2023年沥青路面结构性破坏的定义[排水性沥青路面结构].docx

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1、2023年沥青路面结构性破坏的定义排水性沥青路面结构 排水性沥青路面结构 一、概述 排水性沥青路面采纳大空隙开级配沥青混合料(设计空隙率1723)作表层，排水表层下的中、下沥青面层必需采纳密实型沥青混凝土，使雨天渗入到排水功能层内的水横向除到路面结构以外，是一种高性能、高品质的高速马路路面结构类型。 图1 排水性沥青路面结构示意图 1. 必要性 一般沥青路面降雨后由于存在表面水膜，路面抗滑实力降低，同时导致水漂、溅水、水雾等问题,对行车平安会造成隐患。日本调查发觉，一般铺面的高速马路雨天事故率是晴天事故率的9倍；我国雨天事故率是晴天事故率的5倍左右，多雨地区的高速交通平安问题更为突出。 排水性

2、沥青路面有以下的优点：排水沥青路面表面粗糙，构造深度大，抗滑性能高。排水性沥青混合料的大空隙构造具有很好的排水功能，故路面在雨天表面不积水，防止了高速行车车辆形成“水漂”的可能性。车辆行驶时不会产生溅水和水雾现象，车辆行驶视线好，大大提高雨天行车的平安性。日本调查发觉采纳排水沥青路面后雨天事故可削减80。排水沥青路面还是一种低噪音路面，与一般密级配路面相比，可以降低噪音3dB左右；在雨天条件下，排水沥青路面会有特别明显的降噪效果。 2. 国外应用 由于排水性沥青路面优良的运用品质与服务功能，排水性沥青路面在西欧、美国与日本高速马路得到了特别广泛运用。西欧于上世纪60年头、美国于 70年头起先推

3、广运用此种路面。排水沥青路面在日本被称为“超级路面”，从80年头后期起先探讨，虽然起步较晚，但发展较快，目前已形成较为完善的排水性沥青混合料设计方法，应当说日本是探讨和应用排水性沥青路面最胜利的国家，日本道路公团则强制规定全部新建或改建的高速马路表面层必需采纳排水性沥青路面。在城市道路的交叉口，出于减噪与平安目的城市街道，排水路面也被较多运用。 二、我国适用范围 依据交通部西部科技项目山区马路沥青面层排水技术的探讨、江苏省科技项目排水性沥青路面应用技术探讨探讨成果，结合国外大量工程阅历，提出现阶段我国修筑排水性沥青路面的适用范围。 1. 适用马路类型 现阶段排水性沥青路面适用马路类型宜限制于高

4、速马路，有出入口限制、全立交的城市快速路也可以考虑运用。 2. 气候条件 2.1. 降雨量：年降雨量在800mm 2.2. 温度：冬季冰雪较少地区 3. 地域与省份：依据我国气温资料与省会城市30年平均降雨量，举荐在长江沿线及以南区域修筑排水性沥青路面，详细有安徽、江苏、上海、武汉、福建、广东、海南、广西、江西、湖南、云南、贵州、重庆和四川。 图2-1 19712000年南方各省年平均降雨量 三、路面结构设计 1. 排水性沥青路面典型结构 2. 排水功能层类型的选择 排水性沥青路面面层类型的选择可依据降雨量按下表选择。 表3-1 排水性沥青路面面层类型选择 说明：PAC10表示最大公称粒径为1

5、0mm的排水性沥青混合料；交通量较大，重车较多的状况，设计空隙率考虑低限；车道宽度大(如6车道)可考虑高限；降雨强度按小时平均计算；城市减噪目的双层式排水性沥青路面。 3. 其他结构层类型选择与举荐 中面层采纳密实型沥青混凝土，详细类型选择时第一要考虑密实防水，其次在高温地区、重载车辆较多条件下要兼顾抗车辙性能，详细可按下表。 表3-2 排水性沥青路面中面层类型选择 采纳半刚性基层时，宜实行抑制反射裂缝的结构性措施，如增加下面层厚度，设置土工网格或沥青碎石层等。 4. 防水粘结层 防水粘结层在排水性沥青路面结构中起两个方面的主要作用：与一般密级配沥青混凝土相比，排水沥青面层与中面层之间的接触面

6、积削减了约15%25%，因此设置防水粘结层可以增加界面结合强度，确保层间的完全连续条件。防止雨水下渗到中面层出现水损坏，提高路面结构耐久性。 此外，我国目前路面结构多为半刚性基层沥青路面，裂缝难以避开。运用延长性较好的防水粘层材料，可以作为裂缝的应力汲取层，阻挡裂缝的向上反射，确保防水效果。 结构设计中，对排水功能层与中面层层间结合进行抗剪强度验算： 层间R(T) 式中：层间为排水功能层与中面层层间计算剪切应力； R为高温T温度时实际测定的层间剪切强度。 5. 结构设计方法 排水性沥青路面与其他沥青路面最主要的区分是表面功能层的不同，因此在路面结构设计上差别并不大，可以采纳我国马路沥青路面设计

7、规范（JTJ014-97）设计方法设计排水性沥青结构。依据不同沥青、不同设计空隙率的排水沥青混合料试验结果，举荐排水功能层结构设计参数如表1。 表1 排水沥青混合料的设计参数 说明：沥青采纳高粘度改性沥青 四、路面表面排水系统设计与典型方案 1. 设计内容与方法 排水沥青路面的路面排水设计包括路表水入渗设计、路面内部排水系统设计和排水层退水时间检验三个部分。 1）路表水入渗设计主要依据降雨强度和渗透系数确定路表水入渗率； 2）路面内部排水系统设计主要是选择确定路肩排水结构形式案，根据水力学渗流计算方法确定表层内部排水状况，依据渗流量大小进行内部排水系统各附属设施设计，包括集水沟的宽度、深度、集

8、水管开孔面积、集水管管径等参数； 3）排水面层内的退水时间检验，按下式进行： t= nelKxi ln hDmax 2h 式中：h为排水表层铺装厚度； Dmax为排水表层材料的最大粒径；l为排水渗流长度；ne 为排水表层材料的有效空隙率；Kx为排水表层材料的横向渗透系数；i为道路的综合坡 度。 图4-2 浅碟型排水沟方案 图4-3 U型排水暗沟方案 3. 特别部位排水设计 在超高路段、纵坡较大和桥面等特别部位，路表排水设计方案局部有特别调整(方案从略)。 五、排水沥青路面材料设计 1. 原材料 1.1. 沥青 排水性沥青路面要求运用高粘度改性沥青，其技术要求见下表。 表5-1 高粘度改性沥青技

9、术要求 1.2. 矿料 排水性沥青混合料中粗集料应当匀称、干净、干燥，破裂面多，符合我国现行技术规范的高速马路表层集料基本可用于排水性沥青混合料，其中对针片状颗粒含量、软石含量、压碎值等关键性指标要求更为严格。在规格上，当采纳最大公称粒径为13mm的排水沥青混合料时，粗集料的可采纳S10与S12两种规格材料；也可以干脆运用S11单一规格的粗集料，但对于S10与S11要求4.75mm的通过率较低，不宜超过5。 细集料应干净、干燥、无风化、无杂质，与沥青有良好的粘结实力，禁止适用石屑。在规格上，要求2.36mm具有95以上的通过率，并有连续的级配组成。 排水性混合料的填料要求采纳石灰岩矿粉，矿粉应

10、干燥、干净。 1.3. 防水粘结层 防水粘结层在排水性沥青路面结构中起着至关重要的作用，可采纳两种材料，一种是改性乳化沥青，其技术要求可参考现行技术规范；二是喷涂型防水粘结层材料，其技术要求可见下表。 表5-2 喷涂型防水粘层材料技术要求 说明：剪切强度与拉拔强度宜采纳沥青混合料材料。 2. 协作比设计 级配对排水性沥青混合料性能有特别至关重要的影响，要求既保证沥青混合料具备较大的空隙率满意排水功能；粗骨料颗粒也要形成充分的嵌挤结构，使排水沥青混合料各种性能稳定而耐久。举荐工程中常用最大公称粒径13.2mm和16mm的排水沥青混合料级配范围见下表。 表5-3 排水性混合料集料级配范围 协作比方

11、法如下：检验原材料的技术指标；依据空隙率预估公式确定初步配比方案；依据沥青膜厚度和集料表面积预估沥青用量，不同沥青按不同膜厚计算；击实成型MASHALL试件与车辙试件，检验体积指标，主要是空隙率能否达到目标空隙率的要求；假如达到要求后再按0.5%，1%改变沥青用量，分别进行析漏试验、飞散试验确定依据最佳沥青用量，通常以沥青析漏试验的反弯点作为最佳沥青用量，而且析漏量一般不超过0.8%(烧杯法)，参照马歇尔试验结果，选择合适的沥青用量作为最佳沥青用量；最终对混合料性能试验进行验证，包括排水性能、抗水损坏性能、飞散试验与车辙试验等。 试配排水性沥青混合料集料级配时，目标空隙率可依据下两式估算： N

12、MAS=13.2mm时，y=0.3755-0.0083P2.36-0.0038P0.075-0.0015P NMAS=16.0mm时，y=0.2611+0.0008P13.2-0.0075P2.36-0.0022P 式中：y为空隙率；P2.36为2.36mm孔径筛孔通过率； P0.075为0.075mm孔径筛孔通过率； P13.2为13.2mm孔径筛孔通过率；P为4.75mm孔径筛孔通过率和2.36mm孔径筛孔通过率之差。 3. 排水沥青混合料设计技术要求 排水性沥青混合料应具有优良的抗滑和排水功能，同时又要有其他良好的路用性能，如强度特性、抗车辙、抗水损坏、抗飞散等，更主要的无论是服务功能特

13、性还是材料强度性能，都要有很好耐久性。排水性混合料设计时的技术指标因满意下表要求。 表5-4 排水性混合料设计技术要求 六、其他 1. 施工 排水性沥青路面施工中的关键技术是混合料的温度限制和压实工艺。多条试验路的工程实践表明，利用现有的拌合、摊铺、压实等施工设备状况下就可以修筑高质量的排水性沥青路面；施工单位经过简洁培训可以驾驭排水性沥青路面施工技术。 2. 施工质量管理与限制 在质量管理与限制方面，对排水沥青混合料要加强温度检测；2.36mm和0.075mm通过率严格限制；车辙、水损坏和CANTABRO飞散损失作为施工中的常规检测指标予以重点监测。排水性沥青路面施工后的质量检验指标与标准也

14、有所改变。 3. 成本费用 与同厚度的抗滑表层相比，排水性沥青路面的成本要增加1030。与SMA路面相比，初期成本基本持平或略有增加，但路面耐久性会比SMA略低。 4. 存在问题 排水性沥青路面有下面2个技术问题：在运用5年以后，路面空隙有会有肯定堵塞，排水功能会渐渐下降。冬季会消耗更多的融雪剂。 七、技术资料与参考文献 1山区马路沥青面层排水技术的探讨课题总报告，交通部马路科学探讨所,东南高校，重庆渝邻高速马路有限公司，2023年9月 2马路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2023），北京：人民交通出版社，2023 3日本道路协会，排水性铺装技术指针(案)，东京：丸善株式会社，1996

15、 4交通部马路科学探讨所等，高速马路沥青路面抗滑技术标准探讨报告，2023年1月 5Prithvi S. Kandhal, Rajib B. Mallick，Design of New-Generation Open-Graded Friction Courses, NCAT, 1999 6Prithvi S. Kandhal, Rajib B. Mallick, Open-Graded Friction Course: State of the Practice, NCAT, 1998 7盐通高速排水性沥青路面实施技术文件,交通部马路科学探讨所,东南高校,2023年4月 8盐通高速排水性沥青混合料目标协作比设计方案,排水性沥青路面应用技术探讨课题组,2023年8月 11