多孔式沥青混合料在寒区的应用.doc

1、多孔式沥青混合料在寒区的应用【摘要】 多孔沥青混凝土路面是一种新型的沥青路面。由于雨水能通过空隙从路面内部排走，使路面表面不致产生很厚的水膜，减轻或避免了高速行车所产生的溅水和喷雾，增强路面的抗滑能力，提高道路的交通安全性。本文通过介绍多孔沥青混凝土及寒区路面特点，分析了多孔沥青混凝土路面在寒区使用可能性。 1.1 前言 多孔沥青混凝土路面是一种新型的沥青路面。由于雨水能通过空隙从路面内部排走，使路面表面不致产生很厚的水膜，减轻或避免了高速行车所产生的溅水和喷雾，增强路面的抗滑能力，提高道路的交通安全性。这种路面结构被广泛应用于降雨量大且集中的地区修建高速公路和城市快速路。多孔沥青路面起源于欧

2、洲，1960 年德国首次兴建此种路面，被称为 Porous Asphalt，即大空隙或排水型路面；在英国也称为Pervious Macadam 即大空隙沥青碎石。美国和日本称为 Open Graded Asphalt Friction Course，简称 OGFC，即开级配沥青排水层1。自上世纪 80 年代末起，在欧洲、北美、日本和澳大利亚得到广泛应用。 中国寒区应该包括所有的多年冻土区、冰川区和绝大多数稳定性季节积雪区。寒区气候系统和植被覆盖应具有相对独立性，而气温是划分寒区最关键的指标。随着寒区经济发展，人们在寒区大兴土木，如道路工程、水利工程、隧道工程、工业与民用建筑等方面的建设。在我国

3、进行了青藏公路、格尔木至拉萨输油管线、光纤通讯工程、大坂山隧道等著名工程方面的建设，即将建设的还有青藏铁路工程、青康公路工程、大小兴安岭地区道路工程等。 1.2 多孔沥青混合料性质 1.2.1 多孔沥青混合料简介 多孔沥青路面是指由大空隙（约 20%）沥青混合料铺筑的、能迅速从内部排走路表雨水、具有防滑、抗车辙及降低交通噪声的路面。当强调降低噪声功能时，亦被称为低噪声路面。 多孔沥青路面起源于欧美，已经有 50 多年的历史了。最初这种路面的使用目的是为了避免在军用机场水滑现象，后来用作公路路面。多孔沥青路面曾经有许多称法。由于其使用寿命短，堵孔现象严重，曾一度被施工单位冷落，随着聚合物改性沥青

4、等新材料新技术出现，多孔沥青混合料的性能有了较大改善。 1.2.2 多孔沥青混合料优缺点 多孔排水路面在路面抗滑、降噪及减少水漂、飞溅、水雾等方面有很大改善，具体有以下优点。 （1） 避免路面积水，大幅度减少车辆行驶时出现的雨水飞溅与车后的水雾现象，提高了雨天的可视度和改善视野2。 （2）由于空隙率大、表面粗糙、无积水，使车轮与地面的附着力（抓地功能）提高，车辆高速行驶时车轮空转与打滑现象大为减少，提高了交通安全。日本公路安全调查结果表明，排水性路面与普通路面相比，在高速公路上雨天交通事故的发生率可减少 80%左右。 （3）由于大量空隙的存在，多孔路面也是低噪音路面，具有较强的吸音作用。大量统

5、计资料表明，多孔路面可降低路面噪音 3-5 dB，相当于修建 1.5 m 高的声屏障的效果。 （4）多孔排水路面粗集料含量高，骨架作用显著，具有较高的抗推移与抗裂性能，路面不易变形与开裂。 多孔排水路面虽有众多优点，但由于材料、施工工艺等方面还存在诸多尚待解决的难题；或者当施工工艺与材料选择不当时.这类结构会产生下列问题： （1）由于空隙大，空隙内热交换、光衍射、水流动频繁，沥青膜与外界的接触面大，受到热、氧、光、水的影响大，沥青易老化、剥落，导致路面整体性较差。路面在交通荷载与自然条件长期作用下易松散，而且一旦出现松散，病害发展迅速，往往在短期内（数周至数月）路面会被全面破坏。 （2）多孔排

6、水路面由于空隙大，空隙易被粉尘、砂砾、土等异物堵塞而失去功能.而且一旦空隙被堵塞，清除较为困难，因此对于尘土较大的路面或低速道路的适用性较差。 （3）优质的沥青和石料是成功铺筑多孔沥青路面的前提，所以相关的费用较高。但是由于其安全、环保的特点，带来较大的社会效益和经济效益。再加上使用寿命不断延长，其铺筑费用就可以降低到接受的程度。 1.2.3 多孔沥青混合料性能评价方法 1）水热稳定性能 在目前的沥青混凝土性能评价方法中，鉴于多孔沥青混凝土的大空隙结构及高温多雨的应用环境，按照密级配沥青混凝土以高温稳定性或者水稳定性这样的单一评价指标并不能全面反映多孔沥青混凝土在水高温综合作用下的路用性能。对

7、于多孔沥青混凝土，考虑到多雨地区高温稳定性和水稳定性是多孔沥青混凝土性能的主要影响因素，采用水高温共同作用下的综合路用性能来评价多孔沥青混凝土的性能更为合理和贴切实际。 2）降噪性能评价方法 室内吸声系数：实验声学上常采用吸声系数来评价多孔材料的声学特性。所谓吸声系数，是指材料吸收的声能量与入射到材料表面的声能量之比。吸声系数越大，材料的吸声性能越好。材料的吸声系数与声波的频率及入射角度有关。一般降声波垂直入射到材料表面的吸声系数称为垂直吸声系数。 噪声现场测试评价：声学上常采用声压级来表示声音的强弱。它是一种对数标度。采用对数标度的原因是人耳对声音强弱的感觉并不与声压的大小成正比，而是更接近

8、于正比声压的对数值。而且人耳对于不同频率的声音，感觉的灵敏程度也不相同。 1.2.4 工程应用 国内对多孔性沥青路面的研究起步较晚，但是近年来道路工作者对其进行了大量的研究，也铺筑了一些试验路。1997 年在杭州地区铺筑了l000 m 的多孔性沥青路面，1999 年上海的西藏一和田路辟通工程、延安中路地面道路部分路段和局门路等道路都铺筑了试验路段。经过一个冬季和夏季的考验后，排水面层试验段仍保持着良好的使用性能，雨天行车状况有明显的改善，无积水和水溅水雾现象。 1.3 寒区路面特点 沥青路面的低温开裂是各国道路界普遍关注和重视的问题，我国由于地域辽阔，南北温度差别大，而且有一半地区沥青路面要受

9、到温度裂缝的危害，调查结果表明，沥青路面的低温缩裂现象在北方地区十分普遍，尤其是黑龙江省。低温缩裂严重危害到道路的质量和使用寿命，是沥青路面的主要破坏形式之一。由于沥青的温度敏感性，随着温度下降沥青混合料的强度增大，变形能力降低，进而出现路面破坏。 1.4 应用可能性 黑龙江省自然区划为东部温润季冻区，路面低温开裂，冻胀，翻浆等病害时有发生，就笔者观察，每年冬季期间，路面长期有冰层覆盖，春季气温回升时，哈尔滨市内道路常见冻胀翻浆导致的坑槽或沉降。冬季时，为了防滑，路面会撒除冰盐。对于一般路面，虽然除冰盐能起到防滑作用，但是消融后的水对路面会造成损害。 要注意不能撒沙或灰渣，因为这样会造成空隙阻

10、塞。而且在城市内应用时应注意避开粉尘多、颗粒含量大的地段，容易造成空隙堵塞。在交通量小或低速的地段不适宜应用。这是因为交通承担了多孔沥青层表面自我清除的作用， 积聚在孔隙中的尘埃只有通过路面上大量高速行驶的车辆的轮胎吸力作用才会清除掉。 1.5 可能遇到的问题 1.冬季使用除冰盐对路而和桥面进行除雪，会导致路面和桥面剥蚀和开裂，缩短了混凝土工程的服役寿命，应采取有效措施提高寒区混凝土的抗盐冻性能。 2.虽然多孔沥青材料有安全、环保的特点，而且带来较大的社会效益和经济效益，但是其铺筑费用较高，应在效益和费用之间寻求平衡。 参考文献 1 李闯民. 开级配沥青磨耗层（OGFC）的研究D.公路，2002-03. 2 韦?d，孙红等. OGFC 透水沥青路面在城市道路的应用D.新型建筑材料，2007-06.