排水式沥青混合料在崇明建设公路慢行道路面工程中的应用

排水式沥青混合料在崇明建设公路慢行道路面工程中的应用

侯春生

上海公路桥梁（集团）有限公司，上海 200433

摘要：排水式沥青应用于城市公路，不仅可以让公路排水效果好，同时可以有效降低汽车驶过时的噪音，在抗滑的效果上表现也非常不错。由于沥青铺设于公路后碾压平坦，加上排水效果好，雨天汽车驶过不会产生明显的水花飞溅，让路面行车安全系数有了明显的提升。崇明作为一座世界级的生态岛，积极响应建设“海绵城市”、降低城市“热岛效应”的号召，因此排水式沥青也大范围的应用于城市公路的铺设上。本文根据排水式沥青混合料在崇明建设公路慢行道路面工程中的应用做具体的探讨，从排水式沥青的应用原理、原材料的选择、混合料的配合比以及施工的方式等方面做具体的分析。

关键词：排水式沥青混合料；公路建设；路面工程

引言

随着我国经济的发展，对公路建设的需求以及标准也在不断的提升，在早期，水泥混凝土大量应用于公路的铺设，之后随着技术的提升，沥青混凝土应用于公路的铺设，另外对于传统的水泥混凝土公路，也有加铺沥青层来改善公路行车环境的，而如今随着“海绵城市”的理念推广，排水式沥青混合料也越来越多的应用于城市公路的铺设，这不仅有利于城市更好的排水，减少城市内涝情况的发生，同时排水式沥青混合料的应用还可以从多方面提升行车的安全系数，下面我们就通过崇明岛一则公路排水式沥青混合料应用于公路慢行道铺设的案例，来探讨排水式沥青具体应用的情况。

1 探讨案例

崇明岛干线路网规划的是“四横七纵”，其中建设公路属于“四横七纵”中的一纵，这是一条南北向的公路，在功能上属于重要交集散性公路，对于城桥镇以及建设镇来说，是它们对外辐射的一条重要公路，可以有效提升崇明岛北边的集散能力，对于整个崇明岛生态建设以及路网系统完善来说，起着很重要的作用,同时也是2021年“花开-中国梦”花博会主要疏解道路。建设公路南至横向的团城公路，北至当前北沿公路再往北约50米左右，和建设公路先期建设实施段，也就是北沿公路到规划北沿公路段顺接，设计的建设公路全长7.4km，道路红线宽度为30至35米，设双向4至6机动车道及道路两侧辅以双向慢行道。

2 原材料的选择要求

对于排水式沥青混合料的选择来说，保障原材料质量是保障排水式沥青成品优良的第一道重要关卡，因此要控制好原材料的选择，按照工程质量标准要求来严格要求。排水式沥青混料的原材料,通常有高粘改性沥青以及粗细集料和填料等。

2.1 沥青

排水式沥青料对阳光和空气等外部因素都有相当的敏感性,而这种不利影响因素也会很容易的对沥青混料形成侵蚀老化,并且在下雨天的时候,当汽车高速行驶在沥青路面上,由于汽车轮胎与道路之间的相互作用力会形成更高的动力水压,对裹覆了混料的沥青覆盖膜也会形成较强的剥离效应,在这个状况下,如果沥青与石料之间的粘着性并不高,那么混合料就容易出现松散的情况，因此在原材料选择上，建设公路慢行道的排水式沥青混合料选择的是高粘性改性沥青。本工程建设公路排水式沥青混合料的沥青采用的是高粘性改性沥青，厂家是上海城建日历特种沥青有限公司，沥青进场前已送检第三方实验室进行检测具体数据如表1所示。高粘性改性沥青在60℃温度下,其最大动力粘度可能超过20000Pa s。高粘性改性沥青相比于一般的沥青其粘度得到了相当大的改善,同时其抗剥离性能以及粘结性能方面也有显著的提高。高粘性沥青加热之后和矿料混合，高粘性沥青在加入了改性剂之后，处于高温下的沥青会呈现出拉丝状，并且和集料形成多网状，同时会全面渗透到集料中去，使得整体的结构更加的稳定，提升沥青混合料的强度以及刚度。

表1 PAC-13（高粘）排水式沥青混合沥青原材技术指标检测结果

2.2 集料

集料的选择对沥青混合料的最终质量有着关键的影响，选用优质的矿料，配合合理的级配，产出的沥青混合料不仅结构稳定，其存在的孔隙也更加的适宜。集料分为粗集料以及细集料。排水式沥青混合料会通过粒料间集料和集料之间的接触，来获得合理的孔隙结构进而实现排水的功效。所以,对排水式沥青混合料在粗集料颗粒的选取上,质量要求比较的严格,其粗集料颗粒要确保为均质、洁净、坚固、耐久性较强的碎石,由于排水式沥青混合料以单颗粒粗集料为主体成份,因此粗集料在矿料中的占比达到了70%及以上,相对于一般的沥青混料而言,此类集料颗粒间的接触体积减少了约25%，因此产生了比较良好的骨架-空隙结合效果。细集料颗粒在排水式沥青混料中的占比虽然相对小,但其质量也可能对沥青混料的特性产生了重要的影响。集料装置县0.075~2.36mm大小范围内的属于细集料粒径,在这些成分中主要有机制砂石、天然砂和岩屑等。细集料粒径要选用干燥、无杂质、无自然风化且清洁良好的,它们能与沥青产生良好的附着效应,然后再采用合理的粒径级配组合,使沥青混合料整体符合排水沥青孔隙及结构要求。

3 配合比要求

为了更好的实现沥青路面排水性能，以及降低路面的噪音，因此建设公路的沥青配合比要控制好。设计文件中对于孔隙率的要求在18%到25%之间，根据实际情况，本次孔隙率的目标定位21.5%。排水沥青中的集料是控制混合料孔隙率的一个重要方面，因此在配合比要求中，要控制号混合料中矿料的比例，使最终孔隙率和目标孔隙率差值在1%以内，这样混合料的性能指标才能达到设计标准要求。

4 排水式沥青混合料生产及施工标准

4.1 混合料的拌合

和常规的沥青相比，排水式沥青混合料中粗集料的占比更高，并且集料在加热及炒制的过程中对温度的要求也更为严格，排水式沥青混合料中细集料的占比少，温度保持较差，在实际生产中，料温和仪表显示的温度会存在差别，因此在生产初期，要先对实际的情况进行试验，根据试验结果来调整温度，确保在实际生产中料温符合设计的要求。排水式沥青混合料的集料温度在加热的过程要保持在190℃至200℃之间，沥青混合料在出料时的温度要控制在170℃-185℃。如果条件允许，最好是做到排水式沥青随拌随用，拌好运输到摊铺点后，摊铺时沥青的温度不低于160℃，在摊铺之前要对熨平板进行加热，避免料温偏低，拉低成品压实度的质量。

4.2 运输

排水式沥青混合料在产出后运输的过程中，需要使用大吨位的运料车进行运输，同时保障运输车辆的充足。如果车辆充足，可以在摊铺现场让一定数量的运料车停留等待，这样可以保障摊铺过程的衔接，避免摊铺中断。运料车在这个运输的过程中，要做到车辆的清洁干净，车罐内部要提前涂刷好隔离剂，以免出现沥青混合料的黏结，每次卸料之后，都要对运料车车罐内进行清理，将内部剩料清理干净。装料时做到平衡均匀，为了更好的降低散热，需要在混合料装满时，覆盖保温毡布或者其他有效的保温材料。混合料运达摊铺现场后，由专人对混合料温度进行检查^[1]。

4.3 摊铺及碾压成型

摊铺混合料时要做好对温度的控制，摊铺机在工作前要先预热半小时，预热温度要在100℃以上，在主干路上摊铺时，可以采用两台或者多台摊铺机呈梯度状向前摊铺压，而建设公路根据设计，慢行道宽度较小，因此只需使用一台摊铺机进行摊铺。整个摊铺过程保持以匀速不间断的向前进行,而混合材料摊铺的速率也要限制在每分钟3米之内。排水式沥青层的施工，要提前配备好充足的压路机，根据摊铺的情况，选择合适的组合方式来压实路面。对于排水式沥青混合料的压实工作，分为初压、复压以及终压三个阶段，整个压路过程要保持紧跟且慢压的原则，压路机工作的过程中，要始终保持碾压轮表面的清洁，为了避免沥青黏粘，碾压轮在工作前要刷一层隔离剂或者防黏剂。

4.4 接缝的处理

接缝要符合以下要求：

1. 梯队作业的纵向接缝要采用热接缝；

2. 纵向接缝和下部结构层的纵向接缝要错开15cm；

3. 横向接缝要采用垂直的平接缝；

4. 相近的两幅横接缝要错开1m以上；

5. 横向接缝和下部结构层的横向接缝要错开1m以上。

5 检测和评价

崇明岛建设公路慢行道透水沥青于2020年10月完成施工，施工后对成品及时完成相关性能指标检测，其中渗水系数是排水沥青面层成功及性能的主要指标，具体检测结果如下表2：

表2 排水沥青路面渗水检测结果

由图表可知，建设公路慢行道排水沥青渗水检测结果均达到设计要求，且排水行能良好满足使用要求，沥青路面检测中压实度也是主要指标，压实度的好坏左右了沥青路面的使用时间，其中压实度检测数据如下表3：

表3 压实度检测数据

6 结语

对于生态岛的公路建设来说，需要排水式沥青混合料来促进城市的排水，并且排水式沥青混合料还有压实度良好、降噪明显以及车辆行驶舒适的优势，随着海绵城市理念的推广，排水式沥青混合料应用也越来越广泛，可以更好的提升城市公路的整体质量。

参考文献：

[1]杨江林.大空隙率排水沥青路面施工技术在公路工程中的应用[J].工程技术研究,2020.