排水性沥青路面在高架快速路上的应用效果

上海浦东路桥建设股份有限公司 上海 201210

1 排水性沥青路面简介

排水性沥青路面（OGFC）是一种使用高黏度沥青材料包裹石石嵌挤的骨架，形成空隙率高达15%～25%的沥青混合料（图1）。在路用性能稳固基础上，还具有排水、降噪、降温功能，是一种集功能性、安全性于一身的新型沥青路面[1]。

图1 排水性沥青路面结构示意

2 工程概况

横一路项目位于宁波环城南路高架路，跨越杭甬运河，机动车道和人行道采用分离式设计，全长1 225.5 m，机动车道总宽12 m。服务对象以客运交通为主，兼有轻型货运交通。该工程于2012年11月竣工，正常路段双向8 车道，设计车速80 km/h，排水路面设计空隙率为20%。

3 应用效果分析

3.1 排水性

对于普通密级配路面，雨天道路表面水膜厚度大，车辆行驶过程中易将路面水往后带起，形成水雾，车速愈高，水雾高度愈大，严重影响后车司机的视线，造成交通安全隐患。排水性沥青路面由于路面空隙大，在路面不积水情况下，道路表面基本无水膜，因此车辆经过时水雾现象不明显。图2为3 种路面排水能力。

图2 3 种路面排水能力对比

从图2看出，排水路面的平均渗水系数超过6 000 mL/min，满足中雨以下降水量的排放，而普通路面和SMA路面由于其混合料结构特点，渗水系数很低，雨水几乎不向下渗，只是在路表流动，往往会形成路面积水，对行车安全影响很大。

3.2 抗滑性

路面抗滑性能是指路面抵抗其上行驶车辆产生滑行现象的能力，其物理意义为路面与车辆轮胎之间摩擦力的大小，是影响路面行车安全的重要因素之一。本文主要从路面构造深度和横向力系数两方面来描述排水路面的抗滑优势[2]。

2012年11月至2014年1月，对横一路高架排水路面进行了5 次构造深度检测，并与AC-13路面对比，检测结果如图3所示。

图3 现场构造深度和通车时间关系

从图3看出，排水路面构造深度明显大于AC路面，路面刚建成时，排水路面的构造深度是AC路面的4.4 倍，通车1 年后增加到5.2 倍；排水路面和AC路面构造深度随时间的衰减速率分别为0.045 mm/月和0.016 mm/月，按照该速率，OGFC路面2年左右构造深度降至1.2 mm，仍然具有良好的抗滑特性。

SMA路面具有良好的抗滑性能，本文将排水路面与SMA路面进行对比，以体现排水路面优越的抗滑特性。结果如表1所示。

表 1 新建路面横向力系数测试结果

表1看出，无论是摆值还是横向力系数，排水路面均高于SMA路面，显然，在抗滑方面，排水路面优于SMA路面。

3.3 降噪性[3-5]

排水路面的降噪机理包括两部分，一是多孔吸声作用，使进入孔洞的声能部分转化为热能；另一是连通空隙缓解了轮胎与地面接触产生的噪声。车辆在高速行驶过程中，驱使轮胎与路面极快地接触和分离，在轮胎花纹与路面表面形成了局部不稳定的空气体积流，空气体积流的快速脉冲运动产生了单极子噪声。根据同济大学声学研究所的有关研究，后者的降噪效果远大于前者。

对于道路材料降噪效果的检测，目前国内主要有两类方法：一类是现场检测方法，包括远场法、匀速行驶车内噪声法、近场法；另一类是评价材料的吸声系数，均在试验室完成，包括驻波管法和混响室法。为贴合实际，选择第一类方法检测，由于远场法受外界环境影响较大，本文采用近场法进行现场噪声检测，测试结果如图4所示。

图4 排水路面与普通路面的噪声-车速变化曲线

从图4中看出，轿车在排水路面上最大可降噪达5～8 dB，而中巴也能降噪2～4 dB。随着车速的提高，两者噪声趋近，此时外界影响因素起主要作用。

3.4 降温性[6]

降低沥青路面的路表温度，可以改善道路沿线小气候，间接促进城市热岛效应的缓解；同时，还能降低路表雨水径流的温度，减小对水生态环境的影响。

首先在同一时点（16：00）分别检测相邻位置排水性沥青路面和AC-13路面在干燥状况下的路表温度，然后往2条路段上与上面相邻位置邻近的2 个固定测试点按同样的方式浇水，浇完水后即对路面温度进行检测。

图5 排水性沥青路面降温效果

图5看出，路面干燥状态下，排水性沥青路面比普通密级配沥青路面温度低3～5 °C；洒水后，两者均迅速降温，但普通路面在40 min内升温10 °C，而排水路面温度基本保持稳定不变，缓解了城市热岛效应。

4 结语

（a）排水路面的平均渗水系数超过6 000 mL/min，满足中雨以下降水量的及时排放，提高行车安全。

（b）排水路面构造深度和横向力系数明显大于普通路面，具有优越的抗滑性能。

（c）在车辆行驶过程中，相比于普通路面，排水路面能够降低5～8 dB的噪声。

（d）路面干燥状态下，排水性沥青路面比普通密级配沥青路面温度低3～5 °C；洒水后，两者均迅速降温，但普通路面迅速升温，而排水路面温度基本保持稳定不变，缓解了城市热岛效应。