摘要 與傳統(tǒng)路面相比，全透水瀝青路面可滿足道路的排水及儲水功能，基本不存在傳統(tǒng)密級配路面帶來的諸多問題。與此同時，全透水瀝青路面在有效降低行車噪聲，緩解城市“熱島效應”方面有顯著成效，是海綿城市建設中不可或缺的一項技術手段。該文以全透水瀝青路面為對象，對其路用性能和特點進行研究，闡述了常用的三種類型路面結構的適用性，并探討了全透水瀝青路面結構設計的流程及注意事項，旨在對全透水瀝青路面在道路建設中的應用提供一定的參考及建議。

關鍵詞 全透水瀝青路面；路用性能；路面特點；結構設計

中圖分類號 U416 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）18-0104-03

0 引言

全透水瀝青路面結構層具有空隙大的優(yōu)點，其可以通過滲水、蓄水及排水一系列步驟來達到還原地下水位的目的，此外還能夠有效地解決地下水的水位下降、部分水資源短缺以及城市暴雨內澇等許多問題，同時能夠較大的程度上降低城市熱島效應，這與海綿城市建設的理念高度相似。

1 全透水瀝青路面概述

1.1 路用性能研究

全透水瀝青路面（PAC）又稱為“排水降噪路面”，與常用的SMA以及AC結構型路面不同，采用骨架—孔隙結構[1]，如圖1所示。作為一種新型的路面結構，與傳統(tǒng)結構的路面結構相比，在兼具很高的路用性能的前提下，具備排水性能優(yōu)的特點。全透水瀝青路面采用粗骨料形成路面結構骨架，由于采用間斷型開級配結構[2]，孔隙率相比于其他類型的路面更高，可達到20%。作為一種黏結材料，路用瀝青在穩(wěn)定性及吸附性能方面具有很高的要求，確?？蓪⒋止橇橡そY成骨架結構。通過在瀝青中添加高強黏改劑形成改性瀝青，同等溫度下相比于普通瀝青黏結強度有顯著的提高，在高溫及低溫條件下的性能表現更加優(yōu)越，確保了全透水瀝青路面的高溫穩(wěn)定以及低溫抗裂性能。透水性作為全透水瀝青路面的一項重要特性，水穩(wěn)定性需要重點進行考慮，不僅需要面臨降雨期間與水的直接接觸，還要承受在高溫天氣蒸騰之后的地下水的侵入，因此要求水穩(wěn)定性比一般的路面結構更加優(yōu)秀。除此之外，全透水瀝青路面對其他材料并無特殊要求，與普通路面基本一致，滿足規(guī)范要求的指標即可。

1.2 全透水瀝青路面結構分類

全透水瀝青路面對面層、基層以及蓄水層的滲透性均有要求，從上至下依次增大，且土基要求具備一定的滲透性[3]。此外，各路面結構層要能夠充分滿足路用的性質和效能，同時各路面要使用壽命足夠長，對于新建及改擴建道路均可使用，常見的代表性的全透水瀝青混凝土路面結構基本上可以分為以下3類，如圖2所示。

1.2.1 A型全透水瀝青路面

此類型全透水瀝青路面結構從上至下依次為透水瀝青表面層、封層、透水瀝青中下面層、水泥穩(wěn)定碎石基層、級配碎石墊層。該類型路面主要特征為路表水進入路面后會滲入路基，基層一般對材料的要求較高，通常使用混凝土攪拌物等材料鋪設而成，且由于路表水的滲入，路基承載力有限，所以該類型路面通常只適用于輕交通道路、廣場及人行道等。

1.2.2 B型全透水瀝青路面

此類型全透水瀝青路面結構從上至下依次為透水瀝青表面層、透水瀝青中下面層、排水式瀝青穩(wěn)定碎石基層、封層、級配碎石墊層。由于基層在滿足透水功能的同時，在強度及承載力方面性能相比柔性結構優(yōu)勢明顯，可用于交通量不大的道路。

1.2.3 C型全透水瀝青路面

此類型全透水瀝青路面結構從上至下依次為透水瀝青表面層、透水瀝青中下面層、排水式瀝青穩(wěn)定碎石基層、級配碎石或中粗砂墊層、反濾隔離層。由于基層采用半剛性結構，在強度與承載力方面表現優(yōu)秀，可用于各等級道路的新建及改擴建。

1.3 透水能力影響因素

1.3.1 降雨量

降雨量定義為一定時間內降至地面的雨水未經蒸發(fā)、滲流而積聚的水層深度，以毫米作為計量單位，單位時間內的降雨量稱為降雨強度。在實際工作中，設計人員在設計路面排水時，通常將當地氣象部門的降雨強度分級標準考慮進去，降雨條件一般按照實際測量、查詢歷年氣象資料和公式計算等方法確定。

1.3.2 路表滲入量

在降雨量相對固定不變的情況下，道路內部結構的滲水量與路表滲透能力和滲入量直接相關，降雨量、降雨歷時、路面結構空隙率、路線縱坡與路面破損程度均會對全透水瀝青路面的路表入滲率造成影響。

1.3.3 地下水文條件

地下水文條件給全透水瀝青路面造成的影響體現在毛細水與重力水對路基濕度的影響方面，在工程實踐中通過在土基與路基之間敷設反濾土工布來阻止毛細水滲入路基內部，導致路基發(fā)生水損害與凍融損害。

1.3.4 冬季冰凍深度

通過在底基層下設置防凍墊層來避免路基遭受冰凍，但會導致全透水瀝青路面的透水性能受到一定的影響，對于一般路段，防凍墊層層厚為150～200 mm，而嚴重冰凍地區(qū)以及過濕路段等特殊路段，防凍墊層厚度需要加厚至300～400 mm。

1.4 全透水瀝青路面功能特點

1.4.1 緩解內澇，補充地下水

作為一種多孔結構，路表水可通過全透水瀝青路面結構內部的連通孔隙滲入排水層中，排出道路路基范圍進入排水系統(tǒng)之中?；诼访娴牧己猛杆裕跍p緩徑流曲線、降低峰值流量方面有顯著的成效，可對排水系統(tǒng)的泄洪壓力進行有效緩解[4]。與此同時，路表水在下滲經過路面結構內部孔徑的過程中，經路面材料的截留吸附，可對水進行濾化，有效減少滲入地下的路面水中的污染物，起到一定的凈化作用，有助于恢復地下水生態(tài)。

1.4.2 降低行車噪聲

行車過程中，噪聲的產生通常是由于行車過程中輪胎與路面之間存在著一定的空氣，空氣經過抽吸與壓縮之后，就會使輪胎振動。全透水瀝青路面由于存在諸多孔隙，可有效地破壞行車過程中輪胎與路面接觸時產生的泵吸作用，可降低產生的噪聲。與此同時，由于路面結構孔隙的反射與吸收，噪聲在傳播過程中會發(fā)生衰減。

1.4.3 提高行車安全

全透水瀝青路面具有良好的透水性，可及時排除路面積水，確保行車安全。路面采用粗骨料結構，表面粗糙對光線容易形成漫反射，在白天可有效避免陽光在路面發(fā)生鏡面反射耀眼，夜間則可有效緩解車輛燈光炫目，確保行車安全，此外全透水瀝青路面的構造深度大，具備更好的抗滑性能。

2 全透水瀝青路面結構設計

2.1 功能層定位分析

2.1.1 面層

全透水瀝青路面根據結構形式的不同分為單面層與雙面層結構，相比于單面層，雙面層結構更利于排水、降噪功能更佳。單面層結構通常采用PAC-13結構形式，設計厚度一般為40～50 mm，雙面層結構上層結構的厚度與最大公稱粒徑均應小于下層結構，上面層多采用PAC-16結構形式，設計厚度40～50 mm，下面層則采用PAC-20結構形式，設計厚度50～60 mm。

2.1.2 透水黏結層

透水黏結層設置在面層與基層之間，其主要功能是提高兩者之間的黏結強度，確保面層在車輛荷載作用下不會發(fā)生橫向位移，同時自身也具備透水性，不會對面層結構的透水性造成影響。

2.1.3 透水基層

高質量級配碎石通常直接用在重交通道路上的厚瀝青層下，而多孔水泥穩(wěn)定碎石多用在輕交通道路上，一般作為路面或薄瀝青層下，用作其他交通荷載等級道路則只可作為底基層，多孔水泥混凝土多用作極重或特重交通荷載等級的基層。以上各種類型基層在確保具備足夠的強度、剛度及抗疲勞破壞能力的前提下，良好的透水性是不可或缺的一項重要特性[5]。透水基層主要以透水能力作為厚度設計的標準，根據不同材料基層的最小厚度選擇適宜的厚度。

2.1.4 墊層與反濾隔離層

土基中存在的細小顆粒物在水的作用下會發(fā)生移動，反滲進入路面結構中，堵塞結構內部的孔隙[6]，導致透水性能下降，通過設置反濾隔離層可有效地解決該問題。而墊層則有助于改善基層和土基的工作條件，確保路面結構的穩(wěn)定性和耐久性，其還可以擴展荷載分布范圍，將滲入路面結構內部的水橫向排出，從而避免路基導致強度下降而使土基受到一定程度的破壞。墊層和反濾隔離層設計的重點是原材料的選擇，在滿足性能要求的同時，還可確保透水性能不受影響，小粒徑的碎石及中粗砂是最佳選擇，也可采用土工織物代替[7]。

2.1.5 土基

作為表征土基滲透性能的一項重要參數，土的滲透性能決定了土基的滲透性，不同類別的土滲透性差別較大，其滲透系數取值范圍如表1所示。其中，礫石的滲透系數明顯優(yōu)于其他類別的土，而黏土的透水性最差，在全透水瀝青路面結構設計中，優(yōu)選砂礫類土作為土基，其次可選擇粉質土作為土基。

2.2 結構設計流程

2.2.1 確定基本設計參數

首先，確定降雨條件，若當地氣象站有10年以上雨量統(tǒng)計資料，則采用氣象站的觀測資料，經統(tǒng)計分析確定相關參數后采用下列公式計算平均降雨強度。

2.2.2 確定理論滲透系數

根據以往的研究表明，全透水瀝青路面材料的滲透系數與孔隙率直接相關，經過數據擬合可知兩者之間成正比，不同材料的滲透系數與孔隙率的關系如下：

2.2.3 確定結構層厚度

（1）面層厚度設計

若采用單層透水面層，面層結構采用PAC-13結構形式，設計壓實厚度取40～50 mm。若采用雙層透水面層，上面層采用PAC-16結構形式，設計壓實厚度取40～50 mm，下面層則采用PAC-20結構形式，設計厚度取50～60 mm。

（2）基層厚度設計

首先根據Darcy定律與設計降雨量和面層寬度計算基層沿縱向每延米的設計滲水量，然后依據排水基層的滲透系數以及橫坡計算出排水基層的飽水厚度，基層的設計厚度要求不低于飽水厚度，并根據基層所采用的原材料最大公稱粒徑參照規(guī)范相關要求選擇適宜厚度。

2.2.4 結構層厚度驗算

采用路面計算軟件HPDS對擬定的路面結構層厚度及參數進行驗算，對設計彎沉值與容許拉應力是否滿足要求進行驗證[8]。若滿足要求，則采用擬定的厚度及參數，若不滿足要求則需要重新設計厚度，直至滿足驗算要求。

3 結語

全透水瀝青路面相比于傳統(tǒng)路面在排水、儲水、降噪以及確保行車安全方面具備優(yōu)勢，有利于恢復水文狀況并緩解城市開發(fā)建設的負面影響。該文通過對全透水瀝青路面的路用性能及特點進行研究，分析其各結構層的功能，并闡述了其結構設計的流程及注意事項，旨在對全透水瀝青路面在道路建設中的應用提供一定的參考及建議。

參考文獻

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[2]陶志鵬.透水瀝青路面混合料配合比設計及其路用性能研究[D].南昌：南昌工程學院，2020.

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[6]駱輝，趙曉晴，蔡小寧，等.海綿城市建設下Ⅲ型全透式透水瀝青路面堵塞行為試驗研究[J].淮海工學院學報（自然科學版），2028（9）：63-69.

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[8]劉文利.透水瀝青路面設計研究[D].開封：河南大學，2018.