降噪排水沥青路面技术 PPT课件

降噪排水沥青路面技术 2020 4 7 1 主要内容 工程应用 6 2020 4 7 2 1开发背景与研究现状 1 1开发背景 2020 4 7 3 21世纪以来 缺乏环保意识的经济发展模式和基础设施建设方式使自然环境问题变得愈来愈突出 与此同时 人们对生活质量的要求却愈来愈高 国家也提出了建设资源节约 环境友好 两型 社会的发展方向 城镇化与城市发展成为国家中长期科技发展纲要的主要研究领域 城市基础设计功能提升成为该领域研究的重要课题 1开发背景与研究现状 1 1开发背景 2020 4 7 4 在我国城市化的进程中 道路交通基础设施建设和维护过程中面临着人与自然的和谐 交通安全与效率 环境污染 人居条件等突出问题 传统的密实型路面一方面满足了车辆和行人的通行要求 但另一方面带来了与节能环保等社会发展方向相悖的系列问题 1开发背景与研究现状 1 1开发背景 2020 4 7 5 目前城市道路存在的问题 城市地下水得不到补充绝大多数的城市道路 广场 商业街 步行道 停车场 小区和公园道路广泛使用密级配沥青混合料 水泥混凝土和花岗岩 大理石等材料 城市地表逐渐被不透水面层覆盖 地面潜水面 图华东 苏锡常地区 地下水漏洞 图城市地下水漏斗 城市地下水得不到补充 损害了城市的水平衡影响了城市地表植物的生长破坏了城市地表的生态平衡地层下陷 1开发背景与研究现状 1 1开发背景 2020 4 7 6 目前城市道路存在的问题 城市地下水得不到补充 图官厅水库库区附近的池塘干涸 北京地下水现状 1999年 12米 2010年 24米 2014年后 30米 深度 北京市近年北京平均每年缺水在4亿立方米左右 除异地调水之外 北京市供水大部分来自地下水 接近供水总量的三分之二 开采超采地下水已维持多年 由此造成大面积地面沉降 形成了2650平方公里的沉降区 而现在北京建成区的面积才1040平方公里 1开发背景与研究现状 1 1开发背景 2020 4 7 7 目前城市道路存在的问题 城市地下水得不到补充 上海地下水现状 上海市由于地下水开采后得不到补充 导致全市平均沉降速率增至约10毫米 年 对城市防汛安全造成严重影响 海水回灌 经济损失初步估算已超过3000亿元人民币 西部地区 著名的陕西西关中平原的地下水位持续下降 形成一巨大漏斗状 千年古城西安地面沉降面积已达158平方公里 在华北地区 地面沉降则成为天津重要的自然灾害 在长江三角洲 由于地下水空洞 苏州 无锡 常州地面沉降的速度比上海还快 如果任其发展 将会带来灾难性的后果 广州 深圳 昆明 1开发背景与研究现状 2020 4 7 8 1 1开发背景 目前城市道路存在的问题 雨天行车不安全 雨天行车 表面致密的路面在雨天不能及时排水 路表水膜或路面积水 容易出现水漂 水雾 增大了交通事故发生率 1开发背景与研究现状 2020 4 7 9 1 1开发背景 目前城市道路存在的问题 加重城市内涝灾害 2007年7月18日 山东济南突降大暴雨 全市道路交通瘫痪 出现大面积水浸 直接经济损失达12亿元 2008年6月13日 深圳市遭遇的大暴雨 造成数十万人受灾 全市形成1000多处内涝水浸 近万家企业被迫临时停业 直接经济损失超过5亿元 2008年8月25日 上海市的暴雨造成中心城区160多条马路严重积水 超过1 3万户民居进水 徐家汇等地一度交通严重拥堵 2010年6月13日以来 我国出现多次强降雨过程 导致包括北京在内的全国多个城市内涝频发 直接经济损失197 3亿元 暴雨内涝 1开发背景与研究现状 2020 4 7 10 1 1开发背景 目前城市道路存在的问题 道路交通噪声日益严重 噪声会损害人的身体健康在高噪声条件下工作的人们 患高血压 动脉硬化和冠心病的发病率比低噪声条件下高2 3倍 噪声会影响人们的正常生活和休息一般来说 40dB的连续噪声可使10 的人睡眠受到影响 70dB可使50 的人受到影响 而突发性噪声在40dB时可使10 的人惊醒 到60dB时 可使70 的人惊醒 噪声还会带来经济上的严重损失有资料表明交通噪声每升高1dB 土地价格就会下降0 08 1 26 平均降低0 9 左右 我国不少城市噪声危害程度 已接近或超过世界著名的吵闹城市东京 2002年我国对325个城市道路交通噪声监测结果表明 4 9 的城市道路交通声环境污染严重 17 2 的城市属于中度污染 64 3 的城市属于轻度污染 1开发背景与研究现状 2020 4 7 11 为落实科学发展观 促进沥青路面的全面 协调与可持续发展 创造绿色和谐的人居环境 改善城市道路目前以不透水铺装为主要路面形式的单一局面已刻不容缓 因此 开展排水降噪沥青路面技术开发 推动排水性沥青路面的应用具有重要的现实意义 1 1开发背景 1开发背景与研究现状 2020 4 7 12 1 2研究现状 1 厂拌封层 空隙率 12 15 2 OGFC 空隙率 15 17 3 新一代OGFC 空隙率 18 22 美国 主题词 抗滑 1开发背景与研究现状 2020 4 7 13 1 2研究现状 美国20世纪70年代后期开始进行研究 通过在碎石层上铺筑透水沥青混合料 使降雨在路面上可以直接下渗 80年代初期在透水路面中引入了土工织物 土工布等过滤材料 广泛推广于各类商业和工业区道路 住宅区道路 学校 图书馆甚至网球场 土基 土工织物 碎石储水层 细的级配碎石 透水沥青路面 未铺路面的碎石边缘 2020 4 7 14 1开发背景与研究现状 1 2研究现状 美国的马里兰州 典型的透水路面结构包括表层透水沥青料 过滤层 储水层 底基层和土基 美国 1开发背景与研究现状 2020 4 7 15 1 2研究现状 美国西南部的亚利桑那州 Arizona 透 排 水路面的应用也比较广泛 典型路面结构与美国其它州略有不同 面层为6英寸 15cm 厚的开级配沥青混合料 基层为6英寸 15cm 厚的开级配沥青处置基层 相当于开级配的ATPB 底基层为8英寸 20cm 的开级配碎石层 并且根据降雨量的不同考虑是否设置路面内部排水管道 美国 在美国的菲尼克斯 Phoenix 和波特兰 Portland 透 排 水沥青路面已经应用于城市道路 1开发背景与研究现状 2020 4 7 16 在新加坡 透 排 水路面依据实践经验采用5mm作为面层 而储水基层的厚度依据储水需求采用有限元进行排水设计时确定具体值 在此典型路面结构中 储水基层和表面层之间设置具有一定强度的网格型土工织物 目的是进一步加固表面层 提高路面的承载力和面层抗车辙能力 在储水基层和土基之间设置土工织物层用来防止土基细颗粒进入储水基层 1 2研究现状 新加坡 1开发背景与研究现状 2020 4 7 17 主题词 生态 日本 1 2研究现状 排水性沥青路面 保水性沥青路面 透水性沥青路面 2020 4 7 18 1开发背景与研究现状 1 2研究现状 日本 20世纪70年代后半期 为了解决 因抽取地下水而引起地基沉降 等问题 采取了 雨水的地下还原 对策 20世纪80年代初期日本建设省推行 雨水渗透计划 日本排水性铺装广泛应用于高速公路 城市道路 公园 广场 停车场 运动场等 1开发背景与研究现状 2020 4 7 19 1 2研究现状 主题词 降噪 欧洲 1开发背景与研究现状 2020 4 7 20 1 2研究现状 欧洲 法国最早于20世纪60年代初期进行了初步试验研究 从1977年开始作为重点研究项目展开系统研究和广泛应用 大面积应用是从1977年开始的 在1988年以前 每年的铺筑量在50 80万m2之间 且仅用于高速公路 从1989年起 这项技术在其它公路的路面铺筑中也开始使用 如 国道 省道 城区快车道等 双层多孔排水路面 荷兰 丹麦 比利时等采用双层排水沥青路面 上层采用的粒径为4mm 8mm 下层使用的粒径则为11mm 16mm 总铺筑厚度为70mm 两层材料压实后空隙率均超过20 上层具有过滤大颗粒尘土的效果 落入路面空隙内的尘土则因下层空隙较大 而自然被水流冲出 仍具有自清空隙的效果 维修时一般只要将表层铣刨掉 保留下层 这样可以减少维修工作量 双层排水性沥青路面具有更好的降噪功能 约可降低5 6dB 适合于城市道路 尤其是城市道路 学校以及住宅区 1开发背景与研究现状 2020 4 7 21 1 2研究现状 世界上强制使用排水性沥青路面的国家 日本美国佐治亚州欧洲的比利时 荷兰等 OGFC与PAC的差异 1开发背景与研究现状 2020 4 7 22 1 2研究现状 第一条主线 学习美国 减少交通事故 第二条主线 学习欧洲 改善城市环境 学习日本 引进排水性沥青路面 国内 1开发背景与研究现状 2020 4 7 23 2002年西安咸阳机场高速 2006江苏盐通高速 2006浦东外环线 2007山东威乌高速青岛连接线试验段 2008宁杭高速 二期 2009年西安咸阳新机场高速 2009年北京京通快速北侧辅路 2009浦东中环线 1 2研究现状 2降噪排水沥青路面结构及特点 2 1降噪排水路面结构 2020 4 7 24 排水性沥青路面 由透水性沥青混合料修筑 路表水可进入路面横向排出 或渗入至路基内部的沥青路面总称 透水性沥青路面 PermeableAsphaltPavement透水沥青混合料 PermeableAsphaltConcrete mixture PAC 多孔沥青混合料 PorousAsphaltConcrete mixture 2降噪排水沥青路面结构及特点 2 1降噪排水路面结构 环保型降噪排水沥青面层 无砂混凝土 级配砾石 软式全透型透水管D 100mm 防水土工布 图2 1降噪排水沥青路面排水结构示意图 国内降噪排水沥青路面结构如右图所示 在上面层采用OGFC材料 其实质为单一粒径碎石按照嵌挤机理形成骨架 空隙结构的开级配沥青混合料 经压实的磨耗曾的孔隙率保证不小于20 沥青混凝土面层内部形成降噪排水的通道 采用这种多孔隙沥青磨耗层 还改善了路面的抗滑性能 2020 4 7 25 2降噪排水沥青路面结构及特点 图2 2排水性沥青路面 2020 4 7 26 2 1降噪排水路面结构 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 27 2 1降噪排水路面结构 透水基层 透水性能承载力水稳定性足够的渗透能力 尽快排干进入路面结构内的雨水 足够的稳定性支撑路面的施工操作 足够的储水能力暂时储存未排出的雨水 足够的强度以满足路面结构的总体性能 级配碎石透水基层 多孔水泥混凝土基层 多孔水泥稳定碎石透水基层 CTPB 大空隙沥青稳定碎石透水基层 ATPB 大粒径透水沥青混合料基层 LSPM 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 28 2 1降噪排水路面结构 透水垫层 过滤层 通常由粗砂 小颗粒集料或者土工织物构成 具有过滤功能和足够的透水能力 防止土颗粒通过泵吸作用进入基层或底基层 改善路基温湿特性 为透水基层和其它层提供稳定的施工平台 分散传至土基的荷载 使其不产生过量的变形 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 29 2 2降噪排水路面材料及要求 多孔的透水路面材料与密实型沥青混合料在材料组成上存在较大差异 透水沥青混合料集料组成特点 4 75mm粗集料用量多 3 5mm集料用量少 透水沥青混合料集料组成比例 PAC 13粗集料 5 15 85 细集料 0 3 5 10 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 30 2 2降噪排水路面材料及要求 密实结构 骨架空隙结构 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 31 2 2降噪排水路面材料及要求 透水性沥青混合料 PermeableAsphaltConcrete PAC 是一种典型的骨架 空隙结构 粗集料用量大 约占集料总质量的85 集料之间的接触面积减少了约25 接触点的应力高 因此 骨料的性质 形状 粒度及级配等都会对混合料的性能和功能产生很大影响 在进行沥青混合料设计时 对集料和沥青的选择就显的尤为重要 点接触 点接触 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 32 2 2降噪排水路面材料及要求 透水沥青混合料特点及对沥青的要求 沥青 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 33 2 2降噪排水路面材料及要求 沥青 确保透水沥青混合料中集料与集料之间具有良好的黏结力 高黏度改性沥青 高黏度改性沥青的技术要求 湿法测试 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 34 2 2降噪排水路面材料及要求 沥青 国内外用于透水沥青路面的沥青 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 35 2 2降噪排水路面材料及要求 国内外的高粘度沥青产品 沥青 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 36 2 2降噪排水路面材料及要求 粗集料 粗集料技术要求 空隙率 级配 飞散 水稳定性 高温性能 低温性能 力学性能等 针片状颗粒含量影响级配和空隙分布 混合料的力学性能 多采用颗粒形状良好的玄武岩 辉绿岩 角闪岩等 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 37 2 2降噪排水路面材料及要求 通过采用消石灰替代矿粉 可以提高改善集料与沥青胶浆的黏附性 粗集料 粗集料磨光值及与沥青的黏附性 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 38 2 2降噪排水路面材料及要求 细集料 透水沥青混合料所用的细集料一般是指0 075 2 36mm部分的集料 应采用破碎的机制砂 因为机制砂洁净 棱角性好 有相当好的粗糙度 混合料抗车辙能力强 细集料技术要求 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 39 2 2降噪排水路面材料及要求 矿粉 透水沥青混合料的矿粉宜采用石灰岩矿粉 技术要求应符合现行行业标准 公路沥青路面施工技术规范 JTGF40的规定 提高混合料高温稳定性和抗飞散性能 可采用干燥的磨细消石灰粉或生石灰粉 水泥作为填料的一部分 其用量宜为矿料总量的1 2 2降噪排水沥青路面结构及优点 2 3降噪排水沥青路面的优点 2020 4 7 40 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 41 2 3降噪排水沥青路面的优点 1 减小洪峰流量 减轻城市排水系统压力 透水性沥青路面由于自身良好的透水能力 使径流曲线平缓 峰值降低 可使洪峰流量减少80 左右 可有效缓解城市排水系统的泄洪压力 有利于缓解城市内涝 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 42 2 有效补充地下水资源 2 3降噪排水沥青路面的优点 依据材料 土质类型以及降雨量等条件设计合理的透水性沥青路面可以使雨水通过透水沥青路面渗入路基 雨水经路面直接渗透减少了地面径流 同时经过路面和土壤的截留 吸附 生物降解等作用后 雨水中的溶解性污染物和某些重金属离子被去除 成为水质相对较好的地下水补充水源 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 43 2 3降噪排水沥青路面的优点 3 显著提高道路的生态环保效益 透水沥青路面可将雨水直接渗入地下 而不是经排水系统排入河 湖 雨水通过土层的过滤还可以得到净化 并且能明显恢复土壤中的水分 调节大气湿度 利于植物 特别是树木的生长 同时可以维持地表水压的平稳 自然补充地下水资源 可以有效缓解城市不透水硬化地面对于城市水资源的负面影响 透水性路面以其本身良好的生态环境效益被誉为 会呼吸的 地面铺装 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 44 2 3降噪排水沥青路面的优点 4 降低车辆行驶产生的噪音 创造安静舒适的城市道路交通环境 行车噪声是由轮胎与路面间空气的抽吸与压缩 轮胎在路面上的振动产生的 排水性沥青路面在很大程度上消除了空气的抽吸与压缩 因此起到了降低噪声的作用 排水沥青路面降噪效果 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 45 2 3降噪排水沥青路面的优点 4 降低车辆行驶产生的噪音 创造安静舒适的城市道路交通环境 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 46 2 3降噪排水沥青路面的优点 5 缓解城市热岛效应 有效降低路表温度 透水沥青混合料面层的导热率较普通沥青混凝土要低 可起到隔热层 insulatingcourse 的作用 且多孔构造的透水性路面在雨后 路面结构被水分充分浸润后 土基以及垫层中丰富的毛细水通过自然蒸发 能够显著降低道路表面温度 在相同的太阳辐射强度下 路表温度在持续11个小时后不超过45 如果路面结构的空隙率在20 左右 路表温度大体维持在35 40 而传统密级配沥青混凝土路面在相同条件下的路表温度大体为60 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 47 2 3降噪排水沥青路面的优点 5 缓解城市热岛效应 有效降低路表温度 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 48 6 有效改善道路行驶的安全性和舒适性 2 3降噪排水沥青路面的优点 透水性沥青路面雨天路面无积水 可保证轮胎与路面之间有良好的附着力 大大改善了路面的抗滑性能 防止水漂事故的发生 同时可减少车辆后方溅水和喷雾 改善了行车条件 提高雨天行车的能见度 密级配沥青路面与透水性沥青路面雨天行车水雾和路表积水对比 2降噪排水沥青路面结构及优点 2 3降噪排水沥青路面的优点安全性 雨天路面不积水 无水膜 无水雾 抗滑性好 视觉效果好 大幅度提高了雨天行车的安全性 加之排水路面无积水 大大降低了车辆的漂滑现象 保证了行车的安全性 2020 4 7 49 2降噪排水沥青路面结构及优点 2020 4 7 50 2 3降噪排水沥青路面的优点 6 有效改善道路行驶的安全性和舒适性 表面空隙率大 粗糙 抗滑性能好 排水性沥青路面与普通路面对比 2降噪排水沥青路面结构及特点 2020 4 7 51 2 3降噪排水沥青路面的优点 路面构造深度和抗滑性能显著提高 道路安全事故大幅降低 圣安东尼奥SanAntonio数据 道路交通安全事故统计 2降噪排水沥青路面结构及优点 2020 4 7 52 7 改善路面的视觉性能 2 3降噪排水沥青路面的优点 由于透水沥青路面表面粗糙 易于形成漫反射 在白天可以防止阳光耀眼 在夜晚能减缓对向车灯的眩目 从而可大大降低道路交通事故发生率 具有良好的社会经济效益 普通路面 排水路面 2降噪排水沥青路面结构及优点 2020 4 7 53 2 3降噪排水沥青路面的优点 8 提高车辆的燃油效率 透水沥青路面显著提高了路面的抗滑性能 增大了路面与汽车轮胎间的摩阻力 从而提高了车辆的燃油效率 2降噪排水沥青路面结构及特点 9 突破常规道路设计理念 提高路面性能降噪排水路面除了具有与密级配沥青路面相同的排水系统之外 为了大空隙渗入表面层以下的水 还要设置单独的排水系统 只是与常规密级配沥青路面在排水结构方面最大的不同点 单独排水结构的设置要与原有排水系统连接 沿道路纵向设置排水盲沟 渗水管 使渗入表面层的水通过透水管排到原有排水系统 由于单独排水系统设置在路缘石附近 因此要满足透水性和强度的双重要求 2020 4 7 54 2 3降噪排水沥青路面的优点 2降噪排水沥青路面结构及特点 10 施工质量要求高降噪排水沥青路面与普通沥青路面的施工工艺 施工设备基本相同 但是由于降噪排水沥青路面采用了大空隙沥青混合料 混合料中改性沥青的黏度较高 粗集料较多 因此路面的施工质量要求较高 在生产 运输 摊铺和碾压过程中要更加按照规范在中的有关规定执行 11 性价比较高降噪排水沥青路面通过选用优质的材料和配合比设计研究 在保证路用性能基础上实现降噪排水效果 成为从道路角度减少噪声污染的有效途径 具有很高的社会效益和环保效益 与其他降噪路面相比 其性价比较高 2020 4 7 55 2 3降噪排水沥青路面的优点 图3 1生产与施工流程图 降噪排水沥青混合料摊铺 材料准备 施工准备 材料准备 沥青 粗集料 细集料 填料 纤维 沥青混合料配合比设计 沥青混合料生产 检验 沥青混合料运输到现场 沥青混合料测温 整理下承层 测量放样 施工机具准备 排水盲沟施工 沥青混合料碾压成型 成品保护 工程质量检验 开放交通 3降噪排水沥青混合料配合比设计 2020 4 7 56 3排水降噪沥青混合料配合比设计 降噪排水沥青混合料配合比设计 目标配合比设计生产配合比设计生产配合比验证 2020 4 7 57 3降噪排水沥青混合料配合比设计 3 1目标配合比设计降噪排水沥青混合料集料级配范围如表3 1 目标配合比设计步骤如下 检验原材料的技术指标 在推荐的级配范围 根据期望的目标空隙率试配三种配比方案 使2 36mm筛孔通过率在中值范围 3 左右 利用理论计算法 根据沥青膜厚度和集料表面积预估沥青用量 不同沥青按不同膜厚计算 击实成型马歇尔试件 检验体积指标 主要是空隙率能否达到目标空隙率的要求 达到要求后再按 0 5 1 变化沥青用量 分别进行析漏试验 飞散试验确定根据最佳沥青用量 通常以沥青析漏试验的反弯点作为最佳沥青用量 而且析漏量一般不超过0 8 烧杯法 在此范围内再参照马歇尔试验的结果 选择合适的沥青用量作为最佳沥青用量 最后进行排水降噪沥青混合料性能检验 见表3 2 包括排水降噪能 抗水损坏性能 飞散试验与车辙试验等 2020 4 7 58 3降噪排水沥青混合料配合比设计 表3 1降噪排水沥青混合料集料级配范围 表3 2降噪排水沥青混合料设计技术要求 2020 4 7 59 3排水降噪沥青混合料配合比设计 降噪排水沥青混合料室内试验温度控制按下表所列 配合比设计时拌制沥青混合料需采用小型沥青混合料拌和机 以模拟生产实际情况 每组试件不少于5个 试件的配料 拌和均应单个进行 以确保试验的稳定性和一致性 表3 3降噪排水沥青混合料室内试验温度 2020 4 7 60 3排水降噪沥青混合料配合比设计 3 2生产配合比设计按目标配合比确定的各冷料仓供料比例上料 从二次筛分后各热料仓取样进行筛分 按目标配合比确定的合成级配曲线确定各热料仓的配合比例 同时 反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡 并取目标配合比设计的最佳沥青用量 最佳沥青用量 0 3 等三个沥青用量进行试拌 取各油石比试拌料进行析漏试验 飞散试验与马歇尔试验 考察析漏量与体积指标 根据结果可进行适当调整 2020 4 7 61 3排水降噪沥青混合料配合比设计 3 3生产配合比验证确定的生产配合比进行试拌 铺筑试验段 试验段长度不少于300m 取现场料进行马歇尔试验 析漏量试验 车辙试验 浸水马歇尔试验和飞散试验 根据抽提 筛分试验结果分析拌合楼对配比控制的准确性 对铺筑的试验路段进行有关性能测试 根据试验施工指标情况分析生产配合比的适用情况 确定摊铺机的操作方式 确定适宜的压实工艺与压实程序 以及施工缝的处理方式等 2020 4 7 62 4降噪排水沥青路面施工 4 1准备工作 1 原材料技术要求 表4 1高粘度改性沥青技术要求 2020 4 7 63 4降噪排水沥青路面施工 表4 2粗集料技术要求 当采用最大公称粒径为13 2mm的排水沥青混合料时 粗集料可采用规范S10与S12两种规格材料 在符合级配范围的条件下 也可以直接使用S11单一规格的粗集料 但对于S10与S11要求4 75mm的通过率较低 2020 4 7 64 4降噪排水沥青路面施工 表4 3细集料技术要求 细集料应洁净 干燥 无风化 无杂质 与沥青有良好的粘结能力 要求具有较好的颗粒形状 不得使用石屑 其质量应符合表4 3要求 规格上要求2 36mm的通过率大于98 细集料应采取专门搭棚防雨措施 2020 4 7 65 4降噪排水沥青路面施工 表4 4矿粉技术要求 填料要求采用石灰岩矿粉 干燥 洁净 进场矿粉应密闭保存 不得受潮 拌和机回收的粉料严禁使用 矿粉技术要求如表4 4所示 2020 4 7 66 4降噪排水沥青路面施工 采用的防水粘层材料为SBS改性乳化沥青 其技术要求如表4 5所示 表4 5SBS改性乳化沥青技术要求 2020 4 7 67 4降噪排水沥青路面施工 2 下面层渗水情况评价施工防水粘结层前应对下面层渗水情况进行评价 尤其是桥面 横缝 纵缝 距中间带路缘石和路肩边缘等薄弱部位 调查部位及方法按下表执行 表4 6渗水情况调查部位及方法 2020 4 7 68 4降噪排水沥青路面施工 3 防水粘结层施工1 防水粘结层施工准备材料应有出厂检测报告 进场前按前述要求检验 施工机械设备应使用高性能的沥青洒布车 不宜使用小型控压喷涂机 同时配备两台除尘机 下面层表面要求平整 干燥 干净 无任何松散石料 灰尘与杂质 2 防水粘结层施工如果下面层横缝 纵缝 中间带路缘石和路肩边缘附近部位 桥面等部分渗水系数大于50ml min 则先洒铺0 15 0 2kg m2的防水粘结层材料进行局部处理 然后再用0 3 0 5kg m2的防水粘结层材料进行全幅洒布 待防水粘结层材料完全破乳实干后才能进行上面层施工 具体施工控制要点有 2020 4 7 69 4降噪排水沥青路面施工 4 2降噪排水沥青混合料的拌制 1 拌和设备要求 采用大型间歇式沥青拌和机 要求配有二级除尘设备 并能准确控制矿料 沥青的加入量和时间 对应于实验室使用的4 75mm与2 36mm方孔筛 拌和机二次筛分的振动筛网宜配置对应筛网 通常为5mm筛与3mm筛 本工程采用高粘度沥青添加剂 拌和锅应设投料口 应采用自动装置添加 计量准确 保证投放沥青用量添加精度应能控制在 0 2 范围之内 2020 4 7 70 4降噪排水沥青路面施工 洒布或喷涂要均匀 无漏涂 无堆积 达到充分渗透 洒布或喷涂时要观察材料的外观与均匀性 并按要求对洒布量进行检测 正式摊铺上面层前必须按要求检验渗水性 施工后检测粘结强度和抗剪强度指标 防水粘层施工结束后 严禁行人 自行车和各种车辆通行 摊铺时运料车要在指定地点调头倒行至摊铺机 限速5公里 禁止刹车 遇下列情况之一必须停止施工 气温低于5 时 风力大于或等于5级时 雨天或预计2小时内有降雨 2020 4 7 71 4降噪排水沥青路面施工 4 施工机械设备的准备工作必须配备齐全的施工机械和配件 做好开工前的保养 调试和试机 排水降噪沥青混合料采用机械化连续摊铺作业 必须配备以下主要施工机械 1 间歇式沥青混合料拌和机 产量大于320T H 全部生产过程由计算机自动控制 配有良好的打印装置 2 沥青混合料摊铺机两台 3 压路机 8 12T钢轮压路机3台 16 20T胶轮压路机1台 4 载重量15T以上的自卸汽车20辆左右 5 智能型沥青洒布车1辆 2020 4 7 72 4降噪排水沥青路面施工 5 质量检测仪器的准备工作试验室必须配备性能良好 精度符合规定的质量检测仪器 并配备足够的易损部件 保证按照规定正常开展各项试验检测 除常规检测仪器外 排水降噪沥青路面特殊要求的设备如下 1 沥青混合料离心抽提仪 带矿粉离心加速沉淀仪 或燃烧炉 2 渗水仪 现场 3 渗水仪 室内 公路院协助解决 4 真空减压毛细管粘度仪 配800R的毛细管 5 洛杉矶磨耗试验机 6 高速剪切机 室内制作高粘度改性沥青 7 800ml烧杯 不少于12只 2020 4 7 73 4降噪排水沥青路面施工 图4 1高粘改性剂添加设备 2020 4 7 74 4降噪排水沥青路面施工 2 混合料生产温度控制降噪排水沥青混合料生产温度控制如表4 7所示 出料温度低于下限值170 或高于上限值195 3 拌和时间拌和时间经试拌确定 推荐干拌8 10s 湿拌45s 应以混合料拌和均匀 所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度 无花白料 无结团成块或严重的粗细集料分离现象 表4 7降噪排水沥青混合料生产温度控制 单位 2020 4 7 75 4降噪排水沥青路面施工 4 3降噪沥青排水混合料的运输 1 运料车应用双层篷布覆盖 用以保温 防雨 防污染 运料车到达现场后等本车混合料摊铺完后才可揭开保温篷布 2 为防止沥青与车厢板粘结 车厢侧板和底板涂一层隔离剂 如植物油和水的混合物 但不得有余液聚在车厢底部 3 注意问题运输车辆不得污染已开放交通的排水降噪沥青路面 严禁急转或紧急刹车 排水降噪沥青混合料具有较高的空隙率 热量散发较快 必须落实好保温措施 在运输过程中如运料车的轮胎发生污染 应洗净轮胎后再进入施工现场 2020 4 7 76 4降噪排水沥青路面施工 4 4降噪排水沥青混合料的摊铺 1 采用2台摊铺机组成梯队作业进行全幅摊铺 两台摊铺机相隔间距2 4m 2 根据拌和机拌和能力 施工机械配套情况及摊铺层厚度 宽度 经计算确定摊铺速度 通常宜控制在2 0m min左右 同时 应保证摊铺机缓慢 均匀 连续不断地摊铺 不得出现停机待料或者随意改变摊铺速度的情况 3 摊铺温度与松铺厚度紧跟摊铺机测量 并予以记录 摊铺后沥青混合料温度控制宜在155 170 松铺系数经试铺确定 推荐采用1 18左右 具体根据试验路的情况进行调整 4 注意问题 摊铺前摊铺机熨平板加热温度应在100 以上 摊铺过程中要派人在摊铺机后巡查 如果有局部油斑 离析 波浪 裂缝等异常现象要及时分析原因 采取措施人工清除 用热料换补 一起碾压 尽量减少人工补料 迫不得已要进行补料时需要扣锹 严禁扬锹洒 2020 4 7 77 4降噪排水沥青路面施工 4 4降噪沥青排水混合料的摊铺 图4 2排水降噪沥青混合料的摊铺 2020 4 7 78 4降噪排水沥青路面施工 4 5降噪排水沥青混合料的压实 1 初压与复压宜采用3台8 12t钢轮压路机 终压可考虑采用1台胶轮压路机 2 使用双钢轮压路机 轮胎压路机并列成梯队的方式碾压 按初压 复压 终压三个阶段进行 压路机从外侧向中心碾压 由低处向高处碾压 轮迹始终与路基中线平行 相邻碾压带重叠15 20cm轮宽 3 初压应在混合料摊铺后紧跟进行 压实温度控制在150 165 不得产生推移 发裂 初压一般为2遍 初压后观察平整度 路拱 发现问题及时作适当调整 4 复压采用与初压相同的双钢轮压路机 紧接初压进行 复压为3 5遍 5 终压采用胶轮压路机压实1遍 胶轮碾压应重叠1 3的轮宽 以消除压痕 揉搓稳 2020 4 7 79 4降噪排水沥青路面施工 图4 3降噪排水沥青混合料的压实 2020 4 7 80 4降噪排水沥青路面施工 6 注意问题碾压方法应在试验段试铺时进行不同方案比较后确定 根据试验段碾压效果调整稳定 可靠后再大面积施工 压路机行驶速度保持均匀一致 不得在未碾压成型的混合料和刚碾压成型的路面上转向 也不得停留在高于120 且已压实成型的路面上 同时 压路机在操作或静止时 要采取有效措施防止油料 润滑脂或其它杂质落于路面 为防止粘轮 可向压路机碾压轮喷少量水 以不粘轮为原则 由于压路机转向或其他原因引起的任何位移及时用路耙修整 需用新混合料修补的部位要立即进行 不得采用振动压实 2020 4 7 81 4降噪排水沥青路面施工 表4 8推荐的铺设机械组合 2020 4 7 82 4降噪排水沥青路面施工 4 6接缝施工 1 横缝采用垂直的平接缝 摊铺前应涂刷粘层材料 摊铺后应充分压实 连接平顺 2 纵缝应避开行驶车辆的轮迹 而且要与下面层纵向接缝错开20cm以上 纵缝采用热接缝 施工时应将梯队作业摊铺的混合料部分留下10 20cm宽暂不碾压 作为后摊铺部分的高程基准面 最后作跨缝碾压以消除缝迹 3 注意问题在横向施工缝开始施工时 必须控制好平整度 不宜人工补料调整平整度 同时要及时碾压 防止料温损失无法压实 排水降噪沥青路面摊铺过程如果出现较长时间中断 应移开摊铺机 设置施工横缝 2020 4 7 83 4降噪排水沥青路面施工 4 7交通控制 1 为防止污染路面 排水降噪沥青面层施工后宜封闭交通 2 紧急情况或施工车辆必须通行时应待摊铺层完全冷却 表面温度低于50 方可开放 并严禁急刹或急转 需要提早开放交通时 可洒水冷却至表面温度低于50 3 施工车辆通行时 必须保证轮胎洁净 人员通行时 亦应防止泥土污染 4 交通工程作业必须铺设编织布等措施防止污染 同时严禁施工车辆急转 急刹 2020 4 7 84 4降噪排水沥青路面施工 4 8桥面部分边缘排水处理为了增加排水效率 在桥面排水降噪沥青路面边侧可设置10cm宽的导水槽 导水槽可在上面层施工时完成 即用同样尺寸木块设在防撞墙旁边 摊铺碾压后把木块抽出即可形成导水槽 也可采用施工后切割的方法 4 9标线漆排水降噪沥青路面上标线应用热熔喷涂法施工 热熔型涂料的稠度要提高 软化点控制在技术标准90 125 上限 具体可根据现场试验调整 注意施工材料数量消耗会增大 2020 4 7 85 5施工过程中的质量管理与控制 5 1沥青质量检验 表5 1基质沥青施工过程中检查项目与频率 表5 2高粘度沥青施工过程中检查项目与频率 2020 4 7 86 5施工过程中的质量管理与控制 5 2防水粘结层原材料质量检验 表5 3SBS改性乳化沥青检验项目与频率 2020 4 7 87 5施工过程中的质量管理与控制 5 3防水粘结层施工后的质量检验 表5 4SBS改性乳化沥青防水粘结层施工后检验项目与频率 2020 4 7 88 5施工过程中的质量管理与控制 5 4沥青混合料生产质量管理与控制 表5 5沥青混合料生产检测项目 频率域质量标准 2020 4 7 89 5施工过程中的质量管理与控制 5 5摊铺现场质量管理 1 施工过程中必须加强排水降噪沥青混合料温度的检测 包括混合料到场温度 摊铺温度 终压温度等 2 摊铺过程中设专人检查摊铺完的沥青路面质量 发现离析 油斑 明显轮迹 裂缝 不平整等缺陷及其处理情况要予以记录 3 紧跟摊铺机后用插尺检测松铺厚度 并予以记录 2020 4 7 90 5施工过程中的质量管理与控制 5 6成型后排水降噪沥青面层的质量检验 表5 6成型后降噪排水沥青面层的质量检验 2020 4 7 91 5施工过程中的质量管理与控制 5 7有关试验检验方法说明排水降噪沥青混合料施工过程中的检测试验方法基本参照我国 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ052 2000 下面列出的是试验中的特殊要求与注意问题 1 温度测量表面温度测量应采用标定过的便携式红外温度计 有条件采用红外热像仪监测 内部温度测量采用数显插入式热电偶温度计 具体频率按合同文件中技术规范进行 2 析漏试验析漏试验采用烧杯法 温度条件为185 3 空隙率测定 工地现场的空隙率测定采用体积法 必要时采用真空塑封法校核 2020 4 7 92 5施工过程中的质量管理与控制 对于钻取芯样进行空隙测定时 必须保证切割质量 注意在与下面层连接的一侧进行平整的切割 切割面与上表面要平行 从而准确测量体积 空隙率测定包括空隙率 连通空隙率与独立空隙率 空隙率测试按现行规范的体积法进行 连通空隙率测试方法 测定干燥状态下试件的质量 A 然后将试件放在常温的水中约1分钟 测定水中重量 C 2020 4 7 93 5施工过程中的质量管理与控制 4 车辙试验车辙试验是排水降噪沥青混合料中的重要试验 必须严格按试验规程试验 车辙试件成型宜在现场进行 可使用移动式的轮碾成型机或压路机 禁止使用二次加热的排水降噪沥青混合料成型制作车辙试件 5 渗水系数测定试验主要参照日本 铺装试验法便览 的试验方法 采用常水压条件的渗水试验 见下图 利用未脱模的马歇尔试件 在其上增加一个套筒 有外部水源向套筒内供水 套筒有溢流装置可以保持一定常水位 因而在水压保持不变的条件下向下渗透 渗透通过试件的水用一容器收集 测定一定时间内的渗水量来反映试件的渗水性 渗水系数按照下式计算 2020 4 7 94 5施工过程中的质量管理与控制 2020 4 7 95 5施工过程中的质量管理与控制 6 现场渗水性试验采用路面渗水仪 按 公路路基路面现场测试规程 JTGE60 2008 中的T0971 2008沥青路面渗水试验方法执行 试验时测定渗水仪中水面下降400ml所用时间 再经换算为15s流过的水量 2020 4 7 96 5施工过程中的质量管理与控制 图5 1渗水仪示意图 2020 4 7 97 6工程应用 6 1汉英高速湖北省汉英高速公路 谌周段 试验段所处区域属于1 3 1区 夏炎热冬潮湿 且夏季雨量充沛 对沥青面层的高温稳定性以及磨耗层的抗滑性能都有很高的要求 针对气候和交通状况 经计算分析采用4cm厚排水防滑降噪沥青磨耗层加10cm厚半柔性路面材料的组合式路面结构 不但可以改善沥青面层的高温稳定性和抵抗变形的能力 同时可以提高路面的抗滑和降噪功能以及雨天行车的安全性 2020 4 7 98 6工程应用 图6 1施工后路面与普通路面比较 施工过程中及施工完成后通过在拌合楼中抽样及现场检测对排水防滑降噪多功能沥青路面的路用性能及降噪性能进行了测试 并与普通AC 13C沥青面层进行了对比 2020 4 7 99 6工程应用 6 1 1性能测试1 路用性能 表6 1防滑排水降噪沥青磨耗层路用性能测试结果 如表6 1所示 由于采用了高粘度改性沥青 试验路段的动稳定度和冻融劈裂强度远远高于采用改性配制的AC 13C 具有优异的高温稳定性能和水稳定性能 同时其析漏损失和飞散损失均很小 在具有很好的工作性能的同时具有良好的抗剥落性能 2020 4 7 100 6工程应用 2 降噪性能 如表6 2所示 与普通AC 13C路面相比 试验路段在干燥状态下的噪声最大可降低4dB A 以上 而在潮湿环境最大降幅达到8dB A 以上 具有显著的降噪效果 表6 2试验段车外噪声测试结果 2020 4 7 101 6工程应用 3 抗滑性能 表6 3试验路段抗滑性能测试 如表6 3所示 试验路段的摆值摩擦系数及构造深度均明显高于普通AC 13路面 特别是在潮湿条件下 试验路段的摆值摩擦系数较干燥状态下降不大 而AC 13路面则下降40 以上 充分表明了排水防滑降噪路面在雨天性能的安全性 2020 4 7 102 6工程应用 6 2上海浦东排水降噪路面应用浦东北路 2002年 多孔隙排水降噪沥青路面的首次使用 浦东北路为新区铺筑的第一条多孔隙排水降噪沥青路面 建设单位为新区公路管理署 当时采用日本的TPS高粘度沥青改性剂 有浦东路桥公司自行设计配合比 铺筑了1 4KM 双向4车道排水路面 2020 4 7 103 6工程应用 浦东北路 2002年 多空隙排水降噪沥青路面的首次应用浦东北路为上海浦东一条主要交通干道 通往外高桥的重型卡车较多 交通量很大 至2008年末 经过六年的使用 浦东北路的排水路面无结构变形 混合料也并未见飞散损失情况 但从2008年7月底的回访照片上可以明显发现空隙堵塞严重 2020 4 7 104 6工程应用 浦东北路 2002年 多空隙排水降噪沥青路面的首次应用多空隙排水降噪沥青路面在浦东北路上 粉尘污染严重 目前已丧失大部分排水 降噪等功能性 当然 其内部空隙堵塞并不意味着混合料强度及表面构造的丧失 其构造深度依然高于其它类型的路面 经过多年的使用 其强度也值得肯定 2020 4 7 105 6工程应用 港城路 2003年 港城路试验段建设单位为浦东新区公路管理署 采用日本TPS高粘度沥青改性剂 其配合比设计思路与浦东北路相近 全长2km 双向4车道 港城路作为一条东西向的交通要道 集装箱货运车辆众多 交通流量较大 与浦东北路不同的是港城路基层结构存在缺陷 目前路面多处沉陷 有些地方甚至进行多次修补 修补处已非排水沥青路面 余下的排水路面与浦东北路情况类似 空隙堵塞严重 丧失大部分排水 降噪功能 2020 4 7 106 6工程应用 冬融路 2004年 第一条完全国产化的排水性沥青路面由于日本TPS高粘度沥青改性剂价格较为昂贵 浦东路桥公司于冬融路开始使用自行研发的高粘度沥青改性剂 RST 其产品与TPS类似的直接投方式改性剂 但RST具有更好的沥青相容性和改性效果 冬融路当时所使用的石料为当时石料场的新技术 冲击破二次整形后石料 其石料形状较浦东北路 港城路排水路面试验段更佳 但由于9 5 13 2mm石料经过整形后 其粒径减小 接近9 5mm下限 一般多空隙排水降噪沥青路面公称最大粒径为13 2 16mm 若大于16mm 则石料骨架之间接触点较少 空隙较大 高粘度沥青对石料的牵制力不足 往往混合料强度较低 易飞散 易出现变形 若公称最大粒径过小 则空隙较小且少 路面功能性相对较差 2020 4 7 107 6工程应用 冬融路 2004年 第一条完全国产化的排水性沥青路面冬融路排水降噪沥青路面仅0 9km 双向4车道 施工时间为12月 气候较为寒冷 整条冬融路交通量较小 周边无粉尘等污染 环境质量较浦东北路更佳 经过3年半的使用 2008年7月回访时 路面中间依然保持有较好的排水性能 2020 4 7 108 6工程应用 冬融路 2004年 第一条完全国产化的排水性沥青路面冬融路排水降噪沥青路面虽然集料较细 排水功能先天不足 但至2008年依然具有较好的排水功能 浦东北路则由于经过重载车辆较多 同时周边环境较差 土方车携带的沙泥将孔隙堵塞 2002年施工完成后 至2003年底就逐步发生孔隙堵塞现象 排水降噪功能逐步丧失 由此可见 环境质量对于排水路面的功能性具有极其重要的意义 若周边环境粉尘少 路面经过的土方车 工程车较少 或其不洒落沙泥等易堵塞孔隙物质 多孔隙排水降噪沥青路面的功能性衰退速度较慢 其排水降噪功能可以保持相当长的时间 另外 冬融路的经验表明 在精心预案和控制的基础上 较低温度条件下的施工也可保证多空隙排水降噪路面的成功实施 2020 4 7 109 6工程应用 滨州路 2006年 现高科东路 2006 浦东路桥公司已完成了用于排水路面的高粘度沥青改性剂 RST的大规模生产工作 从滨州路开始全面使用RST作为多空隙排水降噪沥青路面的沥青改性剂 直接投放式改性剂 RST的出现 使高粘度沥青混合料生产更为方便 直接投放的方式避免了成品高粘度改性沥青的储存 运输过程中长时间的高温老化 出色的高低温性能使沥青对石料骨架具有极大的牵制力 混合料就不易变形 不易飞散 滨州路施工时也吸取了冬融路的经验 改进了其不足之处 其使用的也是冲击破后整形石料 但公称最大粒径为13 2mm 级配设计合理 同时施工时加强了路面基层强度 保证路面不会出现如同港城路相似的缺陷 其0 3km的双向4车道多空隙排水降噪沥青路面 为之后的五洲大道 环南一大道的排水路面铺筑奠定基础 美中不足的是 滨州路工程车辆较多 路面上积累了大量砂粒 粉尘 堵塞了路面空隙 目前仅保留部分排水降噪功能 这也进一步表明了应用环境对于排水降噪路面性能发挥的影响 2020 4 7 110 6工程应用 桃林公园 2006年 彩色排水性沥青路面桃林公园与滨州路属于同一时期施工的多空隙排水降噪沥青路面 但其属于公园内景观铺装 全长0 7km 路宽2m 采用单侧明沟设计 使用RST改性后的高粘度脱色沥青 并加入红色颜料 成功铺筑了红色的多空隙排水路面 2