排水性沥青混凝土在城市道路中的应用

排水性沥青混凝土在城市道路中的应用

周龙政

关键词：排水性；沥青混凝土；城市道路

引言

排水性沥青混凝土进行城市道路建设的过程较为简单，建设成本较低，被广泛应用于城市道路建设过程中，为分析排水性沥青混凝土在城市道路中的应用现状，对排水性沥青混凝土的铺装结构和边缘排水进行设计，实现对排水性沥青混凝土及集料的选取，保证排水性沥青混凝土在道路建设中的应用效果。根据不同国家排水性沥青混凝土路面的初始空隙率要求，以及降雨强度、构造深度与排水性沥青混凝土路面空隙率之间关系，计算排水性沥青混凝土路面的空隙率，确定选取的排水性沥青混凝土及集料的配比方式，完成排水性沥青混凝土在城市道路中的应用分析。实验结果表明，当油石比高于4.6%时，排水性沥青混凝土具有动稳定度，且动稳定度随油石比的增加而增加，TPS参量增加能够提高排水性沥青混凝土路面的硬度，使排水性沥青混凝土的动稳定度和破坏应变增加，弯曲劲度模量降低。

1排水性沥青混凝土在城市道路中的应用

1.1排水性沥青混凝土路面铺装结构

在排水性沥青混凝土路面结构中，大多根据SMA自身具有的良好的密水性能及其结构强度，将其作为防水结构层。由于AC16具有的较低空隙率和防水性能以及较高的强度，中面层利用改性沥青AC16在保证防水性能的同时，提高中间层的结构强度。利用排水性沥青实现城市道路建设的过程中，由于排水面层与中间层之间的防水粘结层是通过橡胶沥青并撒布碎石实现的，在实现过程中，存在两方面问题，一是橡胶沥青撒布量过大，导致沥青上浮，从而对排水的空隙产生堵塞，二是撒布碎石粒径过大，影响道路排水的通畅性。针对上述原因，提出利用改性乳化沥青实现防水粘结层，针对中面层的局部缺陷以及后期运输车辆对防水粘结层的破坏，利用两层洒步，提高路面防水性能。排水性沥青混凝土作为一种排水性混合材料，其对集料的强度、耐磨性以及与沥青粘附性要求较高，利用排水性沥青混凝土实现城市道路建设，利用具有较高耐磨性质的玄武岩碎石作为粗集料，利用石灰石作为细集料和矿粉，通过实验，得到粗集料压碎值为12.4%，洛杉矶磨耗值损失为6.4%，粘附性达到5级，满足排水性沥青混凝土对石料的技术要求。

1.2目标空隙率的确定

排水性沥青混凝土配比设计，以目标空隙率为控制指标，同时必须保证路面的功能性和耐久性的相互统一，即在保证路面具有较强的排水性、降噪性能以及抗滑能力的同时提高排水性沥青混凝土路面的耐久性。排水性沥青混凝土路面由于其结构内部存在大量相互连通的空隙，从而实现其排水性能。由于直接计算连通空隙率过程较为复杂，且连通空隙率与全空隙率之间存在着良好的线性关系，因此利用沥青混凝土的全空隙确定沥青混凝土的透水能力。经研究表明，在小雨中发生交通事故的数量多于大雨时发生的交通事故数，因此满足中小降雨强度的排水沥青混凝土路面也会对该路段的行车安全产生影响。分析排水性沥青混凝土路面的抗滑性与空隙率之间的关系，由于路面的抗滑性主要取决于路表面的纹理构造，利用铺砂法对不同空隙下的排水性沥青混凝土试件的构造深度进行测量.随着空隙率的加大，构造深度逐渐加大，路面的抗滑性逐渐加强。对耐久性与空隙率之间的关系进行分析，排水性沥青混凝土实现道路建设，由于道路空隙率较大，因此更易受阳光、空气等环境因素的影响，加速了沥青表面的老化程度，相比普通的沥青材料，由于受自然环境侵蚀的影响较大，因此容易造成路面松散，剥落等破坏。并且在行车作用下，其空隙率会由于行车的压实作用而逐渐变小，使排水、抗滑的效果衰落。并且影响其排水性。通过上述论述，对排水性沥青混凝土路面铺装进行设计，并对沥青和集料进行选取，通过分析排水性沥青混凝土路面铺装中空隙率对排水能力以及抗滑性能的影响，提出通过控制空隙率，实现排水性沥青混凝土配比设计。

2实验结果与分析

为证明排水性沥青混凝土在城市道路中的应用效果，进行一次实验，对影响排水性沥青混凝土路用性能的高温稳定性、低温抗裂性指标进行实验，通过实验，得到的结果如下所述。在夏天，由于温度较高，沥青混凝土路面的强度和刚度因温度的作用而降低，同时加上车辆荷载的反复作用，导致沥青混凝土路面的抗变形能力降低。在实验过程中，当油石比在4.6%时，由于颗粒之间的粘度不够，因此车辙板发生破坏，且油石比与动稳定度成反比，沥青混凝土材料抵抗变形的能力由于动稳定度的降低而逐渐减小，因此为保证颗粒之间的粘度，提高沥青混凝土材料抵抗变形的能力，需要对油石比进行合理设置。当沥青使用量较少时，由于沥青混凝土较强的劲度，导致其对车辙形变的抵抗能力较强，随着沥青使用量的增加，油石比逐渐加大，沥青混凝土强度降低，当沥青混凝土受到车辆和稳定的影响，其对形变的抵抗能力下降。TPS作为沥青改性剂，在沥青混凝土应用于城市道路建设过程中合理使用该材料，能够提高沥青混凝土的动稳定度，其通过高温摩擦与融化实现良好的分散性，仅通过基质沥青时排水性沥青混凝土的动稳定度不能满足城市道路建设的要求，随着TPS掺量的增大，动稳定度逐渐增加，因此说明TPS改进剂融入到沥青中，增加了沥青的粘度，从而提高了其高温稳定性。随着TPS掺量的增加，破坏应变逐渐加大，弯曲劲度模量逐渐降低，由于TPS掺量的增加，提高了沥青混凝土的硬度，导致破坏应力增加而弯曲劲度模量下降。

3质量检测

排水性沥青混合料的基质沥青、TPS高黏度改性沥青、矿料技术性质及级配应符合设计要求，沥青混合料在施工前应进行质量检测。排水路面施工时必须保证设定的目标空隙率，以确保铺筑的路面符合预定功能，在施工结束后应对路面外观进行检查，路面应平整、密实，不应有泛油、松散、裂缝、离析等现象，有上述缺陷的面积（凡属单条的裂缝，则按其实际长度乘以0.2m宽度，折算成面积）之和不得超过受检面积的0.03%。接缝搭接处应密实、平顺，空隙应连通，烫缝不枯焦。上面层与路缘石及其他构筑物应平顺，不得有积水现象。同时在上面层施工结束时对路面面层进行钻芯取样检测，检查压实路面的空隙率、厚度等指标。另外还需检测的项目有压实度、平整度、弯沉、抗滑系数和路面横坡等。

结语

水性沥青混凝土路面具有诸多优点，并且技术可行、设计简易、施工方便，工程费用增加不大，在我国南方多雨地区具有较强的现实意义和推广价值。但由于排水性沥青混凝土路面的孔隙率大，大粒径骨料含量多，沥青为稳定性好、黏结性强的高黏度改性沥青，对施工工艺要求比较严格。运营期必须配备专用工具进行定期清洗，以保证路面的排水性能。

参考文献

[1]邓学钧.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社,2000.

[2]陈鹏．石灰拌合方式对排水性沥青混凝土的影响［J］．公路工程，2016，41(6):289－293．

[3]吴俊，杜修力，李亮．中高应变率下沥青混凝土动力增长系数研究［J］．天津大学学报(自然科学与工程技术版)，2017，50(9):921－930．