排水路面沥青混合料设计与试验
目 录
1 绪论 1
1.1 问题的提出与研究意义 1
1.2 排水路面的特点与国内外发展状况 2
1.3 本课题研究的内容 5
1.4 本章小结 5
2 本课题的研究方法 6
2.1 孔隙率确定方法 6
2.2 排水路面配合比设计方法 6
2.3 排水试验设计方法 7
2.4 本章小结 8
3 排水路面配合比设计 9
3.1 目标渗透系数的确定 9
3.2 原材料技术的指标 10
3.3 沥青混合料级配设计 12
4 排水性沥青混合料试件路用性能测试试验 18
4.1 高温稳定性测试试验 18
4.2 排水性能测试试验 19
5 排水路面设计成果与现有路面的比较 24
5.1 力学强度指标比较 24
5.2 排水性能比较 24
结 论 26
致 谢 27
参 考 文 献 28
1 绪论
1.1 问题的提出与研究意义
由于近年来暴雨天天数的逐步增多，并且降水强度也随之加强。连续性降水时间长，造成我国多数城市路面在强降雨过程中以及雨停后数小时内出现积水现象，从而给人们的生活带来很大的困扰。例如：因积水导致的路面受损从而影响交通秩序和居民的正常生活，积水对公共设施的破坏，因恶劣内涝造成的财产损失。 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072&
交通事故发生的原因多种多样，其中因为雨天道路湿滑而诱发的交通事故约占一般事故量的四分之一，该调查结论可以通过美国曾经展开的为期30年的对于交通事故产生的原因的调查研究以及我国就北京市里的某一道路为期两年的交通事故调查研究中得到验证；我国对北京市某段公路调查了２年发生的交通事故发现，因雨天滑溜而导致的交通事故占到了事故总数的25％也验证了这一观点。与此同时据统计，自1961年至2010年期间，江苏省虽然年降水量趋于平稳，但月降水量趋于两极化。夏天强降水天气频繁，而到了冬天雨雪天气较少，春秋两季偶尔降水，相比而言七月的降水是一年中最多的。参考淮安市的降水情况，我们不难发现淮安区全年的降水量主要集中在6—9月，这四个月的降水就达到了614.8 mm，占了全年降水量的62.7%。[1]而在这四个月之中，仅仅七月的降水量就达到了236.7mm，不得不说七月份是该地区路面排水工作最为严峻的时候。从图1.1以及图1.2可以看到经过暴雨后淮安市路面的积水情况。近两年还出现淮安全地区平均日降水量达50mm的极端强降水天气。因而，急需找到增强城市排水能力的方法。
图1.1 雨停3小时后淮安路面状况
图1.2 雨停后路面长期积水
查阅近些年国内国外相关专家学者就此方面的研究成果，一般认为，具有大空隙特征的排水沥青路面铺装因为其具有抗滑性能高、车辆在行驶时与路面之间产生的噪声低、因迅速降水排离路表而达到的抑制水雾等突出优点。而且它不同于靠路表径流方式排水的普通连续级配沥青路面，而是让雨水直接下渗，通过面层侧向排水，将雨水排入雨水管道中的排水方式，大大缩短了雨水在路表停留的时间，避免路面积水，成为实现道路表面特性品质飞跃的最佳路面形式，已经成为未来我国在道路工程方面技术创新、提升道路安全功能和服务品质的重要发展方向。
本课题主要结合淮安市路面的维修改造工程，进行排水路面沥青混合料的设计与试验研究。希望为淮安市新一轮的路面改造提供一个使用性能更加优良，更加注重用户体验的排水路面配合比设计参考方案。
1.2 排水路面的特点与国内外发展状况
1.2.1 排水路面的特点
排水沥青(Drainage Asphalt)路面，指的是经过规范要求击打而成的，使其达到要求的压实度后空隙率大约为20%并且内部有较多联通孔道的路面。如图1.3所示，降水下落到路面上时迅速渗入排水沥青面层中，由于在沥青面层底面铺设了封层阻止了雨水的继续下渗，使得渗入的雨水横向流入道路边缘所设的排水设施中。
将一般工程选用的旨在提高混合料密集程度的路面，例如：密级配沥青混凝土路面与SMA沥青马蹄脂路面相比，排水路面有着较为突出的性能。
图1.3 排水路面排水机理示意图
a）良好的排水性能
由于允许雨水渗入路面层，使得整条路面全部参与了排水工作，因此在设计降雨量下极大地缩短了雨水在路面停留的时间，配合以地下管线设施的引导作用，避免了路面积水的现象。
b）良好的抗滑性能
因为这类型的面层表面纹理结构很丰富，所以即便是面对在雨天高速行车时依旧能够展现出较好的抗滑性能。美国相关部门经过调查研究同样认为排水路面有较高的抗滑系数。
c）较高的安全性
排水路面避免了下雨天路面上形成的水膜，大大提高了道路标线的可视程度，同时抑制了行车时产生的水雾。并且由于表面粗糙，夜间车辆灯光照明道路时，光线是以漫反射的形式为驾驶员所察觉，避免了眩目情况。
1.2.2 国内外使用状况
a）美国的使用情况
美国于20世纪70年代初期开始开发OGFC是一种特殊用途的沥青混合料，是为提高雨天行车的安全性与舒适性、降低行车噪声而开发的一种开级配混合料，而美国开发OGFC的初衷是为了提升路面的抗滑性。
美国早期的OGFC是从沥青砂泥演变而来的，首先将沥青砂泥铺于路面，然后铺上9.512.5mm的集料，经过常规摊铺机的轻型碾压获得一层大约19mm的磨耗层。这一磨耗层非常有利于提高路面的摩擦性能，但由于很薄，内部的孔隙率比常规的混合料高得不多，因此排水性和降噪声能力并没有明显的提高。由于看到了该款路面的优异性能后，美国大约15个州广泛地使用了OGFC；至1988年，美国共铺设了56400英里单车道里程OGFC磨耗层。然而美国是一个国土面积较为广阔的国家，各地区之间的气候、降水等都有所不同，为此OGFC在使用过程中也随之出现了形形色色的问题。例如，由于孔隙过大，极易堵塞，因此其排水能力随之下降。使用寿命低，一般为7年左右；[2]修补困难。为此美国排水沥青路面的发展逐渐向粗级配、高空隙率、使用高粘改性沥青、添加纤维改性剂等方向发展。[2]由于解决了OGFC理清膜厚度和强度问题，现代OGFC的寿命与常规混合料并没有区别。
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