作者簡介：韋 奔（1982—），高級工程師，研究方向：路基路面工程。

摘要：文章結(jié)合某高速公路服務(wù)區(qū)透水瀝青路面鋪裝工程實(shí)例，對雙層透水瀝青路面原材料進(jìn)行優(yōu)選，設(shè)計(jì)透水瀝青混合料結(jié)構(gòu)，并對其路用性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明：透水瀝青路面采用的專用改性瀝青需在SBS改性瀝青的基礎(chǔ)上二次改性，且改性劑摻量≥8%；透水瀝青混合料粒徑越大，滲水能力越好，在滿足路用性能的前提下優(yōu)選大粒徑瀝青混合料；雙層透水瀝青路面較單層瀝青路面滲水、降噪性能更好。

關(guān)鍵詞：雙層透水瀝青路面；級配設(shè)計(jì)；路用性能；服務(wù)區(qū)

中圖分類號：U416.217

0 引言

透水瀝青路面作為新一代環(huán)境友好型路面，具有許多優(yōu)良品質(zhì)，如有效緩解熱島效應(yīng)、減輕眩光、高抗滑、低噪音、抑制水霧、防止水漂等^[1-2]，尤其適用于高溫多雨氣候區(qū)域條件下的高等級公路和城市道路，以及對降噪有特殊要求的道路。但現(xiàn)有透水瀝青路面也存在遇到突發(fā)大暴雨時(shí)雨水不能及時(shí)排走，路面產(chǎn)生積水的問題。荷蘭最先提出采用雙層透水瀝青路面，這種瀝青路面結(jié)構(gòu)在提高滲水作用的同時(shí)能緩解空隙堵塞問題^[3]。解金龍等^[4]為解決高速公路局部路段積水嚴(yán)重、噪聲超表的問題，分別研究了雙層排水降噪瀝青路面與單層降噪瀝青路面，結(jié)果表明雙層透水瀝青路面相較于單層透水瀝青路面具有更好的滲水效果及降噪效果。余威^[5]通過建立模型分析，透水瀝青路面面層設(shè)計(jì)時(shí)不能只注重材料和滲水性能，還應(yīng)注重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。趙亮^[6]也提出，與常規(guī)瀝青路面設(shè)計(jì)方法不同，透水路面需考慮透水性與結(jié)構(gòu)力學(xué)之間的矛盾。

該文在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際，從其原材料及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，進(jìn)行雙層透水瀝青路面設(shè)計(jì)。

1 工程概況

某高速公路服務(wù)區(qū)的路面工程中采用雙層透水瀝青鋪裝技術(shù)，該項(xiàng)目位于濕潤的亞熱帶季風(fēng)氣候，陽光充足、雨量充沛，連續(xù)降雨量最長30 d，年平均降雨量在1 800 mm，屬高溫多雨濕熱地區(qū)。

2 配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 原材料

2.1.1 透水路面專用改性瀝青

透水瀝青路面空隙率較高，是骨架空隙結(jié)構(gòu)，集料之間為點(diǎn)對點(diǎn)接觸，為滿足路用性能要求，其結(jié)合料將采用SBS改性瀝青與透水瀝青路面專用改性劑復(fù)合改性的方案，但SBS改性瀝青與透水瀝青路面專用改性劑的配合比會(huì)對透水瀝青路面改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)產(chǎn)生影響，透水瀝青路面專用改性劑摻量過少將導(dǎo)致瀝青結(jié)合料指標(biāo)不滿足技術(shù)要求，從而影響透水瀝青路面混合料性能。為此，分別測試了透水瀝青路面專用改性劑摻量為6%、8%、10%時(shí)改性瀝青的性能參數(shù)如表1所示。

由表1可知，隨著透水瀝青路面專用改性劑摻量的增加，瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度、動(dòng)力黏度等也相應(yīng)增加，瀝青性能得到加強(qiáng)。當(dāng)透水瀝青路面專用改性劑摻量為6%時(shí)，針入度指標(biāo)為38（0.1 mm），規(guī)范要求≥40（0.1 mm），動(dòng)力黏度指標(biāo)為253 500 Pa·s，規(guī)范要求≥300 000，兩項(xiàng)指標(biāo)不合格。高黏劑摻量8%以及摻量10%的瀝青各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，由于高黏劑成本較高，且高黏劑增加越多，黏度越大，黏度過高會(huì)影響施工過程中的拌和均勻性，故透水瀝青路面專用改性劑摻量定為8%。

2.1.2 纖維

所采用的聚酯纖維具體技術(shù)指標(biāo)如表2所示，摻量為瀝青混合料質(zhì)量的0.1%。

2.1.3 粗集料

透水瀝青混合料中的粗集料含量一般＞80%，其構(gòu)成混合料的骨架結(jié)構(gòu)，同時(shí)是影響透水瀝青混合料的強(qiáng)度與耐久性的關(guān)鍵因素，項(xiàng)目上面層采用粒徑為5～10 mm和10～15 mm，潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)的輝綠巖作為粗集料，粗集料指標(biāo)如表3所示。

2.1.4 細(xì)集料

細(xì)集料主要用來吸附瀝青，增強(qiáng)集料間粘結(jié)作用，同時(shí)填充部分空隙，構(gòu)成穩(wěn)定大空隙結(jié)構(gòu)。礦粉用來提高集料膠結(jié)強(qiáng)度，從而達(dá)到增加瀝青混凝土強(qiáng)度的作用。本研究采用粒徑為0～3 mm的石灰?guī)r機(jī)制砂作為細(xì)集料，其性能指標(biāo)如表4所示。

2.1.5 填料

填料選石灰?guī)r礦粉，具體指標(biāo)如表5所示。

2.2 級配設(shè)計(jì)

透水瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)以空隙率為目的，平衡好混合料的耐久性、強(qiáng)度、高溫、低溫及其他路用性能與空隙率的矛盾，該項(xiàng)目透水瀝青路面施工按照體積法，采用設(shè)計(jì)空隙率22%作為雙層透水瀝青配合比空隙率標(biāo)準(zhǔn)^[7-8]。雙層透水瀝青混合料常用以下兩種形式：PAC-13+PAC-20或PAC-5+PAC-13，采用設(shè)計(jì)空隙率22%作為雙層透水瀝青配合比空隙率標(biāo)準(zhǔn)，其礦料合成級配見表6。結(jié)合體積分析法，確定PAC-13和PAC-20瀝青混合料的油石比范圍，結(jié)合析漏試驗(yàn)，最后確認(rèn)最佳油石比PAC-5為5.0%，PAC-13為4.8%，PAC-20為4.6%，按照體積法PAC-5空隙率為21.6%，PAC-13空隙率為21.4%，PAC-20空隙率為21.5%。

2.3 雙層透水瀝青混合料路用性能

對PAC-5、PAC-13和PAC-20透水瀝青混合料路用性能進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見下頁表7。

由表7可知，PAC-20滲水系數(shù)最大，其次是PAC-13，最后是PAC-5，從單層路面滲水能力上看最大粒徑越大，滲水能力越好；PAC-13飛散損失最小，動(dòng)穩(wěn)定度最高，由于鋪筑在最上面層，直接承受車輛的輪胎的碾壓及摩擦作用，對抗高溫性能及抗飛散性能要求較高，故PAC-13鋪筑在最上面最為合適。

室內(nèi)成型車轍試件，將兩塊試件重疊，模擬實(shí)際施工，撒布適量粘層油粘結(jié)，測其滲水系數(shù)，檢測結(jié)果如表8所示。

由表8可知，雙層透水瀝青路面滲水系數(shù)均大于單層透水瀝青路面，滲水性能更好，其中PAC-13+PAC-20組合方案，滲水系數(shù)最高，達(dá)到8 300 mL/min，并且由表7知PAC-13抗高溫性能及抗飛散性能最好，故最終決定選擇PAC-13+PAC-20組合方案。

3 雙層透水瀝青路面實(shí)施效果

在某高速公路服務(wù)區(qū)鋪筑PAC-13+PAC-20雙層透水瀝青路面，現(xiàn)場施工情況顯示攤鋪效果良好，無明顯質(zhì)量問題，壓路機(jī)碾壓有序，路面平整，整個(gè)工作面施工組織較好。并且透水瀝青路面所檢壓實(shí)度、滲水等指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求，施工路段總體質(zhì)量在可控范圍內(nèi)。為了驗(yàn)證其路面服務(wù)功能，按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG E60-2008）中瀝青路面測試標(biāo)準(zhǔn)，分別對透水瀝青路面的滲水系數(shù)、降噪、擺值進(jìn)行了測試，并以單層透水瀝青路面檢測結(jié)果作為對比，如表9所示。

由表9可知，雙層透水瀝青路面滲水系數(shù)較單層排水瀝青路面提高了24.2%，降噪能力提高了1.5 dB，分析認(rèn)為雙層排水瀝青路面由于結(jié)構(gòu)層較單層厚，內(nèi)部排水通道面積更大，儲音空洞更深，故滲水能力及降噪能力得到提高。從擺值數(shù)據(jù)可以看出兩者差距不大，分析原因認(rèn)為，擺值主要是與路表面的構(gòu)造深度粗糙程度有關(guān)，兩者路面面層均采用PAC-13，故擺值基本一致。

4 結(jié)語

（1）針對瀝青結(jié)合料進(jìn)行研究，透水瀝青路面專用改性劑摻量為6%時(shí)制得透水路面專用改性瀝青的針入度及動(dòng)力黏度指標(biāo)不合格，當(dāng)摻量提高到8%時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)均合格，推薦透水瀝青路面專用改性劑摻量＞8%。

（2）隨著公稱最大粒徑的增大，透水瀝青混合料滲水系數(shù)開始增長，在滿足路用性能的前提下，若對滲水能力要求較高，可優(yōu)先選用大粒徑透水瀝青混合料。

（3）透水瀝青混合料PAC-13抗高溫性能及抗飛散性能相較于PAC-5及PAC-20更好，更適宜鋪筑在面層。

（4）應(yīng)用雙層透水瀝青路面滲水及降噪能力明顯優(yōu)于單層，抗滑能力與單層一致，適用于對排水及降噪能力要求較高的路面。

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