关于透水性沥青路面的研究

张卫艳

中国市政工程华北设计研究总院有限公司西安分公司

1 引言

透水沥青路面指的是进行压实之后，空隙率可以达到20%左右，可以在混合料的内部形成相应的排水通道，属于一种全新型的沥青混凝土路面，实质指的是单一粒径碎石根据具体的嵌挤机理逐渐的形成一种骨架，即属于沥青混合料的空隙结构升级版。利用大空隙的沥青混合料作为主要的表层，可以把降雨渗透到相关的排水功能层，通过这种功能层可以很好的把雨水排出去，从而更加的利于行车，使得雨天行车的舒适性以及安全性得到很大程度上的提高；与此同时，这种路面结构可以很大程度上使得交通噪声得到降低，也可以称之为低噪声的沥青路面。

基于透水沥青路面具有雨天视线，路面抗滑性能好，低噪声及确保行车安全的功效。上个世纪70年代，透水沥青路面已在各发达国家推广应用。

2 透水沥青路面设计

2.1 原材料要求

为了保障混合料的孔隙率在20%左右，需要使得集料采用间断型的相关开级配方式。80%的粗集料属于单一粒径，粗集料的具体间隙需要通过少量的矿粉进行填充。

透水性沥青混合料本身属于骨架-空隙结构，因此对于骨架的构成部分要求的比较严格，主要包含：粗集料的具体力学性质、颗粒的具体几何特性、表面特性的具体要求等。一般对这些粗集料的要求比较高。要求其具备较高的强度以及抗压碎性，颗粒近似属于立方体的结构，表面非常的粗糙，针片状的含量非常少。关于细集料，其必须要洁净以及干燥。不可以出现风化以及杂质现象。可以选用碱性矿粉或、消石灰、水泥等来完成部分的填料，这样可以很好的使得混合料耐久性得到提高。

沥青的使用一般会选择较粘稠的直馏沥青或者一些天然沥青以及改性沥青等。关于沥青混合料的表面一定要具备一定的厚度，颗粒间要具备较高的粘结力，这样才会容易出现剥落现象，具备一定程度的抗变形能力。

2.2 合比设计

透水沥青混合料的级配一般在会日本透水性沥青混合料的具体级配（表1）基础之上，初拟处方，根据马歇尔的具体方法，对每面都进行击实50次，以此来制备成相应的试件，保障孔隙率可以达到沥青用量的具体需求，如果空隙率不能达到具体的要求，需要及时的对矿料级配进行调整。接下来需要对沥青混合料做相应的流淌实验，关于成型的试件组需要进行洛杉矶的相关磨耗试验，根据沥青流淌的具体损失量，以此确定沥青用量的最佳范围。最后，需要综合性的对试件进行相应的透水系数、残留稳定度等其他性能进行实验分析，定出最佳沥青用量。

表1 日本透水性沥青混合料级配（沥青用量4%～6%）

3 结构设计

参考某道路的路面结构（如图1）对一般透水沥青路面结构进行研究。透水沥青路面结构与传统沥青路面结构大致相同该路面结构面层分为上面层、中面层、下面层，共15cm 的沥青面层，比一般路面结构较厚。且在中面层与下面层之间撒布乳化沥青封层进行防水处理，防止雨天上面层的水渗透到基层，路面雨水通过上面层及中面层的大空隙排入道路两侧纵向排水管（排水管表面一般布置均匀的透水孔），最终排入道路雨水系统。极大地减少沿线雨水篦子的布设，改善了雨天路面湿滑的行车环境。

图1

4 路用性能

4.1 排水和抗滑性

透水沥青路面具备非常多的优点，其可以部分或者完全排除雨天路表的积水情况，使得车轮造成的水雾以及溅水情况大大的减少，保障行车在雨天的能见度得到更大程度的提高。也会使得雨天夜间行车造成的眩光现象得到很好地改善。除此之外，在晴天的时候对其进行测试，所得的摩擦系数也比较高，以此判定其具备比较良好的抗滑性能。

4.2 降低其他性能

透水沥青路面的的降噪性能主要源自其骨架空隙结构的大空隙对车辆产生的气压其他、划粘其他的消减及吸收作用。研究表明，降噪效果与路面厚度、孔隙率大小有关，即路面越厚、孔隙率越大，降噪效果越好。

表2 各种路面其他水平

4.3 高温稳定性

透水沥青混合料本身具备的级配比较特别，大颗粒之间的相互接触可以形成相应的骨架结构，进而很好地承担荷载，使其具备较强的抗变形能力。

4.4 耐久性

透水沥青路面的耐久性较一般路面结构低。这是由于透水沥青路面的骨架空隙结构容易被灰尘、污物堵塞而使得其排水降噪性能降低，产生老化、剥落的现象较早，路面使用品质下降。

5 环境效益

透水性沥青路面可以保障雨水迅速的回归到土壤当中，对城市地下的水源可以起到补给作用，减少城市70%～80%的径流水，大幅降低城市排水系统构建的成本，并能缓和城市的高温现象，降低路面的积水率，使得人们的生活品质得到进一步的提高。因此使用透水性路面，建设海绵城市体，属于城市未来发展的主要方向。

6 成本问题

透水沥青路面面层费用约为67元/m2～70元/m2，是普通沥青细粒式面层的费用的2～3倍，这些费用的差距主要体现在：沥青原材料成本较高、混合料配制要求严格、摊铺厚度较厚。

另外透水沥青路面面层的使用年限约为8年左右，而传统沥青混凝土面层设计使用年限为15年。所以目前使用透水沥青路面的成本相对较高。

7 结束语

总之，铺设透水沥青路面可以保障行车的安全性，解决雨天行车安全的问题，但如何提高透水沥青路面的耐久性，降低其成本是未来城市建设大规模使用这种路面结构的一个重要前提。