降噪排水沥青路面技术-注册建造师培训

降噪排水沥青路面技术-注册建造师培训第一页，共48页。致谢-本PPT来源于下列文献

上海市工程建设规范：道路排水性沥青路面技术规范（PPT）李立寒，同济大学交通运输工程学院，2012.04.25；排水性沥青路面设计优化及最新设计动态（PPT）2012.04.25；排水性沥青路面养护技术及养护标准探讨（PPT），上海浦东新区公路管理署李桥林副署长2010年3月18日；其他相关文献。

2第二页，共48页。主要内容3第三页，共48页。排水性路面或透水性路面是由大空隙率的沥青混凝土面层取代传统的密级配混凝土面层，目前路面工程界对此类高空隙率的沥青混凝土面层有两种名词表示。美国方面称之为开级配磨耗层（OpenGradedFrictionCourse，简称OGFC），一般铺设厚度约为1.5cm～2.5cm，作为功能层使用；欧洲称之为多孔隙沥青混合料（PorousAsphalt，简称PA）或排水层（DrainageCourse）;日本则称之为排水性铺面，一般铺设厚度约为4～5cm，作为结构层使用。在国内，我们往往把OGFC作为排水性路面的简称。应用的正是作为结构层使用的排水路面。1.排水路面介绍第四页，共48页。

排水性沥青路面是一种典型的骨架孔隙结构。连通空隙在道路内部形成发达的排水网道，雨水通过网道沿道路横坡在路体内部排出。1.排水路面介绍第五页，共48页。项目开级配磨耗层排水性面层主要用途增强雨天时的阻力，防止浸水的磨耗层（不计入厚度计算）增强雨天时的阻力，防止浸水，降低噪声的表面层（计入厚度计算）施工厚度（mm）20mm左右40-50mm结合料20号、30号硬质沥青等高粘度改性沥青集料的最大粒径（mm）1013或者20空隙率（%）15左右20左右沥青率（%）6.0~7.54.0~6.0养护不需要专门养护清孔需要定期养护清孔开级配磨耗层和排水性路面的区别第六页，共48页。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。普通路面排水性路面2.主要优点-出色的安全性第七页，共48页。日本对多孔隙排水降噪沥青路面使用后期的研究表明，该路面对提高安全驾驶，减少由于交通事故造成的财产损失是相当明显的。事故发生数年度事故发生数统计表1年前未铺设排水降噪沥青路面1年后铺设了排水降噪沥青路面事故数下降了85％2.主要优点-出色的安全性第八页，共48页。2.主要优点-减少水雾第九页，共48页。2.主要优点-抗滑第十页，共48页。排水路面（左）与普通路面（右）普通路面与排水路面排水性沥青路面无眩光2.主要优点-改善雨天夜间视觉效果第十一页，共48页。普通路面reduced3~8dB排水路面2.主要优点-出色的降噪性能第十二页，共48页。上图为中环路浦东段使用排水路面后路面噪音观测数据，结果显示在相同车速情况下，使用排水降噪路面后产生的路面噪音平均比普通路面低5~7dB，该效果在低速情况下尤为突出。

2.主要优点-出色的降噪性能第十三页，共48页。有效降低地面温度2℃~3℃2.主要优点-缓解城市热岛效应第十四页，共48页。同时大孔隙排水降噪路面也存在着一定的缺点。应避免在以下区域使用:（1）环境质量较差，易于被飘尘或泥土堵塞的路段；（2）低速重载路段；（3）承受高的水平剪切作用的路面，如转弯道等；

排水沥青路面

需要专门的清洗车对其进行养护。随着国内清洗养护车辆的研制成功，完全可应用排水性路面的优点，并将其吸声、降噪、排水、提高行车安全等优势发挥。2.主要缺点第十五页，共48页。排水路面机能恢复车作业现场第十六页，共48页。清洗机理示意图17第十七页，共48页。3排水性沥青混合料组成设计原材料沥青、集料、纤维、抗剥落剂配合比设计要求设计指标级配范围目标配合比设计18第十八页，共48页。3.1原材料—结合料排水性沥青混合料生产方式预混式——高粘度改性沥青直投式——基质沥青+改性剂粒子基质沥青质量满足A-70#道路石油沥青的技术要求高粘度改性剂品质和掺量应通过试验确定配制的高粘度改性沥青性能应符合技术要求混合料的拌合温度与拌合时间需要经过试拌确认19第十九页，共48页。3.1原材料—结合料技术指标单位技术要求JTGF40-2004零剪切粘度（60℃）Pa·s≥4000020000（毛细管粘度）针入度（25℃）0.1mm≥40≥40软化点（环球法）℃≥85≥80延度（5℃）cm≥2050(10℃)闪点（COC）℃≥260260薄膜烘箱试验（163℃，5h）残留物质量变化%±0.60.6针入度比%≥70－高粘度改性沥青的技术要求20第二十页，共48页。术语高粘度改性沥青(Highviscositymodifiedasphalt)60℃零剪切粘度显著高于普通改性沥青，适用于排水性沥青路面的改性沥青。一般要求其60℃的零剪切粘度大于40000Pa.s。零剪切粘度(Zeroshearviscosity)采用动态剪切流变仪对沥青进行剪切速率扫描试验，在粘度-剪切速率曲线上，与第一牛顿区对应的剪切速率为（0.01~0.001）/s的粘度，单位为Pa·s。21第二十一页，共48页。沥青粘度指标分析

——国内某公司高粘度改性沥青技术标准-1

指标ABCDE针入度/0.1mm50+60+70+40+80+软化点/℃8080808080延度5℃/cm15+30+50+20+40+粘度60℃104Pa.s3+3+3+3+3+一般地区◎◎〇◎〇重交通道路〇〇〇◎〇积雪寒冷地区Δ〇◎〇〇小粒径多孔性ΔΔΔ◎Δ钢桥面铺装ΔΔ〇〇◎22第二十二页，共48页。沥青粘度指标分析

——国内某公司高粘度改性沥青技术标准-2问题：毛细管法测定粘度存在的问题粘度指标与技术要求

指标GN-AGN-BGN-CGN-D针入度25℃/0.1mm57~7060~8040~6070~90软化点/℃>85>85>85>85延度5℃/cm>20>40>20>40粘度60℃/104Pa.s>22>22>22>22适用性一般地区积雪寒冷地区重交通道路；小粒径多孔性钢桥面铺装23第二十三页，共48页。沥青粘度指标分析

——毛细管粘度与零剪切粘度的对比零剪切粘度一般小于毛细管粘度当粘度大于10000Pa.s时，毛细管粘度明显大于零剪切粘度原因？24第二十四页，共48页。沥青粘度指标分析

——沥青粘度与剪切速率的关系剪切速率增加，沥青粘度降低，反之亦然25第二十五页，共48页。沥青粘度指标分析

——沥青粘度与剪切速率的关系沥青路面结构受力分析表明在行车荷载作用下，沥青路面上面层中沥青材料的剪切速率分布范围：

(1.38×10-3~4.64)/s9种沥青在第一牛顿区范围的剪切速率的共同范围(10-3~10-2)/s零剪切粘度粘度与剪应变速率的关系26第二十六页，共48页。沥青粘度指标分析

——毛细管粘度对应的剪切速率

所测试的高粘度沥青的毛细管粘度对应的剪切速率多低于10-5/s毛细管粘度与飞散损失的相关性不显著沥青品种零剪切粘度η0（Pa·s）毛细管粘度试验飞散损失毛细管粘度ηc（Pa·s）对应剪切速率（1/s）10#4936019806610-68.611#4163051852910-710.012#738809107210-59.9规定采用动态剪切试验测定的高粘度改性沥青零剪切粘度，不再采用毛细管粘度，以避免毛细管法所测粘度的虚高现象。27第二十七页，共48页。沥青粘度指标分析

——零剪切粘度与软化点相关性沥青的零剪切粘度采用动态剪切流变仪DSR设备进行测定当工地现场不具备DSR时，施工过程控制可以采用软化点指标控制高粘度改性沥青的质量。28第二十八页，共48页。沥青粘度指标分析

——沥青粘度与混合料性能的关系沥青混合料技术要求动稳定度≥4000次/mm飞散损失≤15%高粘度改性沥青：零剪切粘度不应低于40000Pa.s软化点指标不应低于85℃29第二十九页，共48页。3.1原材料——集料与矿粉粗集料：坚硬、洁净细集料：洁净矿粉：保证细度30第三十页，共48页。3.1原材料——集料与矿粉技术指标单位技术要求JTGF40-2004石料压碎值%≤18≤26高温压碎值（190℃，1h）%≤20—矿粉粒度范围≤0.6mm%100100≤0.15mm%90~10090~100≤0.075mm%85~10075~100粗集料和矿粉的部分技术要求31第三十一页，共48页。3.1原材料——集料与矿粉我国部分地区粗集料压碎值试验结果序号品种原产地压碎值测定值(%)压碎值平均值(%)1辉绿岩北京怀柔15.6、14.715.22石灰岩北京昌平14.6、13.514.13石灰岩内蒙赤峰19.0、18.018.54玄武岩北京密云9.0、8.68.85玄武岩河北兴隆9.5、9.29.36辉绿岩上海地区～1032第三十二页，共48页。3.1原材料——其他材料纤维避免施工过程中的沥青流淌现象，保证沥青膜厚度以增强耐久性由于排水性沥青混合料经常受高压水流冲刷，不建议采用木质素纤维材料抗剥落剂当集料与沥青的粘附性等级低于5级，需要在混合料中掺加抗剥离剂，掺量为沥青质量的0.4%左右，品种与掺量应通过试验确定建议采用石灰等增加水稳定性33第三十三页，共48页。3.2排水性沥青混合料配合比设计要求设计指标与技术要求设计级配范围34第三十四页，共48页。3.2排水性沥青混合料配合比设计要求

——设计指标与技术要求技术指标单位技术要求JTGF40-2004配合比设计指标试件击实次数次两面各50两面各50空隙率%18~2318~25马歇尔稳定度kN≥5.0≥3.5配合比验证指标沥青膜厚度μm≥13≥14谢伦堡沥青析漏量%≤0.3≤0.3肯塔堡飞散损失%≤15≤20动稳定度次/mm≥4000≥1500(一般交通路段)≥3000(重交通量路段)残留稳定度%—≥85冻融劈裂强度比%≥85≥8035第三十五页，共48页。3.2排水性沥青混合料配合比设计要求

——沥青膜厚度与混合料飞散损失当沥青膜厚度大于13μm时，飞散损失小于15%36第三十六页，共48页。3.2排水性沥青混合料配合比设计要求

——设计级配范围级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（％）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075DA-1610090~10070~9045~7012~3010~226~184~153~123~82~6DA-1310010090~10060~8012~3010~226~184~153~123~82~6DA-1010010010090~10050~7010~226~184~153~123~82~637第三十七页，共48页。3.3排水性沥青混合料目标配合比设计设计原则采用马歇尔体积法进行设计以空隙率作为配合比设计的控制指标配合比设计要点矿质混合料配合比的确定——满足空隙率要求计算沥青用量——沥青膜厚度宜为(13~14)μm关键性指标（析漏、飞散、DS、冻融劈裂抗拉强度比TSR）检验38第三十八页，共48页。3.3排水性沥青混合料目标配合比设计

——矿料配合比的确定初选混合料配比宜以粒径2.36mm通过百分率处于设计级配范围中值、中值±3%左右进行控制级配2成型试件空隙率为20.3%，符合20±1（%）要求，确定级配2为目标级配混合料编号沥青膜厚度(μm)2.36mm通过率(%)沥青用量

(%)毛体积相对密度最大理论相对密度空隙率(%)级配11318.24.52.0992.55017.7级配21315.64.42.0352.55320.3级配31310.64.01.9852.56822.739第三十九页，共48页。4排水性沥青路面结构设计选用原则宜优先选用排水性沥青路面年平均降雨量大于800mm的地区城市快速路、主干路、高架道路不宜采用排水性沥青路面重载交通道路、容易污染的道路、交叉口及公交停靠站。设计内容结构组合设计结构层厚度设计防水层设计排水系统设计40第四十页，共48页。4排水性沥青路面结构设计结构组合与结构厚度沥青面层防水层稀浆封层热沥青、改性乳化沥青碎石封层热沥青、改性乳化沥青粘层密实式中（下）面层、基层……沥青混合料类型符号

面层厚度（mm）排水性沥青混合料DA-1030~40DA-1340~50DA-1650~6041第四十一页，共48页。4排水性沥青路面结构设计边缘排水系统上海世博园区排水性沥青路面边缘排水系统42第四十二页，共48页。5排水性沥青路面施工施工温度工序预混式直投式沥青加热温度165~175（高粘度改性沥青）155~165（基质沥青）矿料加热温度190-200混合料出料温度170~185混合料贮料仓贮存温度贮料过程中温度下降不超过10混合料废弃温度≥195或者≤155摊铺温度≥160初压温度≥150碾压终了的表面温度≥6043第四十三页，共48页。5排水性沥青路面施工——拌合时间采用预混法施工拌和时间不宜少于50s（干拌时间不少于5s）采用直投式施工拌和时间不宜少于