非機動車道彩色透水路面鋪裝技術研究

許 勐，涂亮亮，田 蕾，蔡文科

(1.深圳市天健(集團)股份有限公司,深圳 518034；2.深圳市市政工程總公司,深圳 518000；3.深圳市特區建工集團有限公司,深圳 518034)

由于彩色透水瀝青路面具有良好的排水效果，雨后路面不積水，給人們帶來了舒適的騎行環境以及良好的視覺感受。同時，透水路面鋪裝系統是實現“海綿城市”的重要技術措施之一，環保出行也是未來社會發展的趨勢。因此，彩色透水瀝青綠道大規模的應用于公園建設中，這就要求彩色綠道既滿足非機動車的行車舒適性，也要求具有一定的美觀性及耐久性。

針對彩色透水混凝土易開裂、難養護及彩色瀝青綠道運營一年后存在脫色快、骨料易飛散等現狀，研究團隊進行了大量的試驗研究和路用性能驗證，已完成具有色彩均勻性好和持久性強、透水優良、耐骨料飛散等特點的新型路面材料的生產與應用。

1 國內外研究現狀

1.1 國外研究現狀

由于透水路面鋪裝對社會及城市發展來說優點眾多，歐美、日本等發達國家作為先行軍在19世紀中葉就對透水路面鋪裝材料展開研究開發。隨著透水路面鋪裝材料、鋪裝結構、施工工藝等相關技術的成熟，大多數國家已將其廣泛應用于城市廣場、輕交通等級道路、人行道及停車坪等。

國外對傳統透水路面的使用性能、路用性能、適用范圍有了一定的研究，在各國的工程領域傳統透水路面的應用也比比皆是。但是國外對透水路面新材料的研究比較少，為適應更多的工況需求，透水路面材料選擇多樣性方面仍需進一步研究。

1.2 國內研究現狀

國內在透水路面鋪裝方面的起步較晚。與國外道路發達國家和地區相比，我國當前透水鋪裝研究水平還有提升空間，在高強高性能透水路面鋪裝方面的研究與世界先進水平有一定差距。但近些年來隨著生態環境保護意識的提升，國家大力倡導綠色交通及在相關環保理念的引導下，道路研究人員在路面透水鋪裝方面的研究明顯加大了力度。

國內對透水水泥混凝土路面和透水瀝青混凝土路面進行了較多的研究，大多是傳統透水路面強度改善、透水性能改善、透水路面服役期限延長方面的研究。但在透水新材料、新工藝方面的研究有所欠缺，目前透水鋪裝材料的選擇廣度較小。因此研發新材料、新工藝在透水鋪裝領域的應用仍有廣闊前景。

1.3 當前彩色綠道路面技術的應用及其特點

1)彩色多孔透水水泥混凝土

該技術是由石料、水泥摻和外加劑、水、彩色強化劑以及穩定劑等經一定比例調配拌制而成的一種多孔輕質的水泥基鋪裝材料，如圖1所示。產品空隙率為15%～25%，承載力可達到C20～C25混凝土的承載標準。

優點：透水性良好，工程造價較低，易于施工。

缺點：容易開裂，且后期養護難度較大。

2)脫色熱拌彩色瀝青鋪裝技術

由脫色瀝青、粗細集料、色粉等經一定比例調配，配合使用高粘改性劑拌制而成的熱拌彩色透水瀝青鋪裝材料，如圖2所示，其顏色可根據色粉調整。

優點：工程造價相對較低，適合大面積施工，且平整度較好。

缺點：需要較高的拌和溫度，對色粉的顏色耐久性有一定的影響，且易出現水損壞。高溫拌和具有刺激性煙氣，危害工人身體健康，對環境也會造成污染。同時脫色瀝青膠結料需要單獨設立專用的存儲罐及相應的專用管道和加溫保溫設備。該技術為深圳市現狀彩色綠道的主流鋪裝材料，大部分在運營一年后出現顏色退化、骨料飛散等問題。

3)直投式顆粒狀熱拌彩色瀝青鋪裝技術

顆粒狀彩色瀝青是一種全新的彩色瀝青路面材料，其獨特的化學組成、分子結構賦予了其獨特的熱塑性以及超強的黏附性，如圖3所示。這種顆粒瀝青對石料的酸堿性無特殊要求，生產的彩色瀝青混凝土具有良好的高低溫性能，且無需灑布乳化瀝青及熱瀝青粘層油。生產過程中采用小包裝直投拌缸的工藝。

優點：無需專用的彩色瀝青存儲罐、脫桶設備以及相應的瀝青專用輸送管道，避免了傳統生產工藝中需要耗費較大的設備投資和占用空間的弊病，能夠有效減少黑色瀝青與彩色瀝青交叉施工時膠結料色彩的相互影響。同時，直投式顆粒狀彩色瀝青路面施工工藝采用小包裝直投拌缸，無異味無有害氣體，簡化生產工序，凈化生產環境，避免了傳統生產工藝中人工投放色粉等添加劑而造成的彩色顏料四處飛揚的現象。

缺點：容易褪色，色彩穩定性差，易出現水損壞。

4)普通冷拌彩色鋪裝材料

采用丙烯酸樹脂、聚氨酯類膠結材料作為膠結料，常溫拌合即可施工。

優點：無需加熱，節約能源，減少污染，同時顏色鮮艷持久。

缺點：粘結力差，鋪裝材料耐久性不好，同時也不適用于透水綠道的鋪裝。

也有相關單位采用環氧樹脂作為膠結材料。環氧樹脂屬于熱固性材料，具有高強粘結性，但是同時存在耐水性差、耐候性差、韌性差等特點。

5)彩色涂布材料技術

由丙烯酸或環氧樹脂、特定填料、著色骨料等經一定比例調配拌制而成的鋪裝材料，其粘結強度≥1.5 MPa，見圖4。

優點：不改變原有道路結構，抗滑效果明顯，耐候性能好，不褪色。

缺點：對基層的要求較高，且易開裂、脫層、掉粒。

2 新型高粘冷拌冷鋪彩色透水瀝青綠道鋪裝新技術

2.1 技術簡介及其優勢

針對現有技術存在的各種缺陷及現行綠道存在的脫色快、骨料飛散等問題，技術團隊考慮應用基于復合改性脫色瀝青制備的彩色透水型綠道材料，以改性后的反應性樹脂(脫色瀝青、環氧樹脂等)為膠結料，與開級配骨料、顏料及添加劑拌合而成新型彩色透水路面鋪裝材料。該冷鋪透水型彩色樹脂混凝土兼具透水混凝土強度，同時其熱穩定性能、力學抗剪抗折性能顯著優于熱拌彩色瀝青混凝土。

該技術從環氧樹脂基體的增韌基礎上改善其易開裂的缺陷，將高分子材料、道路工程、色彩學、交通安全等學科結合，填補了該方面的研究空白。通過骨料級配優化設計，同時添加一定比例的色粉，在常溫下拌和均勻即可。優勢體現在：

1)冷拌環保、施工便捷，揮發性有機物含量低于0.1%，現場可根據待鋪人行道大小分別采取人工或機械攤鋪。

2)色彩持久性好，改性環氧樹脂能夠大大提升顏料的附著能力。

3)耐老化及耐久性好，改性環氧樹脂可以適應室外環境，在溫度、紫外線、雨水及荷載綜合作用下的耐老化及耐久性顯著提高。

2.2 新型高粘冷拌冷鋪彩色透水瀝青路面特點

施工完成后的冷鋪型彩色透水瀝青路面具有以下的特點：

1)高透水性：擁有10%～15%的孔隙，能夠使透水速度達到21～42 L/(m/h)。

2)高承載力：經鑒定其承載力完全能夠達到C20～C25混凝土的承載標準。

3)良好的裝飾效果：擁有各種顏色方案，能夠配合設計師獨特創意，實現不同環境和個性所要求的裝飾風格。

4)易維護性：特有的透水性鋪裝系統使其只需通過高壓水洗的方式就可以輕而易舉的解決。

5)抗凍融性：透水性鋪裝比一般混凝土路面擁有更強的抗凍融能力，不會受凍融影響而斷裂，因為它的結構本身有較大的孔隙。

6)耐用性：耐用耐磨性能優于彩色瀝青，不易變色，易清潔，使用壽命高達8年以上。

2.3 適用范圍

該技術普遍適用于市政工程的自行車道、人行道、園林綠道、沿海沿湖綠道、景區道路等景觀路面及城市廣場和部分輕交通道路，可以起到提升城市形象的作用。

2.4 工程應用及效益分析

依托壩光場平項目的觀景平臺及新丹路等項目進行了新型冷拌冷鋪高粘彩色透水瀝青路面的施工并對其性能進行了驗證，如圖5所示。同時對其應用效果和社會經濟效益進行評價。

1)經濟效益：該技術在常溫下即可施工，節約了燃料的消耗，現場隨拌隨用，節省了材料堆放和運輸成本，與熱拌技術相比，可大大節省瀝青管道清洗的費用，不單獨占用瀝青儲存罐。

2)社會效益：美化城市，提升城市文化底蘊，改善人們生活環境的質量；減少輻射和城市“熱島”效應，降低路面溫度；排除路面積水，避免城市內澇，同時可以使地下水位回升，起到涵養地下水資源的作用。

3)環境效益：該技術在常溫下拌合和施工，減少了燃料燃燒時的碳排放，避免了彩色顏料四處飛揚的現象。混合料生產過程中基本無煙氣排放和異味，屬于環境友好型材料。

2.5 成本分析

新型高粘冷拌冷鋪彩色透水瀝青綠道鋪裝材料主要由高粘瀝青膠結劑、面層保護膠結劑及碎石常溫拌合而成。經分析，該彩色瀝青透水鋪裝技術成本約為318.6元/m2，而常規熱拌彩色瀝青混合料成本約為190元/m2。雖然從材料價格上差異較大，但這尚未考慮熱拌技術的材料堆放和運輸成本、專用脫色瀝青儲存罐的投資成本、冷拌冷鋪技術現場快速鋪筑節省工期帶來的效益和無煙施工的環保效益及其較好耐久性所帶來的長壽命周期的使用效益等。因此，該技術在一定程度上仍具有較大的優勢。

3 結 語

綜上所述，結合海綿城市建設理念，經過市場調研，基于復合改性脫色瀝青制備的高粘彩色透水冷拌冷鋪型材料可無煙施工、耐久性和抗水損性能優良，且具有色彩均勻性好和持久性強、透水優良、耐骨料飛散等特點，其大規模的推廣應用契合深圳市擬建設“萬里碧道”的城市規劃和愿景。