高性能排水性瀝青路面技術(shù)-

1、高性能排水性瀝青路面技術(shù)HighPerformance Drainage Asphalt Pavement Technology陳海燕,談曉青。方丹薇2(1_上海建筑科學(xué)研究院(集團(tuán)有限公司,上海200032;2.佐東奧科貿(mào)(上海有限公司.上海200040摘要:論述了高性能排水性瀝青路面技術(shù)特點(diǎn),介紹了該路面技術(shù)的設(shè)計(jì)、混合料配制標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求、配比以及施工、檢驗(yàn)、驗(yàn)收和養(yǎng)護(hù)方法。關(guān)鍵詞:高性能排水瀝青;路面設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)中圖分類號(hào):U4l6.2l7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A0前言高性能排水性瀝青混合料,系采用了高性能改性成品瀝青,使瀝青混合料具有高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性、高均勻性、高耐久性、高回彈性、高抗老化性6

2、大特點(diǎn),鋪設(shè)成排水性路面后,具有使用壽命高、翻修率低的優(yōu)點(diǎn)。高性能排水性瀝青路面技術(shù)在60年代由美國(guó)率先開發(fā),70年代初引入日本,至今已經(jīng)有40多年的歷史,技術(shù)上日趨成熟。正確的設(shè)計(jì)、施工及維護(hù),能使路面的排水、降噪等功能性使用壽命平均達(dá)7年,道路使用壽命達(dá)15年。鋪設(shè)面層高達(dá)20%以上的空隙率,使排水性瀝青路面具有提高雨天路面的防滑性、減輕雨天行駛車輛的濺水、減少夜間路面燈光反射及漫反射等現(xiàn)象、降低車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的交通噪音、降低夏季路面的溫度。據(jù)日本道路公團(tuán)的資料統(tǒng)計(jì),與普通瀝青路面相比,使用高性能排水瀝青路面后,高速公路每年交通事故從2 900多起減少到400多起。由此可見,高性能排水性瀝

3、青路面除了與普通瀝青路面具有完全相同的交通承載能力外,還具有提高交通安全、有利于環(huán)境保護(hù)等多項(xiàng)功能,在道路建設(shè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)JTGF 402004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中也有涉及排水性瀝青路面的內(nèi)容,但對(duì)于這種高性能改性的排水性瀝青混合料的研究及運(yùn)用,仍處于起步階段。本文借鑒了日本方面的大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),供道路科技工作者參考。1高性能排水性瀝青路面設(shè)計(jì)1.1路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高性能排水性瀝青路面適用于公路、城市道路、橋面鋪設(shè)、停車場(chǎng)、景觀道路、建筑外附屬道路、廣場(chǎng)、人行道等的新建與改建、特別適用于北方地區(qū)有抗凍融要求的道路路面,由排水面層、基層、墊層等多層結(jié)構(gòu)組成

4、。排水面層厚度一般宜為4050 mm,空隙率在20%左右。路面的排水功能主要體現(xiàn)在面層,而對(duì)于路面的基層等下部結(jié)構(gòu),我國(guó)相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)都有所規(guī)定,設(shè)計(jì)人員可以依照我國(guó)相應(yīng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖1提出的路面結(jié)構(gòu)形式是Et本方面使用至今比較成熟、典型的結(jié)構(gòu)形式。1.2路面排水設(shè)計(jì)為充分發(fā)揮排水功能,不透水層表面應(yīng)確保橫坡和平整度,應(yīng)設(shè)置通道等能迅速將水排出的設(shè)施。排水設(shè)計(jì)可按JTGD 502006公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)普通瀝青路面的排水要求設(shè)計(jì),但該規(guī)范對(duì)排水性瀝青路面的排水設(shè)計(jì)以及很多細(xì)節(jié)方面涉及內(nèi)容不多,可參考日本道路協(xié)會(huì)所編的排水性鋪裝技術(shù)指南(草案。2混合料目前,高性能排水性瀝青混合料

5、的生產(chǎn)方式分二兩種,一種是采用由專業(yè)工廠改性的高性能成品瀝青與礦料等攪拌均勻而成;另一種是在攪拌普通瀝青混合料時(shí)直接加入改性劑攪拌均勻而成。高性能改性瀝青由專業(yè)生產(chǎn)廠采用普通瀝青加入多種添加劑經(jīng)攪拌均勻后,瀝青均勻分布于改性劑中,成為成品瀝青,具有高強(qiáng)度、高穩(wěn)定性、高均勻性、高耐久性、高黏度、高回彈性、高抗老化性的特點(diǎn),相對(duì)于后一種攪拌時(shí)直接投入改性劑的生產(chǎn)方式來說。成本并不高,生產(chǎn)出的排水性瀝青混合料品質(zhì)更能得到保障,適用于路面耐久性要求更高的排水性鋪設(shè)。 2.1混合料原材料要求表1為佐東奧科貿(mào)(上海有限公司生產(chǎn)的高性能改性成品瀝青的性能指標(biāo)。由于對(duì)普通瀝青進(jìn)行了特殊的改性,軟化點(diǎn)指標(biāo)比其他

6、瀝青高,使瀝青混合料形成路面后穩(wěn)定性更好。其延度指標(biāo)高于日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),能更好地保證質(zhì)量。目前日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已取消了60C黏度100 000Paos的指標(biāo)要求,改用高彈性指標(biāo),即:一2O彎曲抗拉韌度I>400 KPa、一20 qc彎曲抗拉模量100 MPa。 粗集料應(yīng)潔凈、干燥、表面粗糙、堅(jiān)硬、與瀝青黏附性好,外形應(yīng)具近似立方體形狀,應(yīng)符合JTGF 402004 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范或符合DGJ 08118城市道路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的要求。由于排水性面層靠包裹了瀝青的集料之間點(diǎn)接觸連接成整體,如若針片狀集料過多,會(huì)在施工碾壓過程中造成集料斷裂點(diǎn)增多,影響面層的質(zhì)量,所以高性能排水性瀝

7、青混合料對(duì)粗集料中針片狀含量的限制比普通瀝青混合料更嚴(yán),要求針片狀含量不得超過1O%。細(xì)集料應(yīng)符合JTGF 4O一2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范或DGJ 081 1 82005城市道路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的要求。填料應(yīng)符合JTGF 402004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范或DGJ 081 182005城市道路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的要求。由于成品瀝青與水泥的匹配性也很好,所以低標(biāo)號(hào)普硅水泥也也可作為填料可采用的原材料之一。2.1_3礦料標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配范圍為使碾壓后瀝青混合料達(dá)到20%的空隙率,礦料級(jí)配必須得到控制。表2為高性能排水性瀝青混合料的礦料標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配范圍,是日本方面在大量試驗(yàn)與實(shí)踐的基礎(chǔ)上取得

8、的結(jié)果,其中第3類礦料級(jí)配所制得的高性能排水性瀝青面層除具有排水作用外,形成的孔洞總成吸收噪音效果顯著。從綜合測(cè)試結(jié)果看,高性能排水性瀝青路面較普通瀝青路面,可降低噪聲5個(gè)分貝。 2.2混合料技術(shù)要求有別于其他瀝青混合料,高性能排水性瀝青混合料壓實(shí)成形后空隙率在20%左右,±20瀝青混合料的飛散損失率10%,滲水系數(shù)900 mL/15 s滲水系數(shù)按TO 730200瀝青混合料滲水試驗(yàn)的檢測(cè)方法進(jìn)行,最后結(jié)果換算成mL/15 s。 2.3混合料配合比設(shè)計(jì)高性能排水性瀝青混合料配合比必須通過試驗(yàn)確定。由于高性能排水性瀝青混合料不同于以往的瀝青混合料,集料粒徑非常粗,混合物成形后空隙率又非

9、常之大,故沿用以往的馬歇爾穩(wěn)定性試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)配設(shè)計(jì)的方法來設(shè)計(jì)瀝青的決定量是困難的,因此,在高性能排水性混合料的調(diào)配設(shè)計(jì)中,先滿足作為目標(biāo)的空隙率、并從重視耐久性的觀點(diǎn)出發(fā),要按瀝青成膜厚度容許范圍的最大值來決定瀝青的設(shè)計(jì)量,由此根據(jù)混合料的析漏試驗(yàn)來決定瀝青設(shè)計(jì)量,然后再根據(jù)密度試驗(yàn)、馬歇爾穩(wěn)定性試驗(yàn)、透水性試驗(yàn)以及車轍試驗(yàn)來決定最終瀝青設(shè)計(jì)量。排水性瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法,JTGF 402004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中也有涉及。3高性能排水性瀝青路面施工 31混合料的生產(chǎn)與運(yùn)輸 混合料的生產(chǎn)與運(yùn)輸，可按JTGF 402004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范或DGJ 081 1 82005城市

10、道路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范有關(guān)要求進(jìn)行。高性能排水性瀝青混合料拌制時(shí)的溫度宜控制在170185 之間。拌制時(shí)間應(yīng)通過試拌確定。運(yùn)輸過程中，應(yīng)采取保溫措施，確?；旌狭蠑備仠囟炔坏陀?65 oC，當(dāng) 溫度低于160 oC時(shí)，混合料應(yīng)廢棄。拌制溫度及攤鋪溫度均比普通瀝青要高，這是由成品瀝青的性能決定 的。 32混合料的攤鋪與壓實(shí) 混合料的攤鋪與壓實(shí)可按JTGF 402004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求或DGJ 08118 2005城市道 路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范中的有關(guān)要求進(jìn)行。 在攤鋪前，應(yīng)對(duì)基層或下臥瀝青層進(jìn)行工程質(zhì)量檢查和驗(yàn)收，不符合要求不得鋪筑，特別是下臥層，因?yàn)?排水性瀝青面層與下臥層的黏結(jié)面

11、積本來就比普通瀝青面層少，下臥層的清潔狀況對(duì)黏結(jié)的影響就更為突 出。 如果已被污染， 必須采用清洗或銑刨， 處理后方可鋪筑。 為使混合料面層與下臥瀝青層有良好的黏結(jié)， 應(yīng)采用陽離子噴灑型改性乳化瀝青PCR作為黏結(jié)層兼作防水封層，撒鋪量宜不少于10 Lm 。 高性能排水性瀝青混合料應(yīng)采用機(jī)械攤鋪，要求攤鋪平整，不宜人工修整。攤鋪速度宜控制在3 mmin左 右，攤鋪溫度宜控制在175 165。碾壓前應(yīng)配備足量的壓路機(jī)，初碾、二次碾壓宜選用1012 t的滾筒式 壓路機(jī)，終碾宜選用610 t多輪式壓路機(jī)或8 15 t膠輪式壓路機(jī)。碾壓應(yīng)采用靜壓方式，不得采用振動(dòng)。 壓路機(jī)距離攤鋪機(jī)不宜過長(zhǎng)，一般不超過

12、20m。終碾次數(shù)以2次(1個(gè)往返為宜。為防止膠輪式壓路機(jī)輪胎黏 附，宜使用少量的水或者切削用乳化油劑稀釋液等涂覆輪胎表面。初壓速度宜控制在2 kmh，溫度應(yīng)控制 在160140；復(fù)壓速度宜控制在3 kmh；終壓速度宜控制在2 kmh，溫度應(yīng)控制在9070。碾壓時(shí)， 應(yīng)記錄測(cè)試溫度。為避免施工接縫處出現(xiàn)明顯縫跡，施工時(shí)應(yīng)盡量全幅攤鋪。當(dāng)攤鋪機(jī)寬度不足時(shí)，宜采 用兩臺(tái)攤鋪機(jī)平行作業(yè)。調(diào)整拌和機(jī)生產(chǎn)率及攤鋪機(jī)行走速度，配足運(yùn)料車，確保攤鋪機(jī)的連續(xù)喂料、連 續(xù)作業(yè)，減少施工接縫的數(shù)量。 高性能排水性瀝青路面的接縫處不允許重疊，縱向接縫宜鋪筑成梯形，便于鄰接的面層黏結(jié)牢固，確保接 縫兩側(cè)密度相同。若交通

13、條件不允許鋪成梯形，為防止縱向接縫過冷，在鋪筑相鄰面層時(shí)，需將接縫處再 加熱，加熱時(shí)，應(yīng)避免將面層直接暴露在火焰下。排水面層縱、橫向接縫以及與附屬構(gòu)筑物的銜接部分需 充分壓實(shí)、黏接緊密。在鋪筑面層時(shí)，需對(duì)透水管進(jìn)行保護(hù)，避免瀝青混合料堵塞透水管孔眼，確保透水 性路面結(jié)構(gòu)中的雨水能順暢地排入透水管。排水性瀝青面層碾壓成型后，應(yīng)避免車輛立即進(jìn)人，應(yīng)在終碾4 h后或表面溫度低于50，且路面足夠堅(jiān)硬后方可開放交通。 4高性能排水性瀝青路面的質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收 高性能排水性瀝青路面的排水面層的質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)有別于其他瀝青混合料面層的質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)，見下表5。 高性能排水性瀝青路面的質(zhì)量檢驗(yàn)與驗(yàn)收，除表5的特定指

14、標(biāo)外，其他均應(yīng)按JTGF 402004公路瀝青路 面施工技術(shù)規(guī)范或DG J081182005城市道路工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求執(zhí)行。 5路面的養(yǎng)護(hù) 高性能排水性瀝青路面的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)按JTJ 07322001公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行。路面 應(yīng)避免導(dǎo)致空隙覆蓋或堵塞的行為，如路面熱熔性不透水交通標(biāo)志線的經(jīng)常變換、堆放砂土、拌和混凝土 等。養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)注意及時(shí)清除表面存在的黏土類拋撒物。采用專用透水功能恢復(fù)車定期(正常情況下一般36 月，次對(duì)路面的堵塞物質(zhì)進(jìn)行清除，保持排水面層的空隙暢通。應(yīng)避免發(fā)生可能導(dǎo)致路面防水黏結(jié)層被損 壞的行為，如釘入、鉆孔等。如有發(fā)生，應(yīng)及時(shí)采取可靠的修復(fù)措施。路面在設(shè)計(jì)壽命年限內(nèi)，應(yīng)嚴(yán)格控 制道路開挖。若一定要開挖，可采用混合料進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)量一般不小于一車的量，以保證施工溫度。須 配備與高性能排水性瀝青混合料同質(zhì)的維修材料，當(dāng)路面發(fā)生破損時(shí)，按JTJ 07322001公路瀝青路 面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與維修。對(duì)于較小的坑洞可采用普通改性瀝青混合料維修。 排水面層透水性評(píng)價(jià)判斷方法及相應(yīng)采取清潔措施如下： 透水性評(píng)價(jià)值：在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，隨機(jī)確定測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行透水性能測(cè)試，每1 000 mm 區(qū)域內(nèi)測(cè)試l0點(diǎn)，取平均 值作為透水性能評(píng)價(jià)值Cw。 透水性評(píng)價(jià)值Cw可按97式進(jìn)行計(jì)算： Cw=fV1+V2+Vl