杭州机场路整治工程排水沥青的设计及施工技术.pdf

浙 江建筑 ， 第 2 8卷 ， 第 3期 ， 2 0 1 1 年 3月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n，V o 1 ． 2 8 ，N o ． 3，Ma r ． 2 0 1 1 杭 州机场路整治工程排水沥青的设计及施工技术 On t h e De s i g n a n d Con s t r u c t i o n Te c h n o l o g y o f Po r o u s As p h a lt Co n c r e t e i n t h e H a n g z h o u a i r p o r -f R o a d R e g u la t i o n P r o j e c t 赵 国 良， 胡亚琴 ZHAO Gu o— l i an g，HU Y a— q i n ( 杭州伟业市政工程有 限公司 ， 浙江 杭州 3 1 0 0 0 4 ) 摘 要 ： 结合杭州市机场路整治工程， 介绍 了排水沥青 的配合 比设计及施工技术 ， 为排水式沥青混 凝土在城市 的广泛运用及 实施提供 了一定的数据参考 。 关键 词 ： 排 水 式 沥青 混 合 料 ； O G F C； 配 合 比设 计 ； 施 工 技 术 中 图分 类 号 ： U 4 1 6 ． 2 1 7 文献 标 识 码 ： B 文 章 编 号 ： 1 0 0 8—3 7 0 7 ( 2 0 1 1 ) 0 3—0 0 5 0— 0 3 排水式 沥青混 凝 土 属 于一 种 新 型沥 青 路 面 ， 它 是 由孔隙率 大 的开级配 沥青混 合料铺 筑在不 透水 的 沥青 面层上 的一种 路 面 ， 使 雨 水通 过 孑 L 隙沿 横 坡 排 人管 道 ， 能 够达 到抗 滑 、 透 水 、 降 噪等 性 能。该 路 面 结构 具有雨 天表 面粗 糙 而抗 滑 、 吸收 行 车 噪音 而 降 噪 、 减 少车辆 在行 驶 过程 中溅水 和起 雾 等一 系 列 特 点 ， 大 大增加 了行 驶 舒 服性 和安 全性 。排 水 沥 青 路 面最 初起源 于 欧洲 ， 1 9 6 0年 在 德 国首 次 出现 ， 2 0世 纪 8 0年代末 ， 欧洲 及 E 1 本 、 澳 大利 亚 等 发达 国家 对 排水 沥青 的研 究越 来越 多 。杭 州市率先 在一 纵三 横 道路 整治如杭 州庆 春路 、 体育场 路 、 曙光路等 整治 工 程 中开始铺设 排水 沥 青 ， 效 果及 指 标 都符 合 设 计要 求 ， 后 来广泛 地 在市 区内 主要 道 路 中推 广 使用 。 由 于排水沥青受地理 、 气候 、 交通 、 原材料 、 试验等条件 的不 同 ， 在研 究 、 设计 、 施 工上存 在差别 ， 因此 因地 制 宜地 开展这方 面 的研 究是 非常 有必要 的 。笔 者所 在 公 司是杭州 市排水 沥 青 设计 与 施 工试 点 单 位 ， 在 这 方 面积累 了一些 经 验 。对 于杭 州 这个 多 雨 地 区 ， 排 水沥 青 的使用 在技 术上是 一种 非常好 的选择 。本 文 主要 对排水式 沥 青在 机 场路 整治 工 程 ( 天 城 路一 麦 庙港段 ) 的 施 工 技 术 和工 艺进 行 探 讨 ， 该 工程 的一 些数据 为今后 城市新 型沥 青路 面工程 的施工 和验收 提供 了一定 的数据及 技术 方法 。 1 工 程概 况及 路 面 结 构 设 计 机场路 整治工程 ( 天城路一麦 庙港段 ) 地 处杭州 市繁华地带 ， 车辆 进 出繁忙 ， 主要 是对 现状 机场 路进 行优 化。压缩现状人行道及绿 化带 ， 改造非 机动车道 为辅道 ， 由于原机 场路 在 1 9 9 8年进 行过 的改造 是在 原有路面上进行 罩 面、 拼宽 ， 因此 路面 结构 相对 比较 复杂 ， 此 次使用 的排水式 沥青 混凝 土路 面 ， 主要 是在 辅道及 快 车 道 处 ， 具 体 改 造 后 的设 计 路 面 结 构 见 表 1 。 在设计 面层 厚度 时 ， 由于排 水 沥青 混凝 土路 面 内连通 孔隙 中在传播过程 中发 生膨胀 和扩 张 ， 以及路 表非 连通孔隙的空气弹簧作用下 ， 使 噪音能转 换为热 能而削减 ， 加上其 混合料 表 面 的构造 ， 使噪 音声 波发 生漫反射 ， 使噪 音 明显 降 低。排水 沥 青 的面层 越厚 ， 孔隙率越大 ， 降 噪效果越 好 ， 但 考 虑排水 沥 青 的成本 较大 ， 再 综合考虑 其经 济性 和功 能性 两方 面 的 因素 ， 以杭州市 以往工程经验来确定其厚度 。 收 稿 日期 ： 2 0 1 1 —0 1 —1 1 作者简 介： 赵 国良( 1 9 6 8 一)， 男 ， 浙江杭州人， 工程师 ， 从事建筑工程项 目管理工作 。 第 3期 赵国良等： 杭州机场路整治工程排水沥青的设计及施T技术 5 l 表 l 设 计 路面 结构 ( 以机 动 车 路 面 结 构 为 例 ) 结 构层 名 称 高粘度 改性透水沥青混凝土 ( O G F C 一 1 3 ) ／ c m 改 性 乳 化 沥 青 封 层／ ( L ／ m ) 中粒式沥青混凝土( AC 2 0 C) ／ c m 粗粒式沥青混凝土( A C 2 5 C) ／ c m 乳化 沥青封底 玻纤 隔栅 6 ％水泥稳定碎石／ c m 厚 度 O．5 l 5或 者 4 5 ① ①厚度视设 计路 面及原路面高差而定 2 oGF C- 1 3排水沥青路面配合 比设计 排水 式 沥 青 混 合 料 ( O p e n ． g r a d e d a s p h a l t m i x — t u r e s ) 又称 开级 配沥青 混合 料 ， 矿料 级配 主要 由粗 集 料嵌挤 组成 ， 细集 料 及 填 料 较 少 ， 设 计 孔 隙 率 1 8 ％ ～ 2 2 ％ 的混 合料 。 由于排 水式 沥青 混合料 不 同于 以往 的沥青 混 合 料 ， 骨料 粒 径非 常粗 ， 混合 物成 形后孔 隙 率又 非常 之 大 ， 故沿 用 以往 的马 歇 尔稳 定 性 试 验 进 行 调 配 设计 的方法来 设计 沥 青 的 决 定 量是 不 妥 的。 因此 ， 在排 水 性沥青 混 合料 的调 配 设 计 中 ， 先 满 足 作 为 目标 的 孔 隙率 ， 并 从重 视耐 久性 的观 点 出发 ， 要按 沥青 成膜 厚度 容许 范 围的最 大 值 来 决 定 沥 青 的设 计 量 ， 由此 根 据混合 料 的析漏 试 验 来 确 定 沥 青设 计 量 ， 然 后 再 根据 密度 试验 、 马歇 尔稳 定性 试验 、 透水 性试 验 以及 车辙试 验 来最 终决 定 沥 青 设 计 量 。本 次 工 程 中 ， 选 择 的沥青经 测试 均符 合 J T J 0 5 2 — 2 0 0 0标 准 中对 高 粘 度改性 沥青 的质 量 要 求 ， 具 体见 表 2 。通 过 对 沥 青 原材料 的检 测结 果 以及通 过对 工程设 计 级配 范 围 内 设 计供优 选 的不 同级 配 和沥 青 用 量 分 别进 行 试 验 ， 最终 确定 的 配合 比见表 3 。 表 2高粘度改性沥青物理性能检测数据 表 3透 水 沥 青 路 面 配 合 比 设 计 从上 述配 合 比可 以看 出 ， 排 水沥青 的材料构 成 ， 与 密级 配沥青 混凝 土 的材 料 构 成 存 在很 大 的差 别 ， 这是 由排 水沥 青 的特 点 决 定 的 ， 大 孔 隙率 是 排 水 沥 青 的特点 ， 因此 混合 料 由大量 的粗 集料 组成 ， 在 细集 料含 量不 足 的情况 下 ， 粗 集 料 之 间 的孔 隙得 不 到 充 分 的填 充 ， 混合 料经 施 工 碾 压 后 其 内部 仍 具 有 较 大 的孔 隙率 而具备 排 水功 能 。另外 由于 粗骨料 也具 备 不 同粒 径 的合理 搭 配 ， 这 是 因为 如 果 粗骨 料 单 一 粒 径 化 ， 颗 粒排 列 容 易 比较 规 则 ， 使 它 在 承 受 荷 载 时 ， 容 易沿 一平 面或 者 直 线 方 向滑 移 ， 形 成 骨 架 结 构 中 的薄弱环 节 ， 另外 也容 易 降低 颗粒 的互 锁效应 。 然后 用按 此 比例 拌制 的沥 青混合 料进 行 马歇 尔 实 验 ， 测 定 的数据 见表 4 。 表 4沥青混合料检测 结果 3 施 工 技 术 在室 内试 验 和生 产 配合 比设 计 后 ， 再进 行 试 拌 成功 ， 开始 进行 现场 的施 工 。 3 ． 1 施 工 准 备 摊 铺 前 ， 对基 层 即 中下 面层 进 行 一次 工 程 质 量 检查 和验 收。特 别 是 下 卧层 不 能 污 染 ， 因为 排 水性 沥青 面层 与下 卧层 的粘结 面积 本来 就 比普通 沥青 面 层少， 下卧层的清洁状况对粘结的影响就更为突出。 下卧层 如果 已被 污染 ， 立 即采 用人 工清 洗或铣 刨 ， 然 后 撒铺 改性 乳化 沥 青 作 为粘 结 层 兼 作 防 水 封层 ， 撒 铺 量宜 为0 ． 5 L ／ m ， 后再 行实 施下 道工 序 。 3 ． 2拌 制 与 运 输 排 水式 沥青 混合 料 的 生 产与 运 输 可按 我 国《 公 路 沥青 路 面施 工技 术 规 范 ( J T G F 4 0 ． 2 0 0 4) 》 中 的相 关要 求 进行 。排 水 性 沥青 混 合 料 由于 细集 料较 少 ， 孔 隙率 较大 ， 运输 和摊 铺过 程 中热量 散失 快 ， 因此排 水式 沥青 混合 料各 时 间的 温度 比普通 沥青 及改 性沥 5 2 浙江建筑 2 0 1 1 年第 2 8 卷 青要高。三种材料施工时各 时间的温度对 比， 具体 见表 5 。本次 施 工 当沥青 温度 不 到 规 定 时 ， 则 加 热 到达规定 温度才 给 予 施工 。 为使 搅 拌充 分 ， 也 可适 当地 延长拌 和 时 间 ， 比普 通 料 延 长5 S ； 同时将 拌 缸 的充盈率 降低 2 0 ％ ～ 3 0 ％ 。 表 5 不 同材 料 施 工 时各 时 间 的温 度 对 比 3 ． 3摊 铺 与 压 买 本 次摊铺 采用 机械摊 铺 ， 不 宜人工 修整 ； 摊 铺速 度控制 在3 m ／ m i n 左 右 。碾 压 按 初压 、 复压 、 终 压 的 程序进 行 ， 碾 压 时 ， 初压 速 度 宜控 制 在2 k m ／ h ， 温 度 应 控 制 在 1 6 0℃～1 4 0℃ ； 复 压 速 度 宜 控 制 在 3 k m ／ h ； 终压 速 度 宜 控 制 在2 k m ／ h ， 温 度 应 控 制 在 9 0℃ ～ 7 0℃ 。碾压 时 ， 应记 录混合料 的测试 温度 。 由于 排水 沥青 接 缝处 不 允许 重 叠 ， 应在 纵 向接 缝处铺 设成梯 形 ， 确 保两侧 接缝 密度相 同 ， 面层 粘合 牢 固。纵 向接 缝采用 热接缝 。横 向接缝 下层采 用斜 接 ， 上层 采用垂 直接 。 为 了充分 发挥 排 水 功能 ， 在设 计 时设 置 了通 道 及排水 沟把水 迅速排 出 ， 具 体排 水 边 沟形式 见 图 1 。 本次通 道 ( 盲 沟 ) 中采 用油 毡 及透 水管 ， 透 水 管为 镀 锌钢管 ， 壁厚8 m m， 环 向钻 孔 ， 每 个截 面 7个 6 mm 孑 L 洞 ， 钻 孔截 面纵 向间距3 0( 3 m。因此施 工 时在铺 筑 面层 时需要对 透水 管 进行 保 护 ， 避 免沥 青 混合 料 堵 塞透水 管孔 眼 ， 确保雨 水顺 利排 出 ， 两侧 的排水边 沟 需满足设 计所 需 要 的斜 度 。碾 压完 以后 ， 等油 温 降 至大气 温度 时 ， 就 可 开放 交 通 。 由于此 次 实施 道 路 施工 ， 在 交通组 织上 为 第一 阶段及 第 二 阶段半 幅 封 闭路面施 工 ， 为 了保证 质量 ， 尽 量等 路面足 够坚硬 后 才进行 施工 。 图 1 排 水 边 沟 结 构 示 意 图 3 ． 4 质量 检验 工程 完 工后 ， 需 要 对该 工程 进 行相 应 的质 量检 验 。我 国的 C J J 1 — 2 0 0 8和《 公 路 沥 青 路面 施 工 技术 规 范 ( J T G F 4 0 — 2 0 0 4 ) 》中对 普 通 沥 青路 面各 结 构层 均 有质量 检验及验 收标 准 ， 除 排水 性 沥 青 面层 的指 标外 ， 其他 均可 套用 我 国相关 的标 准 。另外 特 别针 对排水沥青的质量检验指标有压实度、 孔隙率与渗 水 系数等 ， 这些主要是根据 日本方 面的经 验以及 杭州 市 “ 一纵三横 ” 道路 整治工 程排水 式沥青 混凝 土面层 ( c j s 0 1 2 0 0 5) 技术 规定中在实践基础上提 出的。 该工程 于 2 0 0 8年 8月 排水沥 青路 面完工 ， 完工 后 的路面状 况非 常好 ， 至今 无 车 辙 、 无 飞散 等病 害 ， 排水 效果 良好 。 4 结 语 通 过 工程 实 际操 作 ， 不仅 从 实 践上 对排 水 式沥 青 的施 工技 术进行 了验证 、 检测 和分析 ， 而且 为今后 城 市这类路 面基层 材料 的应用研 究和 施工技 术 的完 善提 供 了一 些借鉴 。形成 的结论 如下 ： ( 1 ) 对机 场路整 治工 程 的排 水 沥青 进行 了配合 比设计 ， 总结 了施 工 工艺 、 质 量 控 制方 法 等 ， 证 明排 水沥 青混合 料结构 与材料设 计 方法是 可行 的。并指 出了各施工 环节应 注意 的主要 问题 。 ( 2 ) 最终 完工后 的排 水式 沥 青路 面 和普 通 沥青 相 比具有表 面粗糙 ， 构造 深 度大 ， 抗 滑 性 能 高 ， 透水 性 能好 ， 降 噪等优 点 ； 完 全 达 到 了雨 天道 路 不积 水 ， 车辆行 驶时 不会产 生溅水 和水雾 等现象 。 ( 3 ) 该工程 的相关 数 据为 今 后杭 州 市制 定相 应 的排水 沥青设 计和 施工规 范 ， 提供 了有 益 的参 考 。