基于排水瀝青路面設計常見問題的研究

1、<p>　　基于排水瀝青路面設計常見問題的研究</p><p>　　摘要：排水瀝青路面采用大空隙瀝青混合料作表層，將降雨透入到排水功能層，并通過層內(nèi)將雨水橫向排出，從而消除了帶來諸多行車不利作用的路表水膜，顯著提高雨天行車的安全性、舒適性；同時，由于排水瀝青路面的多孔特征可以大幅降低交通噪音，也被稱為低噪音瀝青路面。本文作者結(jié)合多年的設計工作實踐，就瀝青路面的特點及再設計過程中的一些問題進行了詳細的闡述

2、，并著重對排水瀝青面層厚度設計方法和常用 </p><p>　　排水系統(tǒng)形式加以介紹，供同行參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：排水；瀝青路面；厚度設計；排水系統(tǒng) </p><p>　　中圖分類號： S276 文獻標識碼： A 文章編號： </p><p><b>　　0.引言 </b></p><

3、p>　　隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，人民群眾出行質(zhì)量需求不斷升級，交通建設也愈加突顯“環(huán)境友好”的理念。在道路工程領(lǐng)域，如何提高路面的使用功能，如何向社會提供高安全、更舒適、更環(huán)保的道路表面特性，已成為新時期下我國交通部門追求的新目標。綜觀國內(nèi)外技術(shù)前沿，具有大空隙特征的排水瀝青路面鋪裝因為具有抗滑性能高、噪聲低、抑制水霧、防止水漂、減輕眩光等突出優(yōu)點，可以說達到了現(xiàn)有瀝青路面技術(shù)中的“頂端路用性能”，成為實現(xiàn)道路表面特性品質(zhì)飛躍的最

4、佳路面形式。路面作為道路的重要組成部分，設計中必須加以重視，本文針對瀝青路面設計中的幾個重要問題進行了詳細的討論。 </p><p>　　1.排水瀝青路面的優(yōu)越性 </p><p>　　排水瀝青路面是一種具有良好透水能力的功能型路面[1,2]。與普通瀝青路面相比，這種形式的面層具有諸多優(yōu)越性。首先，這種用于鋪筑表面層的瀝青混合料在碾壓成層后仍可保持12~25%的空隙率，以便于雨水從面層的連

5、通空隙中迅速滲透、遷移到結(jié)構(gòu)層的內(nèi)部，并借助路拱橫坡沿底面向道路兩側(cè)較低處排出，從而在較大程度上減少或基本上使道路表面無積水，減少雨天車輛行駛?cè)菀讕淼乃⑺w濺和水霧等現(xiàn)象，并為雨中行車提供較好的抗滑能力、能見度和路面標志的可見性；其次，排水瀝青路面的吸收噪音效果非常明顯。道路表面滾動的車輪產(chǎn)生的噪音在交通噪音中占據(jù)很高的比例。道路表面在光滑平整狀態(tài)和密實度良好的情況下，車輛行駛過程中所產(chǎn)生的車-路耦合振動沖擊噪音大部分可被路面所

6、反射，并向道路兩側(cè)空域傳播，這使得在不同程度上影響司乘人員和沿途居民的視聽效果和情緒波動，甚至會導致一系列的交通安全問題。車輛行駛速度越高，這種噪音傳播強度和距離的影響就越為突出，特別是在車速超過50km/h的情況尤為明顯。而具有較大空隙和較明顯的表面紋理的排水瀝青面層，則可以吸收部分噪音，且從理論上講，排水瀝青面層越厚，降噪音效果越好；同時，排水瀝青</p><p>　　2.排水瀝青面層厚度設計 </p&

7、gt;<p>　　由于排水瀝青面層是功能型磨耗層，其厚度設計主要根據(jù)排水、降噪的要求來確定。 </p><p>　　2.1滿足排水要求的厚度設計 </p><p>　　排水瀝青路面的主要功能就是讓散布在道路表面的雨水順利滲透到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，通過路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的連通空隙快速排至兩側(cè)路緣及以外的地方，減少漫水對行車安全和路面耐久性的危害。據(jù)有關(guān)研究，混合料的空隙率越大，透水系數(shù)也

8、越大，并且水平方向的透水系數(shù)是垂直方向的2~3倍，使得路面內(nèi)的水可以沿水平方向迅速排除。在連續(xù)降雨情況下，單位時間內(nèi)從路面結(jié)構(gòu)內(nèi)可能排出的最大降雨量r（mm/h）由式（1）[2]求得： </p><p><b>　　（1） </b></p><p>　　式中：k—透水系數(shù)（cm/s）； </p><p><b>　　i—路面橫坡； &

9、lt;/b></p><p>　　D—排水面層厚度（cm）； </p><p>　　L—排水距離，即路面寬度（cm）。 </p><p>　　對于某一地區(qū)來說，降雨強度是一個定值，因此滿足一定排水要求的面層厚度可由上式得到： </p><p><b>　?。?） </b></p><p>　

10、　降雨強度2.6~8.0mm/h范圍內(nèi)為中雨時的排水能力要求，對寬度為8m、橫坡為2%、透水系數(shù)為1cm/s的排水路面而言，面層設計厚度大致為3~9cm。國外研究表明，厚度為3~4cm的排水瀝青面層厚度一般就能夠滿足排水要求。同時，從交通部門對車輛交通事故率的調(diào)查數(shù)據(jù)來看，汽車在中小雨天氣條件下出現(xiàn)的安全事故最多，這是因為此時路表覆蓋的水膜降低了車輪與路面之間的摩擦力，車輛的可操作性降低，而較小的降雨量容易引起駕駛員放松警惕，保持較高的

11、行駛速度，遇突發(fā)緊急情況車輛容易失控而導致交通事故。相反地，在大雨情況下，由于空氣的能見度變差，視距明顯縮短，駕駛員的警惕性相應得到提高，一般會保持在較低的車速行駛，反而能避免事故的發(fā)生。 </p><p>　　2.2滿足降噪要求的設計 </p><p>　　目前，環(huán)境問題以成為人們普遍關(guān)注的重要問題之一，因此，國外也有主要出于降噪方面的考慮來設計排水面層的厚度?；诼晫W原理，道路工程師希

12、望通過加大瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙來吸收部分車輛-道路振動噪聲，而降噪程度的大小主要與路面的空隙率和結(jié)構(gòu)層厚度有關(guān)。在固定的空隙率下，排水面層的吸音率與面層厚度成一定的相關(guān)關(guān)系[2]。因此，為滿足一定的降噪要求，可根據(jù)相應的關(guān)系式計算確定排水瀝青面層厚度。 </p><p>　　3.瀝青面層排水系統(tǒng)形式 </p><p>　　要使排水瀝青路面能夠順暢地將路表水、結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的自由水排除，不僅要

13、求排水面層具有一定的空隙率和足夠的厚度，也需要有良好的配套排水系統(tǒng)。只有使路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水迅速排出路面，進入道路的排水系統(tǒng)，遠離路基路面結(jié)構(gòu)，才能消除由于水的因素引起的各種形式的路基路面病害。根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗[2]，在排水瀝青路面兩側(cè)一般設置排水管道或盲溝，其設計容量應根據(jù)降雨強度、蓄水面積等參數(shù)來確定。根據(jù)道路的橫斷面型式，排水瀝青面層的排水處理方式有以下兩種，如圖1所示。 </p><p><b>　

14、　4.結(jié)語 </b></p><p>　　隨著交通建設的快速發(fā)展，路面行車的功能性要求越來越受到重視，排水瀝青路面便應運而生。排水瀝青面層作為功能型磨耗層，具有良好的透水能力、明顯的吸收噪音性能、足夠的結(jié)構(gòu)強度和耐久性能，在高等級路面中日益得到廣泛應用。本文對排水瀝青面層厚度設計方法和常用排水方式進行了簡要介紹。但是，排水瀝青路面在使用過程也容易帶來一些問題，比如，大空隙的結(jié)構(gòu)層在施工壓實時其孔隙率難

15、以保證；在道路通車過程中，難免有塵土雜物等嵌入混合料的空隙，造成堵塞，加之車輛荷載反復作用使排水瀝青面層被逐漸壓密，孔隙率減小，影響排水效果；同時，空隙內(nèi)水的泵吸作用，瀝青混合料的水損害加劇。因此，在進行設計時應因地制宜，根據(jù)設計目的和交通量需求，合理進行混合料級配設計、層厚設計和排水系統(tǒng)設計，保證足夠的施工質(zhì)量，運營期間適時進行清潔維護工作，以達到能夠長期有效的排水效果。 </p><p>　　圖1 排水瀝青面