(重慶交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 重慶 400074)

一、引言

在許多地區(qū)，路面出現(xiàn)的問題大多數(shù)是由于土壤的保水功能的喪失而產(chǎn)生的。最近滲透性路面被認(rèn)為是減少路面病害最有效的替代方法，已成為道路發(fā)展研究中的一個(gè)重要領(lǐng)域。透水性瀝青路面是一種新型環(huán)路面結(jié)構(gòu),它是一種經(jīng)過特殊加工手法制成的具有連續(xù)孔隙的大孔隙瀝青混合料[8]。這種結(jié)構(gòu)既有足夠的強(qiáng)度，又具有良好的透水性,可以很好的緩解不透水鋪裝對(duì)環(huán)境造成的影響以及降低噪音對(duì)周圍市民的影響。

二、滲透性瀝青路面國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)

排水路面路面于1960年在歐洲首先建成，被稱為“多孔瀝青”，即大孔或排水式路面；美國和日本稱為“開放式瀝青摩擦層(OGFC)”[1-3]，即開放式瀝青排水層。從20世紀(jì)80年代以來，人們逐漸注意到城市道路的透水設(shè)計(jì)對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量至關(guān)重要。因此，首先在德國，防水硬化道路被滲透性路面取代。20世紀(jì)70年代在法國，為了解決公園沿途樹木的灌溉問題，首先提出了滲透性路面的設(shè)想。不久就建議在高速公路上使用。美國和日本是成功研究和應(yīng)用世界滲透性路面技術(shù)的代表。在這兩個(gè)國家，高強(qiáng)度，高透水性路面的研究和應(yīng)用也在世界領(lǐng)先。

三、滲透性瀝青路面特點(diǎn)

長期以來，城市和城市化地區(qū)的地面結(jié)構(gòu)是不透水的。這些地面結(jié)構(gòu)大多數(shù)表面上都是服務(wù)于汽車，停車場(chǎng)，車道和路肩。它們通常由混凝土塊或塑料網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的矩陣組成，并在空隙中填充有粒徑較小的沙子，礫石或土壤。這些空隙使雨水滲透進(jìn)入下層土壤，這可以在緩解城市發(fā)展過程中引起的雨水徑流的影響方面發(fā)揮著極其重要作用。

而滲透性瀝青混凝土與普通瀝青混合料相比，具有孔隙率大，大骨料含量大等特點(diǎn)，所用的瀝青為高粘度改性瀝青[5]，具有良好的高溫穩(wěn)定性和內(nèi)聚性。因此，它有很多優(yōu)秀的表現(xiàn)：(1)可以避免路面積水，雨水在表面力的作用下產(chǎn)生的水膜，同時(shí)提高路面防滑性能，提高了行車的安全性。在下雨的夏天，傳統(tǒng)的路面，特別是中國南方，積水非常嚴(yán)重。由于傳統(tǒng)路面的小孔隙，路面排水情況十分的糟糕，容易造成交通系統(tǒng)癱瘓，拖延了交通時(shí)間點(diǎn)。(2)減少道路反射，尤其是在夜間行車的時(shí)候，夜間的路燈在水面上的燈光會(huì)影響駕駛員的視野，這大大地提高道路標(biāo)識(shí)的可視性，同時(shí)提高駕駛?cè)藛T的安全性和舒適性，也提高行人的安全性。(3)減低車輛在行駛過程中形成的噪音，有利于營造安全舒適的交通環(huán)境。因此，由滲透性材料組成的路面結(jié)構(gòu)可以減少集中降雨季節(jié)的道路排水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)；有利于保護(hù)城市地下水系統(tǒng)調(diào)整城市氣候，降低地表溫度，保持生態(tài)平衡。(4)這種路面結(jié)構(gòu)施工較容易操作，更重要的是成本可行性較高，帶來的經(jīng)濟(jì)效益較高，這滿足可持續(xù)發(fā)展的要求。

四、透水性瀝青路面透水機(jī)理過程

雨水從路面表面層垂直向下滲入透水性瀝青路面是一個(gè)具有兩階段的過程[8]。這兩階段分別是①由外界條件決定階段，若外界給水量以及給水的速度沒有超過透水性瀝青路面的下滲能力,則入滲速率等于來水速率②透水性瀝青路面控制階段，當(dāng)透水性路面飽和程度達(dá)到臨界值，透水路面?zhèn)鲗?dǎo)水的能力會(huì)逐漸減弱，當(dāng)小于外界給水速率時(shí)，就會(huì)有部分雨水通過路面結(jié)構(gòu)的縱坡排出路面。當(dāng)入滲速率大于透水性瀝青路面的下滲能力，下滲能力會(huì)逐漸減小直達(dá)到透水性瀝青路面的滲透能力。

五、進(jìn)一步研究的主要問題及辦法

透水瀝青路面以其優(yōu)良的表面特性正在大規(guī)模的廣泛應(yīng)用，然而還存在許多問題，比如：

在配合比設(shè)計(jì)方面，過度依賴于實(shí)踐而忽略了理論的發(fā)展，如何保證用料，孔隙率，抗滑性等最優(yōu)化問題，依然研究不夠深入；

1.哪種集料尺寸透水效果最好，骨料最大粒徑和路面鋪筑厚度的有什么樣的影響關(guān)系，依然不清楚；

2.沒有從根本上解決養(yǎng)護(hù)方面的問題，比如如何保證空隙不被污物或冰雪堵塞，堵塞的空隙如何消除等問題；

3.降雨量多少、孔隙率的大小以及每一結(jié)構(gòu)層厚度的確定，透水性瀝青路面如何控制排水量的效果更佳,其采用的不同空隙路面結(jié)構(gòu)起的效果都是不同的，確定符合不同的區(qū)域的透水性瀝青路面結(jié)構(gòu)也是一個(gè)十分關(guān)鍵問題。

對(duì)這種新型材料路用特性缺乏時(shí)間的檢驗(yàn)和充分的觀側(cè)依據(jù)等；

針對(duì)上述存在的一些問題，這里就針對(duì)(1)提出一些見解。對(duì)于透水瀝青的配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)加大實(shí)驗(yàn)力度，從理論，實(shí)驗(yàn)和實(shí)際的基礎(chǔ)上把握配合比設(shè)計(jì)，重點(diǎn)依靠實(shí)驗(yàn)，輔以實(shí)際經(jīng)驗(yàn)理論三者的相互配合，研發(fā)出最佳的瀝青配合比設(shè)計(jì)，節(jié)約材料的同時(shí)，取得最佳的效果。同時(shí)，參照國外的理論，不斷地提出自己的新見解，豐富我們已有的理論體系。

對(duì)于瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)來說，最為重要的兩點(diǎn)是：一是確定礦料的配合比例，保證使用的最佳孔隙率并且又不易堵塞。二是確定瀝青用量，保證其具有較好的抗滑性。然后建立在試驗(yàn)、調(diào)整、完善的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)，只有結(jié)合試驗(yàn)、施工設(shè)備分階段的反復(fù)驗(yàn)證、調(diào)整，才能取得最佳的設(shè)計(jì)效果。

六、結(jié)語

透水路面提供了解決雨水徑流增加和與汽車使用相關(guān)的流水質(zhì)量降低的問題的一種解決方案。本文對(duì)滲透性路面的滲透性能進(jìn)行了評(píng)估。與傳統(tǒng)的瀝青路面相比，我們發(fā)現(xiàn)總體上是積極的，并且在幾個(gè)方面非常積極。根據(jù)滲透性路面強(qiáng)降雨入滲模擬，結(jié)果表明，由于采用大孔瀝青材料，透水路面孔隙度大，滲透性高，雨水快速滲透。但作為普通的瀝青路面，雨水滲透非常緩慢，導(dǎo)致路面上方的水容易滯留。將雨水儲(chǔ)存在路基中后，透水性瀝青路面可以降低路面溫度。本文所寫的透水性瀝青路面的排水機(jī)理研究，對(duì)透水性瀝青路面的設(shè)計(jì)和滲透機(jī)理具有指導(dǎo)意義。