公路透水瀝青面層施工質量控制

王宇軒

摘 要：文章對透水瀝青混合料施工中的拌和、運輸、攤鋪、碾壓等工序進行控制，并得出結論：面層積水可通過透水瀝青路面結構快速滲透至下層，極大地緩解了路面排水問題，對保證雨天行車安全具有重要意義。

關鍵詞：燃氣鍋爐;供熱系統;節能運行設計

中圖分類號：TD524 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）10-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.10.013

透水性瀝青路面的高空隙率和良好的滲透性使其具有排水、抗滑和降噪的優點。歐洲國家對環境的要求更高。透水性瀝青路面的研究和應用始于20世紀60年代，重點是降噪和減少水漂。同一時期，美國也開展了對透水瀝青路面的研究，早期主要關注其抗滑性能，稱為開放分級抗滑耐磨層（OGFC），后期則逐漸重視排水降噪性能，開始改善孔隙率，加厚級配。日本對透水性瀝青路面的研究是從學習歐洲開始的[1]，因為日本的氣候條件與歐洲不同，一開始并不成功。然而，隨著高粘度改性瀝青研究的深入，日本對透水瀝青路面的研究和應用取得了巨大成功，透水瀝青路面在其高速公路網中的應用率超過80%。

我國借鑒日本經驗，于1996年8月首次取得了良好成效，此后，在高速公路、國省干線和市政道路上得到研究和應用。雖然我國開展相關研究和應用已有二十多年，但透水瀝青路面在我國仍是一種新型路面類型，許多建設單位缺乏相關經驗。

1 透水瀝青路面結構設計

相較于傳統的路面結構，具備透水能力的瀝青路面在設計工作中需要考慮路面內部結構的透水能力及儲水能力。為了保障城市公路不會出現積水等影響交通及運輸等問題，加強透水瀝青路面的應用是極為必要的。在工程建設過程中，使用的透水瀝青混合料鋪裝的主體結構與傳統的瀝青混合料基本相同，只是在實際施工中會采用透水瀝青混凝土作為路面施工的原材料，該結構具備一定的透水性，是一種較為典型的骨架孔隙結構。

使用透水瀝青路面作為公路路面結構，通常會鋪筑一層或兩層透水瀝青混凝土，一般采用多孔瀝青混合料作為主要施工材料，實際作業時，對集料的強度要求較高，并具備一定的耐磨性。該種公路基層則設計在面層以下，主要使用升級配瀝青穩定碎石（ATPB）、級配碎石為主要施工材料。該種公路在城市降雨時具備良好的儲水功能，上面層厚度為35 mm～45 mm，孔隙率控制在18%～25%，滲透系數大于800 ml/15 s;下面層厚度為60 mm～80 mm，孔隙率控制在18%～25%，滲透系數大于800 ml/15 s。該種結構的墊層被設計于基層與路基之間，將路基與基層隔離開來，盡可能地避免路基中的碎小物質堵塞公路的透水層，導致公路喪失相應的透水性以及儲水能力。同時，通過該種方式，還能提高路面結構的抗凍脹能力，并有效改善路基的水溫情況[2]。

通常來說，墊層的材料一般選用粒徑較小的碎石或砂石等，墊層厚度最高為500 mm，最小厚度為150 mm。該種結構中，路基起到了儲水作用以及引導雨水向下滲透，具備較強的水穩定性。因此，在選擇材料時應以砂性土為主。如果路基的材料使用黏性土，則可以考慮在鋪筑透水瀝青之前選用水泥等對路基進行穩定處理，確保黏性土的水穩定性。

在施工過程中，要設計專門用于路面排水的排水系統，透水混凝土直接鋪設至排水溝或雨水口，在混凝土儲水后，直接通過透水混凝土排入雨水口中，也就是說，可以將排水溝或者雨水口直接與透水混凝土接觸部分設置成透水結構，以實現直接排水。

2 原材料性質

2.1 集料

由于透水瀝青路面與紫外線、氧、水等環境因素直接接觸，同時受到車輛荷載作用，削弱了瀝青結合料與集料的粘結力，導致出現松散和剝落等一系列問題，最終導致路面發生損壞。

粗集料的吸水率對透水瀝青混合料的低溫、水穩定性的影響很大，因此在選用粗集料時，在其他指標滿足要求的前提下，應著重考慮含水率指標。粗集料選用石灰巖，含水率為0.93%。由于粗骨料的倒流和擠壓作用，可形成混合骨架空隙結構，根據工程需要，可選用玄武巖作為粗骨料，并選用5 mm～10 mm、10 mm～15 mm兩種不同規格，以保證材料堅硬、清潔、無雜質，各項技術指標均符合規范要求。

細集料的種類包括機制砂、天然砂和石屑。天然砂表面粗糙度小與瀝青的粘附性弱。石屑中粉塵含量過高，扁平狀含量較大，不易于施工壓實。機制砂表面粗糙且質地堅硬，同時瀝青與石料的粘附性好壞和石料的酸堿性有關，因此，細集料選用堿性的機制砂。基質瀝青選用遼河90#瀝青。改性劑為國產OLB-1型高黏改性劑，形態外觀為淡黃色半透明球狀顆粒，改性劑的加入對基質瀝青具有加筋、增粘、抗老化等多重改良效果，用外摻法選取改性劑摻量為12%。測試高黏瀝青各項指標均符合要求[3]。

2.2 添加劑

由于透水瀝青混合料需要具有較好的抗水損害能力，選擇纖維作為添加劑，主要為增強瀝青膜厚度和瀝青與集料之間黏附性，延緩瀝青老化速度。不同種類的纖維對瀝青性能提升區別很大，目前最為常見的有聚酯纖維、木纖維等，由于聚酯纖維可以增加瀝青用量，在低溫條件下具備一定的延展性，可以起到穩定加強作用，因此選用聚酯纖維作為瀝青添加劑。

2.3 瀝青

由于透水瀝青混合料的強度主要依靠瀝青的粘結作用，我國早期開發了RST等改性劑提高瀝青與集料的黏附性，但成本過高，后來研究了SBS改性瀝青在透水瀝青混合料中的應用，在保證透水瀝青混合料性能前提下，極大地降低了建設成本。

2.4 礦粉

在瀝青混合料中，礦粉主要用作集料和瀝青材料的粘結劑，以保證瀝青能吸附在集料表面，生產瀝青結合料，達到粘粗集料和細集料的目的。

3 透水瀝青面層質量控制

透水瀝青混合料的施工技術總體上與一般瀝青混合料相似，但由于自身特性的影響，導致透水瀝青混合料易產生離析、溫度下降、空隙率不足、瀝青流淌等問題，其施工工藝有別于一般的瀝青混合料[4]。針對透水瀝青混合料特點的施工技術，應認真加以研究應用，以確定合適的工藝。

3.1 拌和及運輸

為保證透水瀝青混合料施工質量，要對其原材料（粗細集料、礦粉、瀝青和添加劑）技術指標進行檢測，控制好瀝青混合料拌和質量，包括材料用量、拌和溫度、時間、出倉溫度等參數。

聚酯纖維添加劑可以在拌和過程中采用人工添加的方式，同時考慮到集料與聚酯纖維的融合時間，將干拌時間控制在15 s左右，濕拌時間控制在40 s左右。對于拌和過程中的溫度控制，根據規范要求將集料加熱至190 ℃～200 ℃，SBS改性瀝青加熱至165 ℃～175 ℃，保證瀝青混合料出倉溫度不超過180 ℃。在運輸前要對車輛進行全面清理，并在車廂內涂刷隔離劑，協調現場運輸車輛，以保證施工進度。從拌和樓裝料后使用篷布覆蓋，以免在運輸途中溫度散失過快以及受到污染。

3.2 攤鋪

溫度對透水性瀝青混合料的施工質量至關重要。攤鋪前，熱板應提前1 h左右加熱，加熱溫度不應低于120 ℃;攤鋪溫度應高于普通改性瀝青混合料，一般控制在165 ℃～175 ℃。

考慮工期和質量要求，攤鋪機的作業應與攪拌機的生產能力、碾壓效率和氣候特點相適應，一般攤鋪速度可控制在1.5 m/min～2.5 m/min。為防止透水性瀝青混合料攤鋪不均勻導致粗集料過度向攤鋪層底部遷移，減少混合料與防水粘結層的接觸，應在攤鋪機橫向螺旋前端安裝防離析擋板[5]。

攤鋪時，路拱一側采用全寬攤鋪，縱橫施工縫處不得有多余瀝青或混合料，以免妨礙攤鋪層內部排水。另外，要做好防倒灌管道的加固工作，避免瀝青混凝土堵住透水管孔。

3.3 碾壓

透水瀝青混合料碾壓成型應滿足壓實度、平整度和空隙率的多重要求。碾壓組合和碾壓步驟應合理安排，透水瀝青混合料碾壓工藝應通過試驗段確定。透水瀝青混合料的碾壓分為初始壓實、再壓縮、最終壓實三個階段進行。碾壓方向應由外向中心，由低到高，碾壓輪跡應始終與道路中心線平行。透水性瀝青混合料碾壓宜采用11 t～13 t鋼輪壓路機，不宜采用膠輪壓路機。由于碾壓溫度高，膠輪壓路機容易產生胎痕，后期不易消除碾壓。由于散熱快，應采用較高的軋制溫度，軋制應連續不間斷。

當混合料處于低溫狀態時，不得進行反復碾壓，以防破壞混合料的嵌固結構。由于振動碾壓產生的沖擊力大，混合料中的粗骨料容易破碎，細骨料增多，空隙率變小[6]。為保證足夠的空隙率、孔隙結構，防止粗骨料被壓碎，碾壓應采用靜壓，不得采用振動壓實。

參考文獻

[1] 李春強，付海洋，余進洋，等.單層透水瀝青路面邊緣排水設計探析[J].市政技術，2020，38（1）：31-33.

[2] 李鋒，張紹泉，馬慶偉，等.高黏復合改性橡膠瀝青在透水瀝青路面中的應用[J].筑路機械與施工機械化，2020，37（3）：9-14.

[3] 祁文洋.透水瀝青路面結構力學性能淺析[J].城市道橋與防洪，2020（4）：162-163.

[4] 方燕福.降噪型透水瀝青路面在高速公路中的應用[J].交通世界（下旬刊），2020（21）：158-160.

[5] 封雅宏，袁博，許斌，等.不同結構類型的全透水瀝青路面長期性能分析[J].中外公路，2020，40（5）：21-28.

[6] 萬石兵.生態型城市透水瀝青路面結構設計與性能研究[J].粘接，2021，45（2）：127-129，145.