大空隙排水的瀝青路面排水方法綜述

彭永恒　何冰山　張智潔　王慧　唐瓊禎

摘 要：我國大多數地區處于年降水量較大區域，特別是沿海一帶，年降雨量居高不下。路表水未能及時排出已成為妨礙交通安全的重要因素之一，及時排出路表面水流能增加道路表面抗滑性、降噪等功效，同時還能減緩路表長時間未能排出的水對路表面的損害。本文采用大空隙排水瀝青混合料改善目前瀝青路面面層性能，分別就混合料的組成成分和外加劑用量進行室內試驗，確定混合料集配、瀝青最佳用量和外加劑用量。并通過試驗驗證了其優良的排水性能，對大空隙排水瀝青混合料的現實應用具有指導意義。

關鍵詞：大空隙；排水路面；瀝青混合料；綜述

排水瀝青路面具有抗滑、排水、降噪等多重優點，在歐美等地已得到了廣泛的應用。隨著國內高等級公路建設事業的發展需要，排水瀝青混合料亦將在我國得到充分應用。本文通過對瀝青混合料各項技術指標的試驗研究，得出較為理想的排水性大空隙混合料[1-3]。

1 大空隙排水混合料機理概括

排水瀝青混合料以粗集料為主，慘入適量瑪蹄脂作為混合料外加劑，以達到排水瀝青混合料其他優良性能。本試驗粗集料均采用玄武巖碎石。細集料和礦粉采用石灰石，選擇較高集配類型。

實踐說明，在混合料中添加合適的外加劑能有效的改善混合料的耐久性和穩定性。有實踐證明選擇瑪蹄脂作為外加劑不僅有上述兩種優良性質外還能與瀝青形成的纖維膠泥能在骨料之間形成一種嵌瑣結構，該結構能有效提高骨料之間的聯結作用。因此為得到更好性能的排水混合料，將在混合料中加入瑪蹄脂作為外加劑[4-5]。

大空隙排水瀝青混合料集料采用粗集料含量較高，細集料含量較低，結構空隙率比較大間斷集配，組成結構為骨架空隙結構。混合料孔隙率一般為18%～22%左右，瀝青用量范圍為4%～6.5%。在車輛高速運行時，在普通瀝青混合料路面，如果路表面水不及時排出，就很容易發生水滑或者水漂現象。而采用大空隙瀝青混合料的路面，水流及時排出路表，減少了路表面上的水膜厚度，使高速旋轉車輪與路面具有足夠的接觸表面，與此同時，也避免了高速運轉的車輪與路表水撞擊產生水霧在陽光下的眩暈影響駕駛員正常駕駛，從而保證了行車的安全性。

普通瀝青路面排水方式采用路面橫坡或者縱坡排出，這種排水方法被廣為運用。但是這種排水方面在某些路面狀況就顯示其局限的一面，比如在地面較為平坦、縱坡比較小的連續縱坡平原地區，在道路上將會出現較大面積積水和大面積水流面，在該路面高速運行的汽車容易發生水漂或者水滑現象，高速旋轉的車輪與水流撞擊產生水霧容易給駕駛員視線造成干擾，同時影響正常交通通行能力。在實際混合料拌合站，按照大空隙排水混合料集配方法攤鋪上面層的道路就能較大程度的改善上述路面所表現出來的不足，大空隙排水混泥土路面具有以下特點：（1）使用改性瀝青，集配選擇AC-20，添加瑪蹄脂外加劑的混合料路面穩定度并沒有因為空隙大而降低；（2）及時排出路表水，降低行駛帶來的噪音，增加駕駛人舒適性、安全性；保障道路通行能力。

2 國內外研究現狀

2.1 國外研究現狀

2.1.1 排水瀝青路面起源

排水瀝青路面起源于歐洲，1960年德國率先建造該類路面，將其稱為PorousAsphalt，即是大空隙或排水型路面。因其較為優良的路用性能，這之后該類型路面相繼在美國、日本、澳大利亞等國家得到廣泛應用。

2.1.2 國外研究現狀

各國對排水瀝青混合料的研究、排水路面的設計等都制定了專用的規范文件，在相關的研究方面也受到本國的高度重視。排水瀝青路面，在歐洲首先就得到了廣泛的應用，美國和日本等多引用歐洲的設計思路。但是因為地域、環境、降水量等影響因素各有千秋，他們通過試驗研究改善引進成果制定了符合其本國實際情況的相關規范規定[6]。在美國，設計了開級配瀝青混凝土路面，該路面在美國使用范圍較為普遍，但也還是存在一定的問題，比如：孔隙被粉塵等細微顆粒雜物填充因而喪失排水功能；穩定度、耐久性也同時出現相應危機；局部問題治理、修復難度大等，這些問題在日本同樣讓研究人員頭痛。與此同時各國在根據本國所處地理位置、降水等綜合因素考慮下排水瀝青添加劑的選擇上也各不相同：比如德國選用Pmb45、pmb46；英國在瀝青中摻如EVA、SBS等；法國在瀝青中慘如15%～20%的廢舊輪胎粉。在距離我們較近的日本在這方面更是進行了更為深入的研究，日本在引進歐洲技術的前提下，大膽嘗試各種瀝青以及控制瀝青的含量來以求得到性能良好的性質。在深入的研究后，日本多采用高粘度瀝青作為排水瀝青混合料中的唯一選擇。但是由于受地域環境等多因素的影響，在控制瀝青用量方面并沒有給出完全統一的標準。日本在高粘度瀝青排水路面的研究方面研究成果較為成熟，但是這種相對成熟的研究成果在適用的普遍性和統一性任然存在一些局限性。

總體上來講，各國在排水瀝青混合料的研究方面各有千秋，研究主要也都是為了更好的符合本國的要求。

2.2 國內研究現狀

近年來，對排水瀝青混合料的研究這股熱風在國內蔓延開來，同時研究成果也慢慢的體現在工程的實際應用中來。在應用初期存在相對較大的難度，主要原因出在：我國幅員遼闊，地形、氣候相對差別較大；因規范不一定能適用的道路，施工員在施工時是否原用規范等情況。國內的研究起步相對較晚，在瀝青的選用上主要參考了在環境等影響因素較為相似的日本研究的高粘度瀝青，在瀝青用量的確定上，根據室內試驗、工程應用等方面進行了折中選取；在外加劑的選擇以及量的控制上根據地區的不同選擇也不盡相同。在國內試驗設備已相對成熟的今天，國內主要依托本地高校的試驗設施。根據各地情況，相繼出現了符合本地區的關于排水瀝青混合料的規范文件。縱觀全國各地對瀝青混合料規范文件，排水瀝青混合料空隙率一般控制在20%左右，排水效果較為良好。

3 結束語

綜合國外研究方法，對比國內研究手段，找出更加適合國內大空隙瀝青排水混合料組成設計配比，通過對排水瀝青混合料最佳瀝青用量的確定，對混合料強度、穩定性、排水性能以及滲水殘留穩定度等的試驗分析，提出了排水瀝青路面混合料的設計方法和相關指標。試驗采用瀝青用量為4.8%、添加0.15%瑪蹄脂作為外加劑，主要以粗集料為主空隙率在18%～22%的大空隙瀝青混合料時，試驗各項指標均滿足國內外技術標準，對國內研究或工程實際應用具有指導意義。

參考文獻

[1]王宏暢，茅建校，陳旭東.瀝青路面表面縱向與橫向疲勞裂縫擴展研究[J].森林工程，2012，28（2）：62-67.

[2]武鶴，魏建軍，蘇群，等.水穩砂礫瀝青路面冷再生材料溫縮和抗凍性能試驗研究[J].森林工程，2012，28（5）：76-78.

[3]周西棚，程培峰，尚云龍，等.組合式基層與半剛性基層瀝青路面技術經濟指標對比分析[J].森林工程，2013，29（2）：99-102.

[4]張鋒.李林波.李玉龍.等.大空隙排水性瀝青路面配合比設計與實施[J].公路，2008，4：112-113.

[5]楊若沖.談至明.黃曉明，等.摻聚合物的橡膠混凝土路用性能研究[J].中國公路學報，2010，23（4）.

[6]張肖寧.王紹懷.吳曠懷.王端宜.瀝青混合料組成設計的CAVF法[J].公路，2011.12.

作者簡介：彭永恒（1956-），男，山東萊州人，教授，博士，主要從事道路工程和瀝青路面病害研究。