ATPB排水基层的要求.doc

透水基层：
透水性沥青路面的基层主要考虑透水性能、承载力状况以及水稳定性，特别是水稳定性，要保证在设计的储水时间内强度改变不大，或者处于可以接受的范围之内，否则需重新设计。因此，透水基层设计时一般需要满足四个方面的要求:
（1） 具有足够的渗透能力，在规定的时间内能够排出进入路面结构内的雨水；
（2） 具有一定的稳定性支撑路面的施工操作；
（3） 足够的储水能力暂时储存未排出的雨水；
（4） 具有足够的强度以满足路面结构的总体性能。
美国CA研究认为，透水性沥青路面的基层不但应具有透水功能，而且应具有一定的储水能力。基层厚度根据渗透速率、储水需求和设计降雨量而定，一般规定基层厚度为18-36英寸。美国透水路面基层的集料级配如表：
表 美国透水路面基层参考级配

筛孔尺寸（英寸）
2.5
2
1.5
1
0.5
通过率（%）
100
90～100
35～70
0～15
0～5

透水基层材料一般包括处治集料和未经处治集料。无论是处治集料和未经处治集
料，对集料的性能要求很高，应选用洁净、坚硬而耐久的碎石，压碎值不应大于30%，特别对磨耗值有更高的要求。长期观测表明：未处治多孔隙材料基层大大促进了路面结构内部透入水的排出，减少了路面卿浆、错台等损坏现象，从而改变路面的使用性能。但是，未经处治的碎石集料在施工过程中变异性较大，易出现离析和推移变形，因此作为透水基层时应慎用。处治集料基层为了保证稳定性，一般使用沥青或水泥作为胶结料，由于有粘结材料加入，透水性能增强。具体说来，透水基层材料包括开级配沥青稳定碎石（ATPB）、大粒径透水性沥青混合料（LSPM）、透水性良好的级配碎（砾）石、多孔透水混凝土基层、水泥稳定碎石透水基层（CTPB）等。本文主要研究的是开级配沥青稳定碎石（ATPB）和大粒径透水性沥青混合料（LSPM）所形成的柔性基层。

沥青稳定碎石透水基层以ATPB
表 美国NAPA&FHWA推荐的ATPB厚度
沥青稳定碎石透水基层具有更开的级配，渗透能力和稳定性更好。由于细集料含量少，沥青用量不能太多但沥青用量过少，又易出现剥落、耐久性和稳定性问题。因此，沥青用量应在不出现析漏的前提下尽可能高一些，通常为2.5%-4.5%。沥青稳定碎石透水基层在美国使用最多，经验也最为丰富。美国工程实践中，ATPB的厚度一般为3.5-4.2in （8.9-10.7cm）。美国NAPA&FHWA联合出版的文献 《HMA pavement mix type selection guide》推荐了不同公称最大粒径的ATPB厚度如表:
最大公称粒径（mm）
最小厚度（cm）
最大厚度（cm）
12.5
2.5
5.0
19
3.75
7.5
25
5.0
10

筛孔尺寸（mm）
25
19
12.5
9.5
4.75
2.36
0.075
通过率（%）
100
90～100
35～65
20～45
0～10
0～5
0～2
《公路排水设计规范》（JTJ018-97）条文说明中给出了2种参考级配，其中一种级配的渗透系数为4500m/d（表所示）。
公称最大粒径19mm的ATPB级配

根据交通部公路科学研究院刘振清等人的研究，影响ATPB-20混合料空隙率的第一关键因素是。，第二关键因素是。，并推荐了合理的级配(表
筛孔尺寸（mm）
通过率（%）
筛孔尺寸（mm）
通过率（%）
26.5
100
2.36
7～22
19
90～100
1.18
3～15
16
73～90
0.6
2～12
13.2
53～78
0.3
1～10
9.5
31～48
0.15
0～9
4.75
14～32
0.075
0～6
表 公称最大粒径20mm的ATPB合理级配范围

对于ATPB-25混合料矿料级配范围，我国《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004推荐了其级配范围(表)
筛孔尺寸（mm）
通过率（%）
筛孔尺寸（mm）
通过率（%）
31.5
100
2.36
0～3
26.5
80～100
1.18
0～3
19
60～100
0.6
0～3
16
45～90
0.3
0～3
13.2
30～82
0.15
0～3
9.5
16～70
0.075
0～3
4.75
0～3

表公称最大粒径25mm的ATPB级配范围

规范所给级配范围过宽，虽然满足透水要求，但是其稳定性和耐久性大打折扣；同时，应把每一筛孔的通过率范围变小，有利于实际应用。
刘振清等人也研究了ATPB-25混合料，认为影响该混合料空隙率的第一关键因素是，第二关键因素是，并且给出了合理级配范围（表）。
表公称最大粒径25mm的ATPB合理级配范围

筛孔尺寸（mm）
通过率（%）
筛孔尺寸（mm）
通过率（%）
31.5
100
2.36
6～22
26.5
90～100
1.18
3～15
19
72～92
0.6
2～12
16
58～85
0.3
1～0
13.2
48～75
0.15
0～9
9.5
29～60
0.075
0～6
4.75
12～33

透水垫层和隔水层
透水垫层介于透水基层与土基之间。可改善土基水温状况，提高路面结构的水稳性和抗冻胀能力，并扩散荷载，减小土基变形，扩大渗透面积，提高透水能力，还可以作为反滤层，防止土基材料进入透水基层。
目前，透水垫层可采用粗砂、砂砾、碎石等透水性好的粒料类材料，通过0.075mm筛孔颗粒含量不宜大于5%；其厚度视具体情况而定，一般为150mm～200mm，重冰冻地区潮湿、过湿路段可为300-400mm。当土基受冻胀影响较小、且为渗透性较好的砂性土或者底基层为级配碎石时可不设垫层。
透水垫层一般选用开级配集料（砂或砂砾石），根据《公路排水设计规范》要求其级配应满足下面排水和反滤要求：
1）排水垫层集料在通过率为巧%时的粒径应不小于路基土在通过率为15%时粒径的5倍；
2）排水垫层集料在通过率为巧%时的粒径应不大于路基土在通过率为85%时粒径的5倍；
3）排水垫层集料在通过率为50%时的粒径应不大于路基土在通过率为50%时粒径的25倍；
4）排水垫层集料的不均匀系数（通过率为60%的粒径与通过率为10%的粒径的比值）不大于20。
对于土基渗透性较差的透水性沥青路面，为了保证土基强度不受透入水的影响，需在土基和基层或者垫层之间设置隔水层，因此，隔水层材料的选取及性能评价必须十分严格，一般说来有如下要求:
1）不透水，在雨水的长期浸泡下保持良好的不透水性，在任何情况下都不透水是隔水层材料首先必须满足的；
2）耐久性、耐老化性要好，材料的弹性、韧性、强度不能在水、热、微生物以及氧的作用下快速老化；
3）施工的简易型，材料适应温度范围广，工艺简单、方便，在普通机械作用下不易被破坏。

4.5隔离层
透水基层与土基之间需要设置隔离层。隔离层通常由小颗粒集料或者土工织物构成，主要有三点作用:
1）防止细粒通过泵吸作用使土基颗粒进入基层或底基层；
2）为透水基层和其它层提供稳定的施工平台；
3）分散传至土基的荷载，使其不产生过量的变形。
研究表明，根据施工要求小颗粒集料隔离层的厚度为4-12英寸（10cm-30cm）。
小颗粒集料隔离层
密级配隔水层的典型级配如表4.22所示。其中，0.075mm的通过率最大为12%，不均匀系数为20-40。

筛孔尺寸（mm）
37.5
19
4.75
0.6
0..075
通过率（%）
100
95～100
50～80
20～35
5～12

，
为了确保小颗粒集料隔离层能阻止土基细料上移，进而影响透水基层，隔水层粒料应满足以下要求: