李 海 軍
(山西省公路工程監(jiān)理技術咨詢公司,山西 太原 030006)
目前,我國公路與城市道路主要以瀝青路面和水泥混凝土路面為主,因此路面顏色通常分為黑色和白色兩種。隨著社會經(jīng)濟發(fā)展、人民生活水平的提高以及城市發(fā)展建設的需要,單調的黑白顏色對于駕駛員而言愈發(fā)顯得單調枯燥,與此同時,人們對道路與環(huán)境的協(xié)調性、安全性、舒適性以及指引性的要求也愈來愈高,道路的彩色瀝青路面的出現(xiàn)很好的解決了這一問題。所謂彩色瀝青路面,是指采用脫色瀝青、粗細碎石集料、著色劑和添加劑在特定溫度下混合后形成混合料,再通過攤鋪碾壓成型,同時具有美觀性和強度承載力的功能性的瀝青路面。由于彩色路面的顏色豐富多彩,與傳統(tǒng)的黑白路面相比,其鮮明的顏色可以用于警示交通、美化城市、改善道路環(huán)境,使城市建設更加人性化和多彩化。
早在20世紀50年代起,歐美國家便開始應用與研究彩色瀝青路面,因其起到美化城市和誘導交通的作用,體現(xiàn)了城市的獨特風貌。我國于20世紀80年代初才對彩色瀝青路面做了試探性的技術探討,但應用甚少效果不好。近年來,隨著21世紀新時代交通和城市建設的發(fā)展,城市現(xiàn)代化步伐的加快,彩色瀝青路面也越來越被國人所認知和重視,這種新型路面鋪裝技術目前也被廣泛應用在各等級公路、城市道路以及公園廣場上。
彩色路面不但具有一般普通路面所具備的最基本的路用功能,而且具有其獨到的作用和效果,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1)美化環(huán)境:彩色路面色彩豐富,打破了傳統(tǒng)黑白兩色單調的路面顏色,給駕駛者和行人以更良好的直觀心理感受、深層次心理需求和美好的視覺效果,它與城市周圍建筑能更好地融為一體,包括廣場、公園、街道、景區(qū)等,起到了很好的美化城市環(huán)境的作用,有效提高和改善了整個城市的特色、風格、形象和魅力。
2)路用性能優(yōu)異:彩色路面具有良好的路用性能,高溫穩(wěn)定性、低溫性能和抗水損壞性能均較好,除此之外其顏色不會隨時間而消退,經(jīng)久耐用。
3)組織管理交通:設置在道路附近的交通信號(如紅綠燈)和道路交通標志(如道路指示牌和標線)對于道路上的駕駛員或行人而言作用極為重要,用于交通流的組織、指揮和疏導。彩色路面可通過不同顏色的設置來區(qū)分不同功能的道路,駕駛者通過視覺顏色的辨認,引導或警示駕駛者駕駛車輛進行交通分流,從而減少交通擁堵,避免交通事故,大幅增加了道路的通行能力??梢哉f彩色路面的應用對于道路交通的誘導起到了很好的輔助作用,尤其適用于街道十字路口及事故多發(fā)地段或醫(yī)院、學校門前,用以規(guī)范道路類別。
4)緩解城市的“熱島效應”現(xiàn)象:當前全球變暖趨勢日益明顯,傳統(tǒng)的瀝青路面和混凝土路面由于材料自身的傳熱性,使得道路在白天積聚的光照熱量夜晚仍難以消散,尤其在炎炎夏日里城市整日籠罩在較高溫度的環(huán)境下,也就是通常提到的“熱島效應”現(xiàn)象。彩色路面能夠提高路面對太陽光的反射率,很大程度上降低了路面自身吸收的熱量,從而降低了其傳導給城市居住環(huán)境的溫度,有效地緩解城市熱島效應。
1)膠結料。彩色瀝青膠結料一般是采用石油化工產(chǎn)品加工而成的無色或淺色的粘結材料,如芳香油、聚合物、樹脂等調配而成,具有道路瀝青的性能,對混合料的各項路用性能起著決定性作用。其與著色劑結合后,將形成彩色瀝青混合料。
2)粗集料。粗集料應選用堅硬、潔凈、干燥、無風化、無雜質,且具有良好的顆粒形狀的堿性碎石,如石灰石,其應具有足夠的強度和耐磨耗性,與脫色瀝青粘附力強。使用粗集料規(guī)格一般為5 mm~10 mm,3 mm~5 mm。
3)細集料。細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質,可采用與路面色彩相近的石料軋制而成的機制砂或天然砂。
4)填料。填料應干燥、不結團,可采用石灰?guī)r等堿性巖石磨細的礦粉。
5)著色劑。著色劑可替代部分礦粉加入混合料中,要求其應不溶于水和一般溶劑,且易于在膠結料中分散均勻,同時應具有良好的穩(wěn)定性和耐熱性,在長期紫外線照射下不褪色。常用的著色劑分為有機著色劑和無機著色劑兩種,其中有機著色劑價格昂貴,且在高溫環(huán)境下容易發(fā)生分解反應,顏色會發(fā)生細微變化。無機著色劑的耐候、耐光、耐熱性等抗老化性能明顯要好于一般有機顏料,且價格便宜,不易褪色,因此應用前景更廣,如較常選用的拜耳鐵紅色。
目前還沒有專門針對彩色瀝青混合料的配合比設計的標準規(guī)范,對于設計過程,一般可參照公路瀝青路面施工技術規(guī)范要求,礦料級配一般選擇AC-5Ⅰ型或AC-10Ⅰ型瀝青混合料。也可適當增加粗集料的比例,增加空隙率。采用馬歇爾試驗設計方法,包括目標配合比設計、生產(chǎn)配合比設計和生產(chǎn)配合比驗證三個階段。在生產(chǎn)驗證階段,進行浸水馬歇爾試驗檢驗其水穩(wěn)定性。通常與普通瀝青混合料相比,彩色瀝青混合料的油石比要相對高一些。
著色劑的顏色可根據(jù)路面實際需要進行選擇,摻量一般在2%~3%。著色劑加入后必須對混合料的外觀進行檢查。
1)拌和。彩色瀝青混合料的拌和方法與普通瀝青混合料基本相同。彩色瀝青混合料的拌和溫度不宜過高,應控制在160 ℃~180 ℃,顏料應在瀝青前投入,與普通瀝青混合料相比拌和時間應適當延長,一般比普通瀝青混合料多拌和10 s。由于著色劑的加入,拌和出料時應檢查混合料顏色是否均勻。
2)運輸。裝運彩色瀝青混合料的運輸卡車的料斗應事先擦洗干凈,盡可能減少污染,運輸過程中應采取加蓋篷布等保溫措施。
3)攤鋪。彩色瀝青混合料的攤鋪方法與普通瀝青混合料基本相同,攤鋪前應先將基層表面的塵土、碎石等雜物清理干凈后,噴灑乳化瀝青或熱瀝青粘層油。攤鋪機應連續(xù)攤鋪,全幅攤鋪不間斷一次性成型,攤鋪速度應控制在2.0 m/min~2.5 m/min,確保攤鋪后的混合料色澤一致,粒料均勻、美觀?;旌狭显?30 ℃以前必須攤鋪完成。
4)碾壓。彩色瀝青混合料的碾壓同樣分初壓、復壓和終壓三個階段;壓路機噸位不宜過大,建議采用12 t以下的壓路機進行碾壓。初壓溫度應控制在130 ℃~145 ℃,終壓溫度不低于70 ℃。碾壓的遍數(shù)視現(xiàn)場情況而定,直至終壓輪跡完全消除壓實為止。碾壓成型的彩色瀝青路面如圖1所示。路面碾壓完成以后需立即進行養(yǎng)護,養(yǎng)護時間要求不應少于6 h。
城市交通與環(huán)境協(xié)調發(fā)展是21世紀城市建設的重要目標之一,彩色瀝青路面由于具有美化城市環(huán)境、展現(xiàn)城市形象和魅力、誘導和警示交通、緩解“熱島效應”現(xiàn)象等功能和作用,隨著現(xiàn)代城市建設步伐的加快,其能夠大幅提高城市道路的安全性和舒適性。因此,彩色瀝青路面越來越得到人們的關注和認可,在我國各省、市的道路和廣場等場所得到越來越廣泛的應用,應用前景廣闊。