养护

一般性养护主要应用于透水性沥青路面的日常养护工作中，及时清理路面表面的杂物以及处理轻度的病害。主要包括以下四个方面：

（1）应尽快清除透水性沥青路面表面泥浆等沉积物。清除时，应保持路面干燥，并且应该选择合适的地点处理废弃的材料、垃圾。

（2）透水性沥青路面每一年必须至少检测一次，查看路面是否有裂缝、沉降、剥落、磨损、路基冲刷、侵蚀等状况，若有，应尽快维修。

（3）透水性沥青路面冬季养护的重点是防止路面结冰，若结冰，应尽量减小除冰时对路面的损害。不能为了加快融雪的速度而在透水性沥青路面上洒砂、砂砾等，因为这些缓解抗滑的材料将会堵塞路面空隙，降低透水性能。如使用融雪器具，则应避免在路面行驶过慢而对路面的损害更大。

（4）透水性沥青路面应该在新修建的几个月里多次进行检测，以后也应保证每年都对路面进行定期检测，查看在大雨过后，路面是否有水洼、积水、空隙堵塞、出水设施堵塞等状况，若有，应尽快维护。

2、特殊性养护

特殊性养护一般应用于透水性沥青路面出现较大的问题时而采用的一种处理方法，主要包括以下两种措施：

（1)透水性沥青路面每年至少清洗4次，最好在春秋季，建议使用真空吸尘冲刷车或者清洗车以及高压喷射车周期清洗，如若定期维护，可使其使用寿命延长。 （2)透水性沥青路面的功能寿命达到要求后，路面仍有可能被一些沉积物堵塞，需要对表面层或基层进行维护修补。路面坑槽和裂缝可使用常规的透水沥青混合料修补，累计修补面积不超过整个透水面积的10%。若仍不能恢复透水功能，可能需重建。

七、结束语

本文在分析研究透水性沥青路面的透水机理的基础上，提出了透水性沥青路面存在的问题。根据已有的问题，提出了有效的针对透水性沥青路面的养护维护措施，最主要的解决了透水性沥青路面的渗透衰减问题。此外，还应加强养护维修技术，完善养护管理系统，才能使透水性沥青路面的养护工作取得更大的进展。相信我国未来的透水性沥青混凝土面层在城市道路中的应用能够变得越来越好。

参考文献： [1]张军.高速公路沥青路面养护规划与决策研究[D].西安：长安大学，2009. [2]蒋玮.透水性沥青路面混合料配合比设计方法与路用性能研究[D].西安：长安大学，2008. [3]邢明亮.透水性沥青混合料组成设计及性能研究[D].西安：长安大学，2007.