双层排水沥青路面实践与创新应用研究.pdf

圈 璺 d o i 1 O 3 9 6 9 4 is s n 1 6 7 1 9 1 0 7 2 0 1 6 1 1 0 3 3 _ 双 层 排 水 沥 青 路 面 实 践 与 创 新 应 用 研 究 萝 A p p li c a ti o n S t u d y o n P r a c t ic e a n d I n n o v m i o n o f A s p h a lt P a v e m e n t S u r f a c e w i th B i la y e r D r a in a g e 葛 曹 兴 松 ，杨 晓 强 ，段 宝 东 。刘 世 雄 雪 (1 重 庆 对 外 建 设 (集 团 )有 限 公 司 ，重 庆 401112； 2 北 京 科 路 泰 交 通 技 术 有 限 公 司 ，北 京 100088； 3江苏交通控股集团有限公 司 南京2 1 0 0 0 2 ) 摘要 ： 我 国首次在遂资 高速公路修 筑 了双层排 水沥青路 面的工程试验观测路。 工程领域开展 了与环境行为学的理 论研 究与验证 。 项 目从 关键原材 料控制 、 噪声、 刹车安全性能和施工工艺等环 节的研 究， 解决 了双排水 沥青路面的结构稳定性， 以及 双层摊铺施工 工艺的层 间粘结控制标准 提 出 了高粘度改性沥青和粗集料控 制关键指标 ， 得到 了降噪沥青路面的检测和评价方法 ， 以及 双层排 水沥青路 面安全指数的刹车检测和评价方法 获 得 了双层排水沥青路 面的设计参数 和施 工的控制技术标准 关键词 ： 双层排水 ； 沥青路 面； 高速公路 ； 环境行为 学 中图分类号 ： U4 1 6 2 2 3 文献标识码 ： A文章编号 ： 1 6 7 1 9 1 0 7 ( 2 0 1 6 ) 1 1 0 0 3 3 0 4 Ab s t r a c t ： An o b s e r v a t i o n r o a d o fa s p h a l t p a v e me n t s u r f a c e wi t h b i l a y e r d r a i n a g e i s c o n s t r u c t e d i n Ch i n a f o r t h e fir s t t i me Th e the o r e t i c a l s t u d y a n d v e r i - fi c i o n o f e n v i r o n me n t b e h a v i o r s tud i e s a r e c o n d u c t e d i n e n g i n e e ri n g fi e l d T h e p r o j e c t s tud i e s f r o m k e y r a w ma t e ri a l s c o n t r o l ， n o i s e s ， b r a k e s a f e t y p e r - f o r ma n c e a n d c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g i e s ， s o l v i n g the s t r u c t u r a l s t a b i l i ty o f a s p h a l t p a v e me n t s u r f a c e wi th b i l a y e r dra i n a g e a n d the l a y e r c o h e s i o n c o n t r o l s t and ard o f bi l a y e r p a v e me n t c on s t r u c t i o n t e c h n i q ue s Th i s p a pe r p r e s e n t s ke y i n d i c a t o r s of h i g h c o he s i o n a s p ha l t and c o a r s e a g g r e g a t e s c o n t r o l ，the t e s t i ng and e v a lua t i o n me tho d s for d e n o i s i n g a s ph a l t p a v e me n t s u r f a c e are o b t a i n e d ， an d the b r a k e t e s t i n g a n d e v a l u a t i o n me t h o d s for s a f e t y i n d e x e s o f a s - p h a l t p a v e me nt s u r f a c e wi t h b i l a y e r dra i n a g e a s w e l 1 T h e d e s i g n p a r a me t e r s o f a s p h a l t p a v e me n t s u r f a c e wi th b i l a y e r dra i n a g e and t e c l mo l o 【c a l s t an d a r d o f c o n t r o l c o ns t r u c ti o n are a l s o o b t a i n e d Key wor ds ： b i l a y e r d r a i n ag e ； a s p h a l t p a v e me n t ； e x p r e s s wa y； e n v i r o n me n t b e h a v i o r s tud i e s 计理念 并成功运用 了透水标 线新结构设计_ l J。 引言 双层排水 沥青路 面结构在降 噪 、 抗 滑 、 排水 、 抗 冻及 功能 耐久性等方 面具有较大 的优 势 遂资高速公路通 过双层排水 沥青路 面工程应用及创新研 究 得 出了“ 冷+ 热 ” 和“ 热+ 热 ” 的 层 间处理技术 提 出了双层排水 沥青路面 的工程 降噪性能测 试方法 探索 了双层排水沥青路 面的车辆刹车性能评价方法。 双层 排水沥青路 面的结构 即将 成为 我 国当前道路安 全 、 舒适功能革新 的最佳路 面形式 。2 0 1 5 年国家从 战略角度 的考 虑 提 出了“ 海绵 ” 道路的科技推广 。 项 目通过沿海高速公路排水沥青 路面1 0 年观测成果 基础 上 四川遂资高速双层排水沥青路面采用 1 8 c m水稳 稳定底基 层与1 5 水 泥剂量 的垫层 。 逐层连续双层连续摊铺成 型工艺 ； 3 6 c m 卵碎石水稳稳定基层采用逐层连续双层 连续摊 铺成型工 艺 底基层 与基 层之 问采用 1 ： l 水泥浆 洒 布量 控制在 1 5 0 2 k g m2( 水 泥 计 ) ， 6 c m A C一 2 0 C下 面 层 设计 目标 空 隙率 为 3 5 渗水 系数 不大于1 0 0 m L： 双层排水 沥青路 面结 构设计 为 0 3 0 4 k g m 2 ( 沥青计 ) 改性乳化 沥青下 面层表层 防水 粘结层十 6 5 c mP A C 一 1 6 中面层 + 0 1 - 0 1 5 k g m 2 ( 沥青计 ) 改 性乳化沥青黏 层+ 3 5 c mP A C 一 1 0 表面层 遂 资高速公路双层排水沥青路 面首 次提 出0 1 0 1 5 k g ( 沥青 计 ) 改性乳化 沥青超前预 养护层设, m2 收稿 日期 ： 2 0 1 6 0 7 1 9 作者简介 ： 曹兴松( 1 9 7 2 一 ) ， 男 ， 重庆人， 博士 ， 教授级高级_T程师 ， 主要 从事公路桥梁隧道的科研开发等工作。 1原材 料 f 1 )沥青 沥青采用厦门华特S B S 改性沥青 为基础 沥青 各项指标 符 合设 计要 求。 f 2 )高粘度添加剂 采用D H V A高粘 添加剂 各项 技术指标满足指南要求 ， 其 检测情况见表 1 表 1 D H V A高粘度添加剂检测结果 ( 3 )高粘度改性沥青 目标 配合 比设计 采用施 工单位提供 的厦 门华 特S B S 改性 沥青 掺J I I 8 D H V A高粘度添加剂制作排水 沥青 路面专用 的 高粘度改性 沥青 其各项技术指标满 足指南要求 ， 具体检测情 况见表2 2 ( 4 )粗集 料 重庆建筑 2 0 1 6 NO 1 1第 1 5卷 总第 1 5 7期 表2 高粘 度 改性 沥 青 检 测 结 果 P A C l 6 叶 _卡 【 集料：录j l J 四川 ，肯简 阳I f ： 料 厂牛 的 印 了 料l 集gI- 4 7 5 9 5 ram、 9 5 l 6 O mm、 l 6 0 1 9 O mm，其 f 1 软 删颗 醛 I l 符破碎 面颗粒 景小符合没汁要求 P A C 一 1 ( ) J -村 i 集 料 为叫川 竹 峨 L 1 H坨坤 石 业 生 J 的 圭 ： 武 岩4 7 5 9 5 mm 所俭指标均符合设计要求 ( 5 )细 集 料 绌 集 料 采 川 四 川 竹峨 眉 【 l I J 尼坤 石业 产： 的0 2 3 6 n l l n 么 饥制砂 昕伶衢 符合设 汁嘤求 ( 6)矿 粉 矿粉采 J J 制梁 灰岩碎 彳 自制加 的矿粉 所枪 签数符合设 受求 f 71纤 维 纤 维 采川 t 匕 科路 泰交通 技术 有 限公 司， t产的 聚酯纤 维 P A C 一 1 0 f 1 按照混合料总量0 1 进行添加 纤维相 刈衔 懂 为1 0 1 8 2双层 排水 沥青路面施工工艺研究 项 l J 组开腱 r“ 冷+ 热 ” 层 牯结 _r芝及 参数研究 主要采 川 M 布量 的改悱S B S 乳化沥 青和不洒布改性 乳化沥青 根 据研究结果表l lJ ， 下层排 水=IJ j 青路 面随着 沥青油膜厚度的 增J J J 】 弯托强度增 J J f J 最 大破坏 托戊变有轻微衰减趋势 排水 浙青路面 自身临体机 拉 与抗 问托应力满 足设 计和实际荷 载 要求 最佳? I【i 布量为o 1 0 o 1 5 k g m2 ( 以沥青计 ) Ch on g qing Ar c hit e c t ur e 2 01 6 N( ) 1 I 内 试验 研 究 r舣 J 排 水 沥 青路 面 川 状 况 变 化 对 问结合的影响 为此 分 以下几个 J f： 展试验 ： ( 1 ) 拟 成型 1 艺 宅 内制备 试验 试什 本次试验采川成 乍辙 试 件的轮 碾成型机 ， 通 过删 1 厚度 分删采 取一次摊 钾 打 、 一 次 成型碾 ( 热+ 热 ) 和两次 、 分 成型碾 ( 冷+ 热 ) 模拟州场 施 rT 艺 ， j C 1 埘 分 J 成 型 6 1 l ( 冷+热 ) 义进 仃 在 表 面变 化牯 J 洒布川量的卡 5 l 拟 试验 ( 2 ) 没汁饥剪试验 的摸拟方法 测试 层 问结合强度 ， 考虑 到我 j ： 地实验室 没符资源n 勺 丰寓悱 哆 J 人水泥抗 折强度 试验 机进行 埘层 口 J 结 合 的模拟 剪切 试验 试件 寸 为4 0 l i l l r l x 4 0 m mX 1 6 0 i n to棱柱体 采取乖 A切割 、 舣 层 结合 面剪切试验 和平 r 结 合 面切 削进 行试验 两种 ： 试验 前， 对制备的试件进 仃 温 养生 ( 5 ： ) 小少 于4 l 】 加裁述发 为5 0 N S ( 3 ) 力学模型。儿 j 种试验的加裁 爪 冈l ， 试验 中 门 于对层 结 合面的翦 测 试，试验 婀层整体抗 强 的测 试 试验 根 采集的微限简栽和 试什 挠度 汁算层 川最 大 慢 艘 、 最 大破 坏 托 府 变 作 为破 坏 断 面强 瞍 和抗 变形能力的表 罔2 和 3 弯 拉 强 度 一 兰 ， 、 ， 1_ _ - l _ - r 图 1 双 层 层 间 结 合 面 剪 切试 验 方 法 弯 5 拉 强4 0 0 0 0 度 3 5 0 0 I 一 3 0 0 0 2 5 O ( m 2 0 0 ( x ) l S ( m( 1 图2 双 层 层 间 结合 面 剪 切 试 验 结 果 对 比 ( 力学模型采用如图抽栽) 删 铺 j ， ) 层 施 r 何 糌 分 川 j J ( 0 ，一 一 _ - 、 3 k m 碾 旌 l ： 廿 l 施I f ： ： - t ( 0 2 k g k n q 一 ， ， i 分 施 堪 i l _、 l 6 +P Al f ) 层 mJ 不 同 1， 图3 双 层 层 间结 合 面 剪 切试 验 结 果对 比 ( 力学模型采用如图加栽) 层间洒布乳化 沥青 f l 以 并增强两 之川的绵 合提 外 双层排水沥青路面实践与创新应用研究 雪 路面承载能力。但双层排水沥青路面又希望层间实现畅通的 (2)刹车性能 透水，因此，洒布乳化沥青对界面间透水功能的影响情况非常 双层排水沥青路面具有较强的轮胎对路面的附着能力， 关键 。 为此 针对双层排 水沥 青路面 层间粘结工艺对透水能力 大多 数通过路面表面的 摩擦系数表征， 排水沥 青路面通过摆 昌 的 影 响 开 展 了 深 入 的 研 究 ，测 试 成 果 见 表 3 。 式 摩 擦 系 数 仪 是 无 法 正 确 且 准 确 评 价 出 来 。 与 常 规 密 级 配 的 雪 主。可口 月 t 政高 目l 罾阍仕士壹时 脏彰 甜 豇 各 区别在 摊铺 前期后 一年 左 右是无 法 检测 出来 它们 之 间的差 一 3道路功能特性 ( 1 )噪 声 行 车噪音 主要 由轮胎 与路面 间空气 的抽空 与压缩产 生 ， 排水 沥青 路面具 有 的多孔 结构 为高 速行 驶轮 胎 引起空 气 的 抽 、 压提 供了联通 的消散渠道 ， 与 常规 的表 面层相 比 ， 排水 沥 青面层具有吸收、 降低轮胎 滚动 噪音 的作用口 l 。因此 ， 排水 沥青 路面也被称为“ 低噪音路面” 。 排水路面施 工完成后 ， 进行 了现场 噪声测试 。测试车辆采 用 了别克商务车 ， 噪声测量使用定点测试方法 ， 使用S L - 4 0 1 型 噪声计 距路面高度1 0 m 左右 ， 位于路肩外 ， 测试车辆 在中央车 道行驶 为剔除车辆发 动机噪音 的影 响 车辆达到测试速度 后 以空挡滑行方式通过测 试点 ，同时驾驶员 观察速度指示 表 ， 记录车辆行驶速度。噪声采用A 计权 网络 ， 分别测量最 大值 与考虑时间计权的等效值 。本项 目通过三种结 构测 试噪音结 果见表4 表4 遂资高速公路三种路面结构 噪音测试结果表 别 。 通过研究 车辆实际在道路上 的刹车距离 这一 指标探索 排水沥青对道路行驶的汽车的安 全指数 。 本项 目采用别克G L 8 商务 车 ， 在测试速 度定速巡航 行驶 、 至测试 起点 急刹 ( 一脚 踩 到底 ， 重复4 次) ， 测试时普通路面 ( S MA) 表 面湿滑 ， 但 尚未形 成 水流 ， 排水路面表面略潮湿 、 无水膜 。条件 为同方 向、 同坡度 、 同天气状态进行测试分析 数据见 表5 和表6 。 性能趋势 图见 图 4 一图5 。 表5遂资高速公路两种路面结构雨天刹车测试结果表 排水路面 S MA路面 表6遂资高速公路两种路面结构晴天刹车测试结果表 排水路 面 S MA路面 普通路面与排水路面雨天刹车距离对比检测 2 0 4 0 6 0 l 00 1 2O 车速 (k ) 图4 排水沥青路面与S MA路面雨天 刹车距离测试趋势 重庆建筑 2 0 1 6 N O 1 1第 1 5卷 总第 1 5 7期 如 m O 刹车 距离 一E】 双层排水沥青路 1 = ： = 实践与创新应用研究 遂 资高速 公路 双 排 水沥 蹄 旺 l J 试验 段 过3 运 T程 测 锌项指 标无疑减现象 本史询过 内改 成剐， J 模拟双层摊钉 仃 的“ 冷+ 热 ” 和“ 热+ 热” 施 I I Z 对抗 托 试 验 、 双 混合料整体抗 弯托 变跌验 等进行 r深入研 究 双 排水沥青路 【自 】 街集眦和 双 排 水沥 路 嘶降噪效 明 、 适合城 市降 噪要求 岛的路段 、旅游道路 干 邻 近的野 ， 动卡 r f 物 保 护 ： 道 路 双J _I = 水浙 青路 面 L I 人 缩 短 紧急 剁 l - 4 0 6 0 8 0 l O 0 1 2 ( 离 的特 忡： 提 J l 道 路 的 t动 令 能 4速 f k m h1 图5 排水沥青路面与SMA 路面晴天刹车距离测试趋势 排 水沥青路 面 晴天按照不超速 的l 1 O k I 1 挖 制行 1 在紧 急 急利状态 F 与抗滑性能较高fl J S MA J 路可缩 1 0 n 1： l：j 天的排 水沥 路 旺 玎 性能相 通过测 试丧明排 水湖青路 面小 光 m人具 道“ 主动发令 。 能 而 I l I_ 晴天 的发伞性能 也大 9 fli 发提 高 4结论 参 文献 ： 【 1 】 小 ， 强 ， 杨晓强 排 水 沥 路 嘶瞧 技 术及脏 节检测 汀 迎卡 于 ， 2 0 1 5 ( 8 ) ： 1 7 l 一 1 7 2 强 ， 小 ， 畅 唬 强 手 lI 1 水 件 沥 混 料 比 没 及渊整【 I 1 江 建材 ， 2 0 1 5 ( 8 ) ： 1 7 0 一l 7 2 1 3 l 刘1 tt 蛳 ， 畅晓强 ， 必松 手 I I= 水沥 路 面 【f l I l 的 J、 川 研 究 队 建筑 2 0 1 6 ( 1 ) ： 4 5 4 8 责 任编 辑 ： 孙 苏 李 红 1 、 作者投稿请上我社官方 站h t t p ： c q j z c b p t c n k i 。 n e t 首页的作者投稿栏注册投稿 邮箱c q j z 2 0 0 2 l 2 6 c o m仅为 作者与编辑部联系的公共邮箱 ， 不作投稿 之用 2、 来 稿必须是原创稿件 ， 务必立论 新颖 ， 论点明确 ， 文 字精炼 ， 数据 呵靠 ， 每篇论 文 ( 含图、 表) 一般在3 0 0 0 字左右 ， 必须包括 ( 按愤序 ) ：题 目 ( 中文一般不超过2 0 个汉字 ， 英 译 ) 、 作者姓名 ( 英译 ) 、 作者单位 ( 英译 ) 及邮政编码 、 中文摘 要 ( 1 5 0 3 0 0 字 ， 英译 ) 、 关键词 ( 3 8 个 ， 英译 ) 、 正文 、 参考文 献。 3 、 作者承诺所投稿件末在任何载体上公开发表过 。 4 、摘要以提供文章 内容梗 概为 目的 ， 不加评论和 补充 解释 ， 应简明 、 确切地记述文献重要的内容。 5 、 关键 词不应重复 标题和摘 要中 已有 的词语 ， 而应在 文中找出重要的术语 、 最有特点 、 最具专业性和 独有性 的词 语 。 6 、 量和单位符号 等必须符合国家标准的规定。稿中外 文字母 、 符号 必须 分清大、 小写 ， 正 、 斜体 ， 黑 、 白体 E、 下 角 标 的字 母、 数码和符号 ， 其位置高低 应有 明显区别 。 7 、 文中图、 表 ， 随文出现 ， 图一般 不超过6 幅。 插 图切勿 过大 ， 宽度不超过7 c m ( 半栏 ) 或1 4 c m( 通栏 ) 。请用计算机 绘 图。圈中文字符号应与正文一致 ， 字体为六号宋体 。照 片 要清晰 ， 层次分明。文章表格一律采用“ 三线表 。 8 、 文中章节编号采用三级标题顶格排序一级 标题形 I ll lI I ： I c n o n g q in g A rc n te ctu re o - 、 t - 如 1 、 2 、 3 、 排序 ： 二级标题 彤如 1 1 、 1 2 、 1 3 、 排 事 ； 三级 标题形如1 ， 1 1 、 1 1 2 、 1 1 3 、 排序。 9 、 参考文献 一般 不少下4 篇 必须是公开发 表且在文中 确实引用的专薯 、 期刊文章 、 论 文集 文章 、 学位论 文 、 技 术标 准等 按文 中引用的先后顺序编 号 参考文献著 录格式如 下 ： 专著 主要责任者 。 文献题名 ( 版 本第1 版不著录 ) 【 M】 出 版地 ： 出版 者 ， 出版年 ： 起 止页码 期 刊 丰要责任者 文献题名 【 J 】 刊名 ， 出版年 ， 巷 ( 期 ) ： 起 止页码 论文集 析出文献_丰要责任者 文献 题名I C 】 论 文集编者 名 ， 论文集 出版地 ： 出版者 ， 出版年 ： 起止页码 技术标准 标 准编 号 标准名称【 S 】 出版地 ： m版 者 ， 出版 年起止页码 1 0、 来稿请提供作者简介 ， 注 明姓 名 ， 出生年 份 性 别 ， 籍贯 ， 民族 ( 汉族 可不注 ) ， 学位 ( 或在读 学 ) ， 技术职称 ， 主 要从事 的l工作或研 究方向 联系 电话 、 邮箱及通 汛地址 、 邮 编 来稿为科研基金课题项 日的请注明课题名称 和项 目编 号 获奖 的请提供证 书复印件 一份 ： 发表后该项 F i 获 奖 的 请函寄获奖证书复印件 一份给本刊 本刊编辑部