降噪排水沥青路面技术

2020/5/28，1，降噪排水沥青路面技术，2020/5/28，2，主要内容，工程应用，6，2020/5/28，3，1开发背景和研究现状，1.1开发背景，21世纪以来，无环境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越来越突出，同时对生活质量国家也提出了建设资源节约、环保“两型”社会的方向，城市化和城市发展成为国家中长期科技发展纲要的主要研究领域，提高城市基础设计功能成为该领域研究的重要课题。 2020/5/28，4，1开发背景和研究现状，1.1开发背景，在我国城市化进程中，在道路交通基础设施建设和维护过程中面临人与自然和谐、交通安全与效率、环境污染、人居条件等突出问题，传统实体路面在满足车辆和行人的通行要求的同时，还存在节能环境保护等违反社会发展方向的系列问题2020/5/28，5，1开发背景和研究现状，1.1开发背景，目前城市道路存在的问题城市地下水广泛应用于大多数城市道路、广场、商业街、步行道路、停车场、小区和公园道路上的沥青混合料、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层复盖。 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，城市地下水不能补充，城市水平衡受损，城市地表植物生长破坏城市地表生态平衡地层塌陷，2020/5/28， 6，6，1开发背景和研究现状，1.1开发背景，目前城市道路存在的问题个城市地下水无法补充的图官厅水库区附近的水池干涸，北京地下水现状，1999年-12米，2010年-24米，2014年后-30米，深度，北京市近年来北京每年平均4亿立方米除异地调整水外，北京市供水大部分来自地下水，接近供水总量的三分之二。 开采超采水地保持多年，引起大面积地基下沉，形成2650平方公里的沉降区，目前北京建设区面积只有1040平方公里。 2020/5/28，7，1开发背景和研究现状，1.1开发背景，目前城市道路存在的问题城市地下水不能补充，上海市因地下水开采后不能补充，全市平均沉降速度约10毫米/年增加，严重影响城市防洪安全的海水回流，经济损失初步超过3000亿元。 在西部地区，着名的陕西省西关中平原地下水位持续下降，形成巨大的漏斗状，在千年来古城西安地面下沉面积达到158平方公里的华北地区，地面下沉将成为天津重要的自然灾害长江三角洲，由于地下水空洞，苏州、无锡、常州地面下沉的速度比上海快。 如果有其发展，将会带来毁灭性后果的广州、深圳、昆明2020/5/28，8，1开发背景和研究现状，1.1开发背景，现在城市道路上存在的问题雨天行驶不安全，雨天行驶，表面致密的路面不能及时排水。 2020/5/28，9，1发展背景和研究现状，1.1发展背景，当前城市道路存在的问题加剧了城市水灾，2007年7月18日，山东济南下起了大雨， 全市道路交通瘫痪，大面积浸水，直接经济损失达到12亿元的2008年6月13日，深圳市遭遇暴雨数十万人受灾，全市1000多处内水被淹，约万家企业不得不临时停业，直接经济损失超过5亿元的2008年8月25日， 上海市暴雨造成中心城区160多条道路严重积水，1.3万户以上民房浸水，徐家汇等交通严重堵塞。 自2010年6月13日以来，中国出现了多次强降雨过程，包括北京在内的全国多个城市都频发淹水，直接经济损失达到197.3亿元。暴雨内湿，2020/5/28，10，1开发背景和研究现状，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，噪声在危害人体健康的高噪声条件下工作的人群中，高血压、动脉硬化和冠心病的发病率比低噪声条件下高23倍。 噪音影响人们的正常生活和休息通常是40dB的连续噪音影响10%的人的睡眠，70dB影响50%的人，突发噪音40dB唤醒10%的人，60dB唤醒70%的人。 噪音经济严重损失的资料显示，交通噪音每上升1dB土地价格下降0.08%1.26%，平均下降0.9%。 中国许多城市的噪音危害程度已经接近或超过了世界着名的喧闹城市东京。 2002年，我国监测了325个城市道路交通噪声，结果显示，4.9%的城市道路交通噪声环境污染严重，17.2%的城市属于中度污染，64.3%的城市属于轻度污染。 2020/5/28，11，1为落实开发背景和研究现状、科学发展观，促进沥青路面的全面、协调、可持续发展，创造绿色和谐人居环境，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尚未缓解。 因此，开展排水噪声沥青路面技术的开发，推进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，2020/5/28，12，1开发背景和研究现状，1.2研究现状，(1)工厂混炼层(空隙率： 12%-15%)(2)OGFC (空隙率： 15%-17%)(3)下一代OGFC (空隙率： 18-22% )，美国，主题词：防滑，2020/5/28，13，1开发背景和研究现状， 1.2研究现状，始于美国20世纪70年代后期，通过在碎石层上铺设透水沥青混合物，可以使降雨直接渗透到路面的80年代初期，在透水路面上引进土工织物、土工织物等过滤材料，广泛应用于商业和工业区道路、住宅区道路、学校、图书馆、网球场。 土基土工织物碎石储水层细倾斜碎石透水沥青路面未铺设的砂砾边缘。 2020/5/28，14，1开发背景和研究现状，1.2研究现状，美国马里兰州，典型的透水路面结构包括表层透水沥青材料、过滤层、蓄水层、基层和地基。 美国，2020/5/28，15，1开发背景和研究现状，1.2研究现状，美国西南部亚利桑那州(Arizona )，透水路面应用广泛，典型路面结构与美国其他州稍有不同，表面层为6英寸(15cm )厚的开坡沥青混合料，基层为6英寸(15cm ) 的厚度的开倾斜沥青处理基层，相当于开倾斜沥青的ATPB，底层考虑是否按照8英寸(20cm )的开倾斜碎石层以及降雨量设置路面内部排水管路。 在美国，在美国的凤凰城和波特兰，沥青路面被用作城市道路。 2020/5/28，16，1开发背景和研究现状，在新加坡，透水路面根据实践经验采用5mm作为表面层，储水基层厚度根据储水需求采用有限元进行排水设计时，确定了具体值。 该典型路面结构的目的是在蓄水层和表层之间设置具有一定强度的网状土工织物，进一步加强表层，提高路面承载力和表层抗车辙能力。 在储水基材和土基材之间设置土工织物层，防止土基材的微粒子侵入储水基材。 1.2研究现状，新加坡，2020/5/28，17，1开发背景和研究现状，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，2020/5/28，18，1开发背景和研究现状，1.2研究现状，日本，20世纪70年代后半，“地下水提取引起的地基沉淀1980年代初期，日本建设省推进了“雨水渗透计划”。 日本的排水性铺路广泛应用于高速公路、城市道路、公园、广场、停车场、运动场等。2020/5/28，19，1开发背景和研究现状，1.2研究现状，主题词：噪音，欧洲，2020/5/28，20，1开发背景和研究现状，1.2研究现状，欧洲，法国首先在20世纪60年代初期进行初步实验研究，从1977年开始作为重点研究项目进行系统研究和广泛到1988年，年铺装量在5080万m2之间，只在高速公路上使用。 从1989年开始，这项技术也开始用于其他道路的铺路。 例如国道、省道、城市高速公路等。 双排水沥青路面、荷兰、丹麦、比利时等采用双排水沥青路面。 上层粒径为4mm8mm，下层粒径为11mm16mm，总铺装厚度为70mm，两层材料压实后的空隙率超过20%，上层具有过滤大粒子灰尘的效果，路面空隙中落下的灰尘由于下层的空隙大，因此水自然地流动。 还有自净空隙的效果。 维修时，通常应削去表层铣削眼。 保留下层可以减少维护工作。 双排水性沥青路面具有更好的降噪功能，可降低约5-6dB，适用于城市道路。 特别是城市道路、学校和住宅区。 2020/5/28，21，1开发背景和研究现状，1.2研究现状，世界上强制使用排水性沥青路面的国家：日本佐治亚州欧洲的比利时，荷兰等。 OGFC与PAC的区别，2020/5/28，22，1开发背景与研究现状，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，2020/5/28，23， 1开发背景和研究现状，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区间，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，2020/5/28，24， 2噪声排水沥青路面结构和特征、2.1噪声排水路面结构、排水性沥青路面是用透水性沥青混合物建造，道路表面水沿路面横向排出或侵入路基内部的沥青路面的总称。 透水沥青路面PermeableAsphaltPavement透水沥青混合料- permeableasphaltconcrete/mixture (PAC )多孔沥青混合料PorousAsphaltConcrete/mixture，2020 2噪音降低排水沥青路面构造和特征2.1噪音降低排水路面构造、环保的噪音降低排水沥青表面层、无砂混凝土、倾斜砂砾、软式全透过型透水管D=100mm、防水土工布、图2.1噪音降低排水沥青路面排水构造的示意图， 国内降噪排水沥青路面结构如右图所示，上面层采用OGFC材料，实质上单一粒径的碎石是通过嵌挤机构形成骨架-空隙结构的倾斜沥青混合物，保证了压实化的磨损的气孔率在20%以上，在沥青混凝土表面层内部形成了噪声排水通道2020/5/28、26、2噪声排水沥青路面结构和特征，图2.2排水性沥青路面、2.1噪声排水路面结构、2020/5/28、27、2噪声排水沥青路面结构和特征，2.1噪声排水路面结构、透水基层、透水性能承载水稳定性充分渗透能力， 尽快排放进入路面结构内的雨水的充分稳定性支撑路面施工作业的充分贮水能力，足以满足暂时贮存未排放雨水的路面结构的整体性能。 倾斜碎石透水基层、多孔水泥混凝土基层、多孔水泥稳定碎石透水基层(CTPB )大孔沥青稳定碎石透水基层(ATPB )大粒径透水沥青混合料基层(LSPM )、2020/5/28、28、2噪声排水沥青路面结构与特征，2.1噪声排水路面结构， 渗水垫/过滤层，通常由粗砂、小粒子骨料或土工织物组成，具有过滤功能和充分的渗水能力。为防止土粒子因泵吸作用侵入基层或基层改善路基温湿特性的透水基层和其他层提供稳定的施工平台，分散传递给土基的载荷，防止产生过度变形。 2020/5/28、29、2降噪排水沥青路面的结构与特点、2.2降噪排水路面材料与要求、多孔透水路面材料与实体沥青混合料在材料组成上存在较大差异。 透水沥青混合料骨料组成特征： 4.75mm粗骨料的使用量多，35mm骨料的使用量少； 透水沥青混合料骨料组成比例： PAC-13粗骨料(515):85%细骨料(03/5):10%、2020/5/28、30、2降噪排水沥青路面的结构和特征、2.2降噪排水路面的材料和要求、实体结构、骨架空隙结构、2020/5/28、31， 2降噪排水沥青路面的结构和特点，2.2降噪排水路面的材料和要求透水性沥青混合料(PermeableAsphaltConcrete，PAC )是典型的骨架-孔隙结构，粗骨料用量多，约占骨料总质量的85%，骨料间接触面积减少约25%，接触点应力高。 因此，骨料的性质、形状、粒度、倾斜度等严重影响混合物的性能和功能，在沥青混合物设计时选择骨料和沥青是很重要的。点接触、点接触、2020/5/28、32、2降噪排水沥青路面的结构和特征、2.2降噪排水沥青混合料的特征和对沥青的要求、沥青、2020/5/28、33、2降噪排水沥青路面的结构和特征、2.2降噪排水沥青混合料中骨料和骨料的高粘度改性沥青技术要求，湿式试验，2020/5/28，34，2降噪排水沥青路面的结构和特征，2.2降噪排水路面的材料和要求，沥青，国内外透水沥青路面的沥青，2020/5/28，35，2降噪排水沥青路面的结构和特征， 2.2降噪排水路面的材料和要求，国内外高粘度沥青制品，沥青，2020/5/28 36，2降噪排水沥青路面结构和特征，2.2降噪排水路面材料和要求，粗骨料、粗骨料技术要求，空隙率、倾斜、飞散、水稳定性、高温性能、低温性能、力学性能等。 针板状颗粒含量影响梯度和孔隙分布、混合物力学性能。 多采用粒子形状良好的玄武岩、辉绿岩、角闪岩等。2020/5/28、37、2降噪排水沥青路面的结构和特点、2.2降噪排水路面材料和要求，采用消石灰代替矿粉，可改善骨料与沥青水泥浆的粘结性。 粗集料、粗集料的磨削值与沥青的粘结性、2020/5/28、38、2降噪排水沥青路面的结构和特点、2.2降噪排水路