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低噪声透水沥青路面在湿热地区市政道路中的应用

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土建筑;低噪透水沥青路面在显热地区市政道路中的应用深圳市市政设计研究院有限公司徐波摘意事项、要结合深圳已施工的低噪声透水沥青路面典型工程,从原材料选择、混合料配合比设计。、施工控制及其注养护管理等方面介绍了低噪声透水沥青路面在湿热地区市政道路中的应用,实践表明。,低噪声透水沥青路面可以大幅度提高行车安全排水、降噪和降低城市热导效应,在南方湿热地区极具应用前景,在湿热地区应用该技术主要需解决低噪声透水沥青路面水稳定性和热稳定性两大问题该技术稳定性的关键关键词,而高粘度改性沥青的使用及其技术指标的确定是保障。同时还应进步加强材料技术指标在南方湿热地区的区域性研究;低噪声透水沥青路面湿热地区;高粘度改性沥青哈比设计;施工控制引言主要技术特点和失效模式“’随着社会经济发展心注适。以人为本,,环境友好对公路”理念深入人针对深圳地区高温多雨的南方湿热地区区域环境气候排水路面结构与构造设计系统的区域性研究与应用、’从公众对出行质量需求不断提高如何提高道路使用品质环保的道路交通,,通安全日益关、原材料选择截止目前,、施工工艺等方面进行。如何向社会提供更加安全舒。深圳市低噪声透水沥青(、已成为我国道路交通事业发展的新目标路面典型应用工程有龙岗区新东路(((深圳市恒心路);直投式施工);和新方轧低噪声透水沥青路画提实现这种新目标的型路面结构、种典预拌式施工南山区桃园西路号路(预拌式施工);(光明新区(预拌式施工);低噪声透水沥青路面是空隙率的沥青路面表层(种具有大于。般为(光明新区号路预拌式施工)。以大空隙沥青混合料作为,厚)賴以下为密实型级配不透水沥青层雨水紐排水功能层迅速排入边沟等排水构造物仏的开级配沥龍合料能有效减料含量少大,,(图。该种结擁集料含量多,,细集低噪声透水沥青顾构造深度大行、’抗滑性能好,瞧料通过点纖形成骨架,混合料中剩余空隙率,易渗水。因此,该结构内摩擦阻力较大粘聚力较小(图同时还具有良好的排水、降噪、城市热导效应等生态环保在这样的结构特性下低噪声透水沥青路面具有如下技功能。术优点世纪年代始于美国,开级配的多空隙沥青混合料后欧洲、随日本等发达国家先后艇种沥青混合料的不同功能展开了研究辅相对较晚近年来,,翅。麵赚藝識合勵職应雕步、先后在北京上海、艇等地修筑了細趣路。随着预拌式施工技术的引入,成品高粘度改性沥青质量的提高程,深圳等地修筑了部分低噪声透水沥青路面应用工。取得了不错的进展本文依托深圳已修筑的几条低噪声透水沥青路面工程原材料选择、,从图骨架孔隙结构图低噪声透水调青混合料配合比设计、施工控制、路面排水构造、养护管大幅度提高行车安全低噪声透水沥青路面由于具有较大的空隙率和表面构造深理等方面较为系统的介绍了低噪声透水区市政道路中的应用及其注意事项。青路面在南方湿热地度,与普通的密级配沥青混合料相比能较大幅度地提高行车安②的贱水、水雾,减轻诚的路面反射,提车女全。良好的生态环保性低噪声透水沥青路面具有迅速排除路表积水;降低交通噪声和城市热导效应⑷生态环保功。损樹莫式深圳等类似南方湿热地区具有高温、多雨、太阳辐射较大的气候环境特点’对道路尤其是市政道路要求能够快速排除路表水分、保证行车安全、降低车辆噪声和减缓城市热导效应在南方湿热地区铺设低噪声透水沥青路爾職好地满足上述技术要求。働于高温多雨猶雜点,热躯■声透水沥青颜在交通荷载下的飞散问题、水稳定性问题、高温稳定性问题,、老化问题堵孔问题突出,要求混合料具有较多的有效连通空隙、足够的耐久性、良好的水稳定性和高温稳定性。在环境场和车辆荷载综合作用下,低噪声透水沥青路面的之,是由于沥青膜提供的颗粒间结合失效而导致的石料与路表结构脱离(图。飞散可分为由于沥青结合料的初始劲度不足、骨料过软等施工材料质量不佳’在轮胎麵接触区内的强剪切力作用下导致的早期飞散和由于结合料老化硬化、重力离析导致的长期飞散。飞散旦开始,其影响范围就像多米若骨牌般迅速扩大。图飞散破坏水损害剥落由于具有较大的空隙率,憾声細青不足,很容易出集料与沥青现剥落等水损害病害。层间剥落低咖°噪声士、透乐水士、历青主路牧面由于工其卄主主、:表层为大空隙的沥青混合日么料,与下雜面的密麵應綠驰因此常常雄坡、转弯、交叉路口等剪切应力大地路段发生由于层间抗剪强度不足导致的层间剥落现象(图。■图层间剥落功能耐久性鎖声透水坜青路難功麵久性问题麵为由周围环境较差、,路面孔隙容易被泥沙灰尘等堵塞、,造成排水降噪、、抗滑降温等功能性下降的堵孔问题和由于高的空隙象沥青与空气、光、热、水接触面积增大,导致老化进程加快的沥青老化问题。在湿热地区铺设低噪声透水沥青路面可以有效排除路面积水,降低水膜厚度,大幅度提高行车安全,但由于高温多雨的区域气候特点,该种路面结构容易发生水损害问题。低噪声透水沥青混合料由于天生级配不良,其水稳定性、高温稳定性、抗剥落性和层间粘结较差,因此,如何提高南方湿热地区低噪声透水沥青路面的水稳定性和高温稳定性是该技术成下文以深圳市的低噪声透水沥青路面典型应用工程为依托,从原材料技术特点与选择、混合料配合比设计、施工控制与注意事项等方面谈谈笔者对低噪声透水沥青路面的相关认识。■土建筑丨丨原树料技术特点与要求沥青排水沥青混甜由于具有较大的空隙率,因此要求胶结料具有较好的抗水损害和耐老化能力。排水沥青混部細沥青必賴觀粘度、粘嗽化点,号基质沥青’舰改性制得高粘度改性沥青。陳合料瞧料多,不佳,路面在行车荷载作用下容易出现集料飞散,应选用初始劲度高的沥青。结合国内外相关研究,给出高粘度改性沥青的性能指标如表所示。与普通的道路石油沥青和改性沥青相比’低噪声透水沥青路面用的高粘度改性沥青具有高的软化点和延度;同时其粘韧性、韧性及:粘度指标较高,这与该种沥青混合料具有大空隙率长期与水接触有关。,高粘度改性青的使用及其技术指标的确定是保证长时间与水接触作用下混合料具有较好的抗剥落性的关键。表高粘度沥青性能指标要求试验项目技术指标试验方法针入度软化点彡。延度彡。闪点雇薄膜加热质量损失%彡薄膜加热针人度比%彡粘韧性彡韧性°粘度以上°弯曲抗拉韦刃度。弯曲抗拉模量巧)注为区别于普通道路石油沥青质量要求的试验项目。对于低噪声透水沥青路面用的高粘度改性沥青应重点关注其老化前后粘度、针入度、延度、欠化点,及与集料粘附性等指标。高粘度改性沥青是解决低噪声透水沥青路面在南方湿热地区水稳定性和高温稳定性问题的关键。粗骨料低噪声透水沥青混热形成的是石石点接触式的嵌挤骨架结构(图。与普通密级配浙青混凝土相比,混合料集料间接触面积减少了约接触点间的应力提高,因此骨料的性质、形状以及粒度、级配等都会对混合料的性能有很大影响。的耐磨耗、针片状颗粒含,士破細占附性咼、:噪印昆铺瞧料的具碰术曰标应满足表…出的要求。表低噪声透水浙青潘合料粗集料技术指标要求试验项目技术指标试验方法压碎值%彡洛杉矶磨耗损失值%磨光值由彡软石含量里%。彡、视密度彡吸水率%彡舰丁、洒青粘隨对坚固性试验%《针片状含量彡水洗法颗粒含量%彡有个破碎面的含量有两个破碎面的含量彡从上表可以看出,低噪声透水沥青混合料对粗集料的压碎值、洛杉矶磨耗损失值、表面磨光值、针片状颗粒含量较高;同时为保证混合料有良好的抗剥落性,对沥青的粘附性等级要求也较局。细集料低矂声透水沥青混合料所用细集料般是指236mm部分的集料、,包括机制砂石屑、天然砂等。应洁净、书、无风化、无杂质,与沥青有良好的麵,并有适当的颗粒级配,宜符合中砂的级配和细度模数,粒径范围要求见表。细集味最好使用人工破碎的机制砂因为机制砂洁净、,棱角性好有相当好的粗糙度。,,混合料抗车辙能力强与沥青粘结性差的砂子及用花岗岩、石英岩等石料破碎的机■或石屑不宜使用,会齣要求详嘛麻。表集料围、广°。::表、细集料技术指标求及试验方法试验项,目技賴验旅视密度坚固性%赠含泥量(含量%彡亚甲值棱角性彡鹏矿粉在低噪声透水沥青混合料中含量虽少但至关重要。由于混甜中鴯料较多,必然会产生沥龍滴现象。矿粉的作用飄附靡游青只有吸附在矿粉表面形成薄膜。’才能对其備细集料产生粘附作用低噪声透水游青混合料由于空隙较大’在提高其排水、抗滑性能的同时也降氏了混甜的耐久性’鶸高觀久性’胶辯幅乍用就非常重要’所咖矿粉的质量应奶艘求》觀声透水浙青混甜所用求采用石灰岩或岩莱岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到縦粉’具做术赚要求棘麻表矿粉技术指标要求及试验方法㈣试验项目技术指标试验方法減度彡含水量%烘干法函无团粒结块亲水系数塑性指数輕—茂法)%加热安定性实测记录敝、丄比谢十由于低矂声透水筋青路面矿粗且多为开口空隙,空隙率高’难以用通常的马歇尔试验方法确定浙青含量,应根据混合料生产、运输、抗磨耗、飞散、析漏要求及目标空隙率确定配合比。碰硫噪声透水赫緬配合比甜时’应根据当地降雨情况合理的选择目标空隙率。同时路面排水、降噪,抗车撤、耐久求的齡最大公称径往往相互矛盾,应根鏘面具体的功能要求选择集料粒径。通常同的洒青混合料公碰翻、’,麟性能趣闻?。本文参考国外配合比设计方法’主要以各项功能性检主选择期輕隙率而又具補滴久性的最大容许游青辦度来确定沥青含量’图给出了低噪声透水新青混台科的配合比册流程。料(粗集料、细集料、粘度改性籌青、矿设定目‘空备选定傳孔爾过在近相塞左右的个鍰轉定咖财计爾含丨上厂」—議析《“、飞級叫定佳勘青腿——密度空进水试輪定度咖「:寛内配合比设计育含黴的碗定田低噪声透水逝青路面合比设计流程顯《土水建筑通过上述配合比设计得到的沥青混合料应达到表所示的技术要求。表排水混合料设计技术求,,试验项目技术要求试验方法双面击实马歇儿试件击实次数次马歇尔稳定度;流観;六随《。公路连绿一、空陴率%彡工程新°青及沥、浸水马歇尔残副功二二。青混合急成。》且料试验规°程》沥青混合料的《扣几。飞散损失率%及本规。沥青混合料的〈、化程王附录飞散损失率%动稳定度次:冬融劈裂试验的彡残留强度比%渗水系数彡施工控制低噪声透水沥青路面施工流程如图所示,施工时应严格控制混合料温度,保证路面所需要的沥青的初始劲度。—中、下面层检査验收十撒铺防水封层耍排水耐混合料拌制运输覆图透水沥青混合料施工流程拌制工…工直投式施工,也称高黏度添加剂“(干法”工艺,是指使用普通基质沥青’在混合料擀卩过程中单独添加外加改性剂生产改■龍合糊工艺。勒絲级賴翻粒’在“干法”工艺中’歴于通常的脚楼后能够迅速熔融分散,起到对沥青混劍斗良好的改性效果。预拌式施工也称成品“湿法”工艺、,是通过溶胀高速剪切、胶体磨等加工工艺,将定比例的聚合物改性剂(或复合体)与沥青混溶,制备得到高粘的改性沥青,在施工现场直接使用成品高粘沥青生产混合料。直投式施工工艺由于沥青结合料质量均匀性和稳定性较差,易出现飞散等早期病害。近年来深圳、上海等地先后引进了日本高粘度青生产线,采用预拌式工艺明显改善了排水沥青路面质量。料正式试拌前’应对确定的配合比进行室内试拌与拌和机试样,验证最佳青用量与混合料质量指标’如不符合要求应进行调整重新试拌。,试拌确定最终配比后,生产拌制时应严格称取沥青用量,沥青用量在拌和过程中允许偏差为土。低噪声透水沥青混合料拌制时的温度宜控制在之间;拌制时间应通过试拌确定。排水沥青的生产应随拌随用’在生产过程中应对每个台班的产品进行质量取样检验’并检测混合料的矿料级配和游青用量等应经常检查成品的温度、,混合料的外观质量、均匀性等。彳氏噪声透水沥青混合料拌制过程中温度控制是个关键问题。混合料温度过低’施工作业困难’温度过高,混合料容易发生流淌因此在混合料生产拌制过程中应严格控制温度《’运输低噪声透水沥青混合料出厂时应逐车检测沥青混合料的重量和温度,记录出厂时间,签发运料单。沥青混合料的运输应采用清扫得很干净的运料车,在保证不影响产品质量的前提下实施运输作业,应尽可能缩短运输时间。(运输过程中,应采取保温措施,确保混合料摊铺温度不低于’当温度低于时,混合料应废弃。摊铺⑴摊铺前,应对基层或下卧新青层进行工程质量检查和验收,质量应符合规范相关要求。下卧层如果已被污染,必须清洗或铣刨后方可铺筑。为使低噪声透水游青混合料面层与下卧沥青层有良好的粘结,应采用阳离子喷洒型改性乳化沥青作为粘结层兼作防水封层,撒铺量宜不少于。防水粘结封层的施工可按规范相关要求进行。为避免施工接觀出删显缝迹,施工时应尽量全幅。自麵机宽度不足时,魏順台難机平彳彿业。调整麵几生产率及摊铺机行走速度,配足运料车,确保摊铺机的连续喂料、连续作业。,减少施工接缝数量摊铺速度宜控制在左右,摊铺温度宜控制。在左右。44碾压碾压前应配备足量的压路机、,初碾二次碾压宜选用的滚筒式赚机,终驗选用多轮式碰机或胶轮式压、路机。°碾压应采用静压方式,不得米用振动。压路机距离摊铺机不宜过长般不超过。,终碾次数以次(个往返)为宜。为防碰轮式腿纖胎粘附,宜使用少量的水或者切細乳化删猶腾涂驗胎麵。、初控制在,驢应不低于复压速度宜控制在’温。度应不低于终压速度宜控制在,温度应不氐于職时’应记录测试温度。⑷为消除钢轮压路机碾压带来的细小裂纹和提高路面抗。。飞散能力’可在的低温下用胶轮压路机进行二次轻表面集料。接缝与构造物瓶低噪声透水沥青路面接缝处不允许重叠,纵向接缝宜铺筑成梯形,便于邻接的面层粘结牢固,确保接缝两侧密度相同。若交通条件不允许铺成梯形,为防止纵向接缝过冷’在铺筑相邻面层时,需将接缝处再加热,力口热时应避免将面层直⑵低噪声透水沥青面层纵、横向接缝以及与附属构筑物的衔織分需充分压实、■紧密。在铺筑面层时’需对透水管断保护,避免沥青混合料堵塞透水管孔眼,确保透水性路面结构中的雨水能顺畅地排入透水管。交通管制低噪声透水沥青面层碾压成型后,应避免车辆立即进入,应在终碼小时后或表口主品、面温日度由虹低于工广且路面足够坚硬后万路面排水构造低噪声透水沥青路面除了的排水表层外,路面排水构造物的设计也至关重要。应根据当±也强度和水膜厚度合理的设计路拱坡度和纵向排水构造。图给出的是深圳龙岗区新东路低噪声透水沥青路面排水构造形式。免‘之霧‘图新东路纵向棑水构造养护管理彳噪声透水沥青路面空隙率会随着开放交通后二次压密和泥沙杂物堵塞腔隙逐渐减小,造成排水、降噪、抗滑、降温等功能下降目前常用的功能恢复方、。法有物理方法和化学方法两大类,因化学养护容易造成污染,所以前者应用较多。件五低噪声透水游青路面由于具有大幅度提高纖车链、降具有很大的应用空间卩前景。为了充分发挥该种路面结构的功能⑴“、在进…行低时。噪士基…圭加工认口、几、丄尸透水沥冃路面结构层奴计时应注重不同结构层分工设计理念,如排水降噪功能层、防水粘结层、顿层抗车辙、下面层抗疲劳,同时应働子排水构造物的设计。⑵高粘度改性沥青的使服其技术指标的确定是解决低噪声透水沥青路面在南方湿热地区水稳定性和高温稳定性的关键,应严格控制高粘度改性沥青质量,关注老化前后粘度、针入度、延度、软化点及与集料粘附性等指标。,混合料正式制备前应试拌,应通过飞散试验、析漏试验确定沥青最佳用量。由于结甜粘度高,可施工的温度窗窄,施工啦严維制混雜雖,防止雕过低,職不密实。应重点解决麵声透水沥青路面结构性与功能性、结构耐久性与功能耐久性、娜性能和长期性能、不同路面功能要求对材料丨旨标要求、生能材料要求与施工工艺和经济性之间矛盾的协调平衡与解决。参考文献曹东伟等排水青路面北京人民交通出版社沈金安开级配多空隙排水青路面中外公路,七戴鹏杨军等排水性沥青路面层间抗剪强度影响因素分析中外公路,’道路排水性沥青路面技术规范日本排水性沥青铺设技术规范公路沥青路面施工技术规范丁庆军,沈凡等透水型沥青路面材料的降噪性能长安大学学报(自然科学版)注:此文由本学会市政专业委员会提供。

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