浅谈高速公路排水性沥青混合料的应用与防治措施

【摘要】：目前我国沥青及沥青混合料的试验和评价水平，原规程需作进一步修订和完善，随着我国高速公路的不断发展和蔓延，为提高确保高速公路的缺陷得到改善，进一步提高高速公路质量水平，由交通运输部公路科学研究院负责修订工作并非常有必要补充一些新的试验方法。给出相应的防治措施和解决办法，为道路建设应用提供了有益的防御措施和技术方案。关键词： OGFC； 透水性沥青路面；混合料性能 ；沥青路面；水损坏；防治措施；排水性沥青混合料 ；

中图分类号：U412.36+6文献标识码： A 文章编号：

一、引言由于我国高速公路上的载重车辆比例不断随之大幅上升，车辆超载现象时有发生并愈演愈烈，导致沥青路面损耗程度严重，通过改善沥青混合料并采用刚性基层路面结构，低温开裂、疲劳开裂等以往造成沥青路面破坏形式已得到有效改善。

透水性沥青混合料起源于欧洲。随着时间推移，透水性沥青路面与普通沥青路面的车辙变化量几乎相同。因此，在现行的透水性混合料的配合比设计中，最佳沥青用量=最大沥青用量，而最大沥青用量通过析漏试验确定。1、透水沥青路面OGFC的特性透水沥青路面是路面内部排水的重要措施之一。这种路面结构的特点：（1）透水性。OGFC 的空隙率> 18%, 雨水可以透过面表, 通过排水设施迅速排出路表, 减少路面积水, 加强轮胎与路面的接触; 同时消除行车溅起的水雾, 改善能见度, 提高路面行车安全性。（2）抗滑性。OGFC 空隙率较大, 使得路面具有粗糙的宏观纹理, 从而提高摩擦性能, 使汽车在高速行驶时有较高的抗滑能力。（3）降噪性。有关路面噪声和路面摩擦性能关系的研究表明, 对于普通沥青混合料路面, 轻型到重型车辆的最高噪声是纹理深度的函数, 也是制动力系数变化百分率对数的函数。这就是说一般的道路面层难以具有高度的抗滑性能的同时不产生高噪声。

（4）降温性。车辙是沥青路面主要破坏形式之一。气温升高, 沥青路面的高温稳定性下降, 抵抗变形能力变小, 加剧车辙的产生, 因此降低路面温度可以减小路面的车辙。这就是说一般的道路面层难以具有高度的抗滑性能的同时不产生高噪声。也可以显著降低行车噪声, 同时OGFC 还可以吸收相当部分的车辆发动机噪声。

2、透水沥青混合料性能研究透水沥青混合料性能主要包括强度特性、低温性能、高温稳定性、水稳定性和抗剥离性、透水性以及抗滑性能等。透水性沥青混合料的低温性能有较大的提高，对于水稳定性，沥青的性质影响非常显著，透水性沥青混合料设计时应选择合适的沥青和合理的级配。总结如下：（1）大孔隙的透水性沥青混合料抗滑性，低温抗裂性，水稳定性及渗水性指标均较好；而抗压强度、劈裂强度、抗弯拉强度等力学指标与密级配沥青混合料相比则较差。（2）透水性沥青混合料的高温稳定性受集料的级配组成及沥青性质影响很大。为了保证透水性沥青混合料良好的抗车辙变形能力，必须合理选择沥青材料和集料级配。（3）沥青性质会对透水性沥青混合料的性能产生显著影响。沥青粘度越高，混合料的性能越好。60℃粘度及软化点做是控制透水性沥青混合料沥青性能的关键指标。

二、水损坏的成因水损坏是指在沥青路面存在水分或水沟的情况下，由于车道荷载及环境温度变化的耦合作用，水分渗入沥青与骨料交界面，导致界面剥离破坏粘结力丧失。由水损坏可诱发一系列相关并发症，路面水损坏的成因有：（1）长时间的降水后，大量自由水透过路表沥青面层进入基层顶面，短时间内来不及完全排出，一部分滞留自由水在高速公路大量快速行车的作用下，自由水产生的水压不断冲刷混合料，产生的灰白浆被行车压挤至路表从而使路面发生龟裂、变形。（2）大量高速行车、水和较大空隙相互作用而产生泛油，造成沥青——集料粘附性不足，沥青逐渐削离，形成自由沥青，比重略小于水自然上浮，在轮胎的真空吸力作用下迁移。沥青是从面层下部的集料表面剥落后向上迁移的，沥青迁移的同时，造成内部集料松散，降低整体强度，产生裂缝，形成坑洞。因此，水损坏最终发展成为松散和坑洞。

三、水损坏的防治沥青路面水损坏通常是由多种不利因素耦合作用下形成的，自然因素通常不可控，工程施工建设中应尽量从人为因素上着手，在沥青混合料质量、混合料拌合、路面排水、机械压实等方面考虑，采取相应措施手段防止水损坏的发生。3.1 优化排水设计（1） 路基、路肩排水有效排除路表水的关键在于合理设计路基与路肩横坡。路肩横坡设计值越大越有利于排水，在南方降水量充沛的多雨地区可适当提高坡值，可采用平放路缘石的办法解决这种问题，在近年来工程实践中较为常见。（2） 设置排水系统路面内、外部排水系统设置是否合理是保障路面顺利排水的重中之重。对于潮湿路基段，以防路基地下水涌出导致其含水量过大不能及时排出而导致的承载力降低情况出现。（3）分隔带排水设计时凸型中央分隔带虽然可将多数降水排出，但不可避免地仍有少量雨水渗入分隔带。解决办法可将分隔带路面端部及分隔带底部用砂浆抹灰处理，并涂沥青再铺设工布。组成纵横交叉的排水系统将渗入雨水排出。3.2 施工控制（1）沥青混合料质量当沥青混合料水稳定性不足或者防剥离剂未到达设计要求时，易发生水损坏情况。骨料通常呈碱性，施工时应选用酸性较小的改性沥青，以达到沥青与骨料有效粘结。骨料选择时应注意其与沥青的粘结性能，骨料质量应满足规范要求，尽量减少泥沙含量。（2）混合料拌合及铺装细骨料比表面积较大，堆放时应注意避免淋雨，防止其含水量过高最终影响沥青混合料拌合时的配合比。对于高速公路宜采用间歇式拌和机。沥青混合料可采用间歇式拌合机和连续式拌合机拌制，混合料拌合时可通过试拌确定，一般以拌合45min为宜。对于加入纤维的混合料应适当延长拌合时间，铺装摊铺中要保持连续作业，非必要情况下尽量不停顿。摊铺速度宜控制在2～6m/min的范围内，对改性沥青混合料及SMA混合料宜放慢至1～3m/min。调整分料器转速保持慢速恒定，不连续运转将导致沥青混合料显著离析。在摊铺机与料车之间转运时能减慢混合料离析速度，条件允许时应尽可能使用，以保证混合料一致均匀。

（3）压实成型沥青路面压实后不透水性增强，为尽可能提高其隔水性能，减小水损坏发生机率，提高沥青面层压实度。前文中提到，荷载作用下沥青层自由水可产生水压力而导致水损坏发生。经研究表明，在沥青路面设计孔隙率4%而压实度为96%的情况下，沥青层中水为薄膜水，荷载作用下不产生水压力。

四、结语水损坏是高速公路建设中的新问题，其产生的原因复杂多样，沥青路面的破坏，不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关，防止沥青路面早期水损坏的主要措施应该首先防水，但从技术层面讲，水对路面的损坏最大，而且具有普遍性。其次，应该加强日常使用环节的管理和养护，延长沥青路面的使用周期。但总体上排水性沥青混合料的低温抗裂及水稳性可以满足使用要求。

参考文献：

[1]尹义林.透水沥青混合料OGFC在道路中的应用[J].中国市政工程2008（6）：10-11

[2]徐建达，陈梅，吕伟民等.低噪声透水性沥青路面应用[J].公路，1998 (1): 14-18.

[3]陈晓霞.浅谈高速公路沥青路面水损坏及防治措施[J].山西建筑，2010，36(23):305-306