浅析透水沥青在公路工程中的应用

程改艳

1 概述

改革开放以来，我国坚持以经济建设为中心，在社会建设各个方面都取得了光辉的成绩，公路工程建设更是取得了跨越式的发展，在我国城市道路建设中，绝大多数的城市道路、广场、商业街、小区和公园道路等都广泛使用密集配沥青混合料和水泥混凝土等材料，使得城市地面被不透水面层覆盖，这种现象首先会导致城市地下水位下降。水位下降会损害城市的水平衡、影响地表植物的生长，更有甚者会导致地层下陷。其次，密集配沥青的路面在雨天时不能及时排水，便形成路表水膜，使得车辆雨天在道路上行驶时易出现打滑的现象，增加了交通事故发生率。最后，在遇到暴雨时，地面径流量会急剧增加，这就会加重城市排水系统负担[1]。基于以上密集配沥青路面的缺点，一种新颖的多孔隙沥青透水路面也应运而生。

2 透水沥青优缺点

2.1 透水沥青优点

透水沥青是一种具有高空隙率的路面材料。它利用级配调整使粗细骨料间的孔隙率提高，使降落在道路上的雨水，从透水沥青混合料内大量的孔隙迅速排至道路两边。此项技术于20世纪50年代被研制出来，美国、欧洲、日本等国家从70年代～80年代逐步开始应用。虽然国外已经采用了很多年，但我们国内用得还不多。因为它价格较高。直到90年代末我国才开始相关技术的试验，并在广东、陕西、上海和杭州等城市做了一些试验道路。透水沥青与普通沥青路面相比，具有以下优点:

1)增加城市可透水、透气面积，加强地表与空气的热量和水分交换，调节城市气候，降低地表温度，有利于缓解城市“热岛效应”。2)不易剥落和老化，高温天气不易产生泛油现象。3)充分利用雨雪降水，增大地表相对湿度，补充城区日益枯竭的地下水资源，防止因地下水资源枯竭而形成的地质下陷。4)雨天路面排水迅速，不会在路面形成积水，减少行车打滑，同时减少雨夜车灯光的反射，有利于行车安全。5)能有效地降低行车噪声。6)减轻降雨季节城市道路排水系统的负担，明显降低暴雨对城市水体的污染。7)大量的空隙能吸附城市污染物粉尘，减少扬尘污染。

2.2 透水沥青缺点

据青年时报报道，杭州市某些道路使用透水沥青后，路面透水性好，行车噪声小，乘车感觉舒适，受到好评。不过，人们渐渐发现在交叉路口、港湾式公交车站、BRT车道内，铺了透水沥青的路面会凹凸不平，有的高高隆起，有的成了浅坑。可见透水沥青虽然优点明显，但并不是十全十美的，有以下几点不足:

1)价格较高，是普通沥青的三四倍。2)抗剪能力差，重载车辆急转弯或急刹车时极易发生剪切破坏。3)养护标准也很高，因为沙土容易堵住颗粒间孔隙，为保证路面排水通畅，需要半年清洗一次，这样才能发挥出最大作用。4)夏天时，沥青天热易软化，车辆刹车时的水平推力将沥青内的骨料往前推，易使路面产生凹凸不平。

3 透水沥青路面

3.1 透水沥青路面国内外研究现状

1)国外研究现状:欧洲国家从20世纪50年代后期开始研究多孔沥青路面，取得了不少丰富的经验，对材料配比、施工方法、结构层厚度等方面进行了较全面的室内外试验[2]。英国:1950年，英国的交通研究实验室(TRL)开发了多孔沥青路面，并应用于机场跑道，1960年开始在公路上修筑试验路[3]。自1984年以来，英国铺筑了多条试验路，对采用合适的材料、级配等进行了研究。意大利:在1993年时已采用透水沥青材料铺筑了100多万平方米的路面，取得了不错的效果。比利时:该国应用透水路面也有20多年的经验，它在透水沥青材料中加入某种含纤维的物质，使得路面粗糙度增加且路面稳定性提高。法国:是采用排水沥青路面最快的国家之一，通过运用透水沥青路面材料，使车辆行驶产生的噪声大幅度降低。为了进一步对混合料的性能进行研究，通过大量试验发现加入纤维素的透水沥青材料铺筑的路面，不仅不会改变路面材料中的气孔，而且会使路面车辙明显减少[3]。荷兰:在1972年时开始排水性沥青混合料的应用研究，荷兰降水量大，铺筑这种路面能有效的防治雨天行车溅水，减少交通事故并取得了良好的经济效果。除以上国家外，美国、日本、德国、丹麦、西班牙、瑞典、新西兰、新加坡、马来西亚等国家，对多孔沥青路面都有研究和应用[2]。

2)国内研究现状:由于各种原因我国对透水沥青路面研究较晚，近年来，随着道路交通量的大幅度增加，国内已有少数科研单位和高校开始了研究。

3.2 透水沥青路面结构

透水沥青路面是指由较大空隙率混合料作为路面结构层，其允许路表水进入路面的沥青路面结构的总称。根据适用场合可分为三种类型:

1)Ⅰ型:路表水进入路面后由面层排出并引到邻近排水设施;2)Ⅱ型:路表水进入路面后由基层或垫层排出并引到邻近排水设施;3)Ⅲ型:路表水进入路面后直接进入路基。

透水沥青路面结构分为面层、基层和垫层三部分。

面层:透水沥青路面面层材料一般采用多孔沥青混合料PAC，它是一种典型的骨架—空隙结构，多孔沥青混合料多采用高粘度沥青作为结合料，可以通过掺加高粘度改性剂或使用SBS改性沥青掺加高粘改性剂、SBS改性沥青掺加纤维、在沥青或改性沥青中掺入废旧轮胎粉、在沥青中掺加EVA或橡胶等多种提高沥青粘度的方法[1]。

透水基层(Ⅱ，Ⅲ型):在面层的下方，必须有足够的稳定性能支持路面的施工操作，必须有足够的储水能力暂时储存未排出的雨水，必须有足够的强度以满足路面结构的总体性能。

垫层(Ⅲ型):通常由粗砂、小颗粒集料或者土工织物组成，具有过滤功能和足够的透水性能，它不仅能防止土颗粒通过泵吸作用进入基层或底基层，而且能分散传至土基的荷载，使其不产生过量变形[1]。透水沥青路面排水图见图1。

图1 透水沥青路面排水图

3.3 透水沥青路面的养护与维护

1)透水沥青路面要长期保持透水功能以及排水降噪等其他路面功能，需要进行养护与维护。2)透水沥青路面冬季应及时清雪，采取措施防止路面结冰，不宜机械除冰，不得撒灰或灰渣。3)透水沥青路面投入使用后，随时间的增加会出现空隙堵塞，造成透水能力下降，为确保透水路面的功能，可使用高压水冲刷空隙洗净堵塞物。

4 结语

透水沥青材料具有良好的透水、抗滑和高温稳定性，可降低交通事故的发生率。在人流量和车辆量较大的城市，该材料可以减少噪声，提高环境质量。因此，希望道路材料方面的专家们能够运用自己丰富的知识和实践经验加大对于该材料的研究与探索，努力降低其生产成本和维护成本，使其能在我国广泛推广与应用。

[1]蒋 伟.透水沥青路面混合料配合比设计方法与路用性能研究[D].西安:长安大学，2008.

[2]黄 卫，钱国超，刘卫红.透水沥青路面和混合料组成设计[J].中国市政工程，1993(2):4-7.

[3]曹卫东，陈 旭，吕 伟.简述国内外低噪声沥青路面研究现状[J].石油沥青，2005(1):50-53.