向煒

摘要：降噪排水路面是一種新型的路面結(jié)構(gòu)，具有較高的實(shí)用性，符合國(guó)家的綠色發(fā)展理念。文章主要分析了城市道路降噪排水瀝青結(jié)構(gòu)組成，并對(duì)路面結(jié)構(gòu)和排水進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后闡述了路面施工中的溫度控制、混合料的質(zhì)量控制、粘層的質(zhì)量控制、路面攤鋪、碾壓質(zhì)量控制等，期望為降噪排水瀝青路面的推廣和應(yīng)用提供一定的理論支持。

關(guān)鍵詞：降噪排水;瀝青路面;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);質(zhì)控

中圖分類號(hào)：U416.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001—5922（2021）02—0180—04

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及汽車保有量的提升，城市道路在建設(shè)中更加追求便捷和安全，降噪排水路面是一種新型的路面結(jié)構(gòu)，該路面可以快速滲透雨水，雨水可以快速通過(guò)表層的內(nèi)部通道排出，降低了路面的水膜厚度，避免行車過(guò)程中出現(xiàn)大幅度濺水的現(xiàn)象，顯著提升了大雨天行車的安全性，降低了雨雪天氣交通事故的發(fā)生率。此外該路面由于物料的孔隙較大且多可以吸收車輛行駛過(guò)程中出現(xiàn)的氣流，顯著降低汽車的行駛噪音。降噪排水瀝青路面在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、日本等應(yīng)用比較廣泛，我國(guó)對(duì)于降噪排水瀝青路面的研究相對(duì)較晚，因此應(yīng)該加強(qiáng)這方面的研究。

1城市道路降噪排水瀝青結(jié)構(gòu)組成

城市道路降噪排水瀝青路面結(jié)構(gòu)在工程中應(yīng)該結(jié)合具體的區(qū)域氣候條件、交通條件等進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于路面結(jié)構(gòu)如何進(jìn)行組合才能實(shí)現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)的最大承重并耐受住周邊環(huán)境的影響，充分發(fā)揮不同路面結(jié)構(gòu)層的作用。在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該滿足以下3方面的要求。①城市道路降噪排水瀝青結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該適應(yīng)車輛載荷作用的要求。路面上的車輛在行駛過(guò)程中，會(huì)給路面施加水平方向和垂直方向的壓力，這種壓力也稱之為行車載荷，在垂直作用壓力下，路面的不同結(jié)構(gòu)的應(yīng)力不同，越深的地方受到的應(yīng)力越小，發(fā)生的應(yīng)變也越小;在水平壓力的作用下，路面各層的應(yīng)力會(huì)隨著深度而變化，越深的地方遞減速度越快。道路表層還會(huì)受到車輛的摩擦力，因此需要路面表層具有一定的韌度和耐磨性，這樣可以確保行車的安全。因此，在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，路面的表層需要具有比較高的強(qiáng)度和韌度，路面的中層和下層材料的強(qiáng)度和韌度可以稍低。②要求路面在自然環(huán)境下具有良好的穩(wěn)定性。由于路面在自然環(huán)境如雨、雪中暴露，因此，在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，需要保證瀝青路面的面層具有良好的水穩(wěn)性，空隙率大，同時(shí)在冬季寒冷時(shí)候具有一定的抗凍性。此外，還應(yīng)該注意的是，由于半剛性基層容易產(chǎn)生收縮裂縫，因此，也應(yīng)該選擇水穩(wěn)性比較好的材料。③為了防止水滲入中面層，在路面的上面層與中面層之間應(yīng)該設(shè)計(jì)乳化瀝青粘層，以起到封水的作用，使路面不同層之間的結(jié)合更加緊密和穩(wěn)定。

綜上所述，設(shè)計(jì)的城市道路降噪排水瀝青結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)圖1可知，城市道路降噪排水瀝青結(jié)構(gòu)包括排水性瀝青混合料上面層（降噪功能層），該層的厚度一般為4～5cm，乳化瀝青粘層，密級(jí)配瀝青混凝土中面層（不透水層），密級(jí)配瀝青混凝土下面層，半剛性基層（底基層）及路床。城市道路降噪排水瀝青路面應(yīng)該根據(jù)工程的位置、交通量、降噪排水條件等具體確定不同結(jié)構(gòu)層的厚度。

排水性瀝青混合料上面層具有排水的作用，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該保證該層縱向滲透速率比降水、降雪的速率快，避免出現(xiàn)超滲產(chǎn)流的現(xiàn)象。根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行排水路面修筑時(shí)應(yīng)該鋪設(shè)乳化瀝青粘層，通過(guò)鋪設(shè)粘層起到封水的作用，避免水滲透至密級(jí)配瀝青混凝土中面層（不透水層）。粘層一般是鋪撒稀釋后的瀝青或者乳液之后再鋪撒3～8mm厚的碎石，之后立即鋪設(shè)瀝青表層，避免出現(xiàn)裂紋。

對(duì)于路面的密級(jí)配瀝青混凝土中面層（不透水層），密級(jí)配瀝青混凝土下面層，半剛性基層（底基層），要求具有良好的抗裂紋和反射的性能，必要時(shí)可以添加一些kI織物，以避免載重型裂縫，或者鋪設(shè)瀝青碎石過(guò)渡層，避免裂縫的出現(xiàn)和加大。在基層設(shè)計(jì)中主要以透水能力作為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)JTGD50-2017《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)要求，得出的不同材料基層集料公稱最大粒徑和最小厚度如表1所示。

2城市道路降噪排水瀝青結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)參數(shù)

當(dāng)前我國(guó)的瀝青路面基本為半剛性基層結(jié)構(gòu)，以某路面為例對(duì)城市道路降噪排水瀝青結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該路段為城市主干路，設(shè)計(jì)使用年限為15年，根據(jù)當(dāng)前的交通量預(yù)測(cè)路面的當(dāng)量軸次為70萬(wàn)次，容許彎沉值25.4（0.01mm），經(jīng)過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)之后，確定路面不同結(jié)構(gòu)層的彎沉和應(yīng)力滿足相關(guān)的要求，路面所處區(qū)域降雨強(qiáng)度為50mm/h，設(shè)計(jì)的路面半幅寬度為11m，橫坡2%，縱坡0.3%。本文中設(shè)計(jì)的是單層降噪排水瀝青路面。

2.2單層降噪排水瀝青路面結(jié)構(gòu)的計(jì)算

上面層為4em PAC-13瀝青混合料，密級(jí)配瀝青混凝土中面層（不透水層）為6cm中粒式改性瀝青混合料AC-20C，密級(jí)配瀝青混凝土下面層為8cm粗粒式瀝青混合料AC-25，基層為36cm水泥穩(wěn)定碎石，底基層為18cm水泥穩(wěn)定碎石，路面的各層材料的相關(guān)參數(shù)如表2所示。

采用通用的HP-DS2006對(duì)排水降噪瀝青路面進(jìn)行結(jié)構(gòu)演算，計(jì)算結(jié)果如表3所示。

根據(jù)表3可知，降噪排水瀝青路面結(jié)構(gòu)層的彎沉應(yīng)力值、拉應(yīng)力值均小于最高允許值，容許彎沉值未超過(guò)設(shè)計(jì)的25.4（0.01mm），滿足相關(guān)的要求。因此，可以確定設(shè)計(jì)的降噪排水瀝青路面的各層結(jié)構(gòu)厚度，滿足路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。

2.3路面排水設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)透水基層厚度時(shí)，根據(jù)Darcy定律及路面所處區(qū)域降雨強(qiáng)度為50mm/h，設(shè)計(jì)的路面半幅寬度為11m，橫坡2%，縱坡0.3%等參數(shù)確定透水鋪裝縱向每延米路面的設(shè)計(jì)滲水量，計(jì)算出不同材料的透水基層的飽水厚度，為了防止出現(xiàn)積水的情況，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)厚度應(yīng)不小于飽水厚度。為了提高路面的排水效果，降低車輛行駛過(guò)程中水壓力對(duì)路面的影響，設(shè)計(jì)了排水石，排水石埋設(shè)于40cm×14cm水泥混凝土中。排水平石與中、下面層之間預(yù)留10cm寬透水通道，每隔25m設(shè)一集水井，集水井與城市地下排水管道連接。為利于路面排水，中面層橫坡調(diào)整為2.5%，縱坡依據(jù)交叉路口、集水井位置等綜合確定。

3城市道路降噪排水瀝青路面施工質(zhì)控方法

3.1施工過(guò)程的溫度控制

由于城市道路降噪排水瀝青路面施工過(guò)程中應(yīng)用的細(xì)集料較少，混合料的空隙大，導(dǎo)致在運(yùn)輸和路面攤鋪過(guò)程中熱量的散發(fā)快，因此，混合料的出料溫度較高，而在攤鋪時(shí)混合料的溫度偏低，由此可知，降噪排水瀝青混合料對(duì)溫度比較敏感，在施工過(guò)程中，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于溫度的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的溫度包括混合料的到場(chǎng)溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度等，溫度檢測(cè)過(guò)程中盡量采用精確度高的溫度計(jì)量器。

3.2加強(qiáng)混合料的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制

為了確保施工質(zhì)量，在施工過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)混合料的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制，定期對(duì)混合料進(jìn)行抽提試驗(yàn)，確?；旌狭系牧?、油石比在規(guī)定的范圍之內(nèi)，同時(shí)，還可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行鉆芯取樣，對(duì)混合料的空隙率、壓實(shí)度進(jìn)行測(cè)定，確保壓實(shí)度、芯樣空隙率在正常范圍之內(nèi)，符合相關(guān)的規(guī)定。壓實(shí)度是衡量瀝青路面施工的關(guān)鍵指標(biāo)，由于排水瀝青路面的較大空隙特征，其空隙率指標(biāo)在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以按照空隙率±2%、合格率不小于80%的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)可知，降噪排水瀝青路面如果采用50次擊實(shí)作為標(biāo)準(zhǔn)密度，則壓實(shí)度可要求不低于98%。

3.3粘層的質(zhì)量控制

城市降噪排水瀝青路面的結(jié)構(gòu)和功能具有一定的特殊性，因此，需要重視粘層的質(zhì)量，在施工過(guò)程中，粘層油灑鋪量較少，為了確保防水作用，需要進(jìn)行灑水實(shí)驗(yàn)，確保油膜的防水作用達(dá)到相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)進(jìn)行局部路段鉆芯實(shí)驗(yàn)，確保粘層的粘結(jié)力，并在施工之前，檢查乳化瀝青的質(zhì)量，確保乳化瀝青的質(zhì)量合格。

3.4攤鋪、碾壓質(zhì)量控制

城市降噪排水瀝青路面中應(yīng)用的混合料含有較多的粗集料，因此，在施工過(guò)程中非常容易出現(xiàn)離析的問(wèn)題，攤鋪時(shí)應(yīng)該保證攤鋪的均勻性和連續(xù)性。如果攤鋪時(shí)的碾壓次數(shù)過(guò)多，則會(huì)造成嵌擠界面的破碎，出現(xiàn)骨架結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的問(wèn)題，從而造成降噪排水瀝青路面的使用性能下降。因此，應(yīng)該加強(qiáng)攤鋪和碾壓的質(zhì)量控制。

3.4.1攤鋪

路面攤鋪過(guò)程中，攤鋪機(jī)的起步速度1.0-1.5m/min，然后慢慢提速達(dá)到正常速度2.0～2.5m/min，攤鋪過(guò)程中的速度應(yīng)該保持均勻，松鋪系數(shù)最好設(shè)置為1.18。攤鋪的最后5m進(jìn)行松鋪，并對(duì)松鋪的混合料的空隙率進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果表明，攤鋪過(guò)程中同一斷面初始空隙率為20%±2%，滿足相關(guān)的指標(biāo)要求，說(shuō)明攤鋪的均勻性較好，滿足相關(guān)的要求。

3.4.2碾壓

碾壓的過(guò)程分成初壓、復(fù)壓和終壓。初壓時(shí)采用2臺(tái)鋼輪壓路機(jī)，后面各緊跟2臺(tái)攤鋪機(jī)（靜壓），碾壓4遍;復(fù)壓采用1臺(tái)鋼輪壓路機(jī)，全寬碾壓2遍（靜壓）;終壓采用膠輪壓路機(jī)碾壓1遍。

3.5現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

道路施工完成之后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)的內(nèi)容包括滲水試驗(yàn)和噪聲測(cè)試。

3.5.1滲水試驗(yàn)

滲水試驗(yàn)采用HDSS-II路面滲水儀進(jìn)行路面的滲水能力檢測(cè)，檢測(cè)步驟如下：①選點(diǎn)：在路面上選好點(diǎn)，用掃帚和鋼絲刷將測(cè)點(diǎn)上的雜物清除干凈;②按底座大小在底座上抹一點(diǎn)膩?zhàn)樱瑢x器底座按上并擰緊，抹實(shí)膩?zhàn)樱皇孤┧?③將摻有少量工墨水的水灌入儀器中，直至小量筒上端溢水孔（至600mm高度為止），從開(kāi)始加水到開(kāi)始讀數(shù)應(yīng)在3s內(nèi)完成;④水達(dá)到預(yù)定水位后（600mm）即開(kāi)動(dòng)秒表，每30s記—次水位高度，直到3min為止。根據(jù)路面滲水量=（第3min時(shí)的滲水量-前l(fā)min滲水量）/2進(jìn)行計(jì)算，取5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，路面的滲水系數(shù)測(cè)定分別1256mL/15s、1311mI/15s、1098mL/15s、1192mL/15s、1242mL/15s，滲水系數(shù)大于900mL/15s，說(shuō)明采用降噪排水瀝青路面的透水陛能良好。

3.5.2噪音測(cè)試

在進(jìn)行路面的噪音測(cè)試時(shí)，采用手持噪聲測(cè)試儀，測(cè)試點(diǎn)高度距路面表面1.0m，距測(cè)試車輛中心水平距離6m。當(dāng)車速為80km/h時(shí)，降噪排水瀝青路段噪音為76.2dB，普通瀝青路段噪音為79.4dB;當(dāng)車速為100km/h時(shí)，降噪排水瀝青路段噪音為79.6dB，普通瀝青路段噪音為83.8dB。由此可知，設(shè)計(jì)的降噪排水瀝青路面和普通瀝青路面相比，具有一定的降低噪音作用。

4結(jié)語(yǔ)

文章主要對(duì)城市道路降噪排水瀝青結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并闡述了相關(guān)的路面施工質(zhì)控方法。通過(guò)分析可知，降噪排水瀝青路面透水性能良好，雨天可保證路面無(wú)積水，提高了車輛輪胎與路面之間的附著力，從而大大改善路面的防滑性能，保證行車的安全;另外，和普通瀝青路面相比，具有一定的降低噪音作用，符合城市道路“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。因此，在今后的城市道路建設(shè)中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)降噪排水瀝青路面的研究，進(jìn)而大力推廣，以順應(yīng)國(guó)家綠色發(fā)展的理念。