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淄博科泉工貿有限公司帶你了解雙層排水降噪瀝青路面技術

在國家公路與城市道路的不斷改革和發展中,道路交通噪聲污染、雨天行駛事故發生都在愈演愈烈,排水降噪路面除了有十分良好的吸聲降噪功能之外,還能有效的將路面的積水及時排放出去,保持路面的干燥和摩擦系數。在(單層)排水瀝青路面的推廣中路面十分容易發生堵塞,主要原因是因為單層排水瀝青路面采用的是大孔隙粗級配,大顆粒泥土和灰塵十分容易進入單層的排水瀝青路面,導致排水路面形成堵塞,致使排水路面失去排水降噪的功能。


通過將單層的排水路面結構改進和優化,設計為上面層為細集料組成結構,而下一層為粗集料為組成結構的雙層排水瀝青混凝土路面。這樣設計的雙層排水瀝青混凝土路面可以將單層排水瀝青混凝土路面弊端很好的解決,提升道路路面的排水性能和功能性。同時雙層排水瀝青路面能夠更好阻止大顆粒泥土和灰塵進入路面結構。


雙層排水瀝青混凝土路面是上面層為細集料組成結構,而下一層為粗集料組成結構的雙層排水瀝青混凝土路面組成。上層的細級配多孔結構在路面上形成相對比較密閉的結構阻礙大顆粒的泥土和降低細顆;覊m的進入,形成一道保護屏障;下層粗級配多孔結構得到上層的細級配多孔結構的保護,降低了污染物和灰塵的堵塞機率。同時由于大顆粒泥土和灰塵大部分被上面層結構阻擋,使用現有的路面清潔技術能夠很好的將上面層及其以上的大顆粒泥土和灰塵很好的清理掉。

雙層排水道路材料技術性能

集料性能要求

在雙層排水瀝青混凝土路面結構中,由于上層結構和下層結構所接觸的物質和條件不盡相同,所以兩層結構的設計具有一定的區別,而這區別體現主要是在材料選擇和指標控制。


上層集料在公路車輛來往中處于開放式接觸結構,這樣的路面結構對道路表層的磨耗要求十分高,這樣設計的結構中為了保證車輛在上面層行駛過程中不會過于打滑,需要控制表層的摩擦系數處于比較合適的范圍。為了達到這樣的摩擦系數,上層集料的粒徑范圍主要控制在2~8mm之間,除上述指標外,上層集料還需要具有良好的抗磨光性能。


下層集料采用的是單粒徑粗集料結構,為了保證這樣結構的設計具有很好的嵌擠效應,粒徑的范圍主要是控制在13~23mm,這種結構在單粒徑粗集料的使用下能夠使粗集料在下面層結構排列中獲得較好的排列,幾何排列模型較為均勻,這種結構下下面層混合料可以保證較大而且均勻的孔隙率,提升孔隙與孔隙之間的連接率,增加下面層混合料結構的排水能力。下層結構粗集料的技術性能如表1所示。

如表1所示路面下層粗集料為了獲得較為牢固的嵌擠作用來支撐和保證下面層粗集料結構的穩定性和荷載的承載能力,在壓碎值(ACV)、沖擊值(AIV)、10%壓力值(TFV)都有相應的技術指標要求。

粘結料性能要求

排水路面在于大氣接觸過程中,由于孔隙率較大的原因,排水路面的上面層在道路使用過程中更容易由于紫外線等外在的條件引起道路耐久性變差。路面面層具有較為大的孔隙率的同時,集料之間的粘結力由于接觸的面較少而相對于SMA路面較弱,集料之間為了得到更好的粘結力從而能夠抵抗車輛行駛過程中的離散破壞,必須采用更優異的粘結材料,這樣才能是路面的各項性能處于比較良好的使用狀態。


雙層排水瀝青路面的技術指標能夠得到提升主要是通過在改性瀝青中選用高粘SBS改性瀝青,通過這樣可以提升雙層排水瀝青路面中瀝青膜的厚度,使近距離集料之間的粘結力得到增強,同時也使雙層排水瀝青路面在使用過程中抗水損害能力得到提升。表2為高粘改性瀝青各項指標性能及其實驗結果。

由表2可以得知,高粘改性瀝青實驗結果均滿足相應的技術要求,并且在有些指標上(比如:延度(15℃))性能指標比較突出,因此SBS高粘改性瀝青可應用于雙層排水路面上面層和下面層瀝青混合料中。

活性添加劑性能要求

活性添加劑在道路路面使用中十分廣泛,也使得路面能更好發揮其性能,各類活性添加劑的使用如消石灰等可以讓道路在于大氣接觸的過程中處于不易被氧化的結構中,使道路的穩定性得到了很好的保證。


同時活性添加劑的使用不僅僅可以取得單方面的性能提升,還可以在不同性能提升中得到整體的保障,這使得活性劑的性價比得到了體現。消石灰添加劑的作用主要有以下3方面作用:


(1)消石灰能夠吸收瀝青中的極性成分,在粗集料和細集料與瀝青之間形成穩定的過渡層,其粗糙的結構表面與改性瀝青結合后形成的結構提升了整體的連接強度。


(2)在活性劑參與瀝青混合料混合過程中參與物理化學反應,可以在一定程度上使瀝青的基礎性能得到保護,活性添加劑在使用過程中能夠在與混合料發生反應之后形成與結構相適應的物質,使瀝青混合料中形成的物質不僅能夠維持路面的穩定,還能在一定程度上減少礦粉礦物的使用。代替量一般為整體礦料的4.5%,如果將消石灰換成水泥添加劑作為活性劑的時候,摻量改為3.5%。


(3)消石灰的摻入可以使瀝青玻璃化的溫度效果降低,改善瀝青在低溫下的應力松弛,使瀝青混合料在低溫條件下不容易發生脆斷。

混合料級配設計

混合料的級配設計在整個路面設計中處于十分重要的地位,雙層排水瀝青路面能夠得到很好的路用性能離不開良好合適的級配設計要求。在級配設計中,能夠得到滿足性能要求的級配需要考慮工程現場周邊材料的來源性價比以及材料是否滿足路用性能要求。在滿足規范要求的前提下,能夠就近選用集料,并對已經選用的集料進行合理良好的存儲也是十分重要。合理良好的存儲才能保證集料在使用時候的品質要求。


在相關的級配區間和對美國國家瀝青技術中心(NCAT)、美國Georgia、日本道路協會、中國標準JTG  F40等資料的查閱,初步研究決定:雙面層排水瀝青路面上面層選用NCAT礦料級配條件;雙面層排水瀝青路面下面層選用JTGF40礦料級配條件。雙面層排水瀝青路面兩層礦料級配條件如表3所示。

雙層排水瀝青路面施工

防水粘結層施工

在路面整體施工過程中,最重要主要是路面的防水層的施工質量,路面防水層如果沒有達到施工質量要求,會導致排水路面在下雨或者水量比較大的時候受到沖刷,而次等防水層經不起水流的長時間沖刷導致防水層很快失效,這時道路基層和土基受到水流的沖刷,在較短的時間就會使路面產生下沉,這這種破壞對于道路破壞是十分巨大。這樣的破壞道路的整個結構層都必須挖掉重新鋪筑,比簡單的路面破損嚴重很多,為了避免這樣嚴重的破壞,防水層的鋪筑需要嚴格控制施工質量。


在雙面層排水瀝青路面防水層施工之前要對下層進行細致的清潔打掃,不僅要保證下層良好的平整度,還需要保證下層清潔程度,在做好清潔之后對下層采乳化瀝青進行均勻的灑布,同時要保證灑布乳化瀝青的品質和施工過程中的均勻性、無堆積和時間的均勻性。

排水瀝青混合料施工

對于雙層排水瀝青路面的攤鋪,要先在大規模攤鋪之前做好試攤鋪,通過試攤鋪確定最終大規模攤鋪的準備工作、攤鋪過程、壓實過程的施工工藝,確定整個攤鋪過程中重要的工藝施工參數,檢驗和校正孔隙率、壓實度、滲水要求等各方面的技術標準。


在拌合的時候需要先對加入到拌合站拌合中的熱拌瀝青混合料進行10s的干拌,使干混合料得到一定的均勻性,然后加入已配比好的高粘改性瀝青進行50s的拌合。熱拌瀝青混合料的質量保證離不開溫度的實時監控和記錄,這記錄過程中還要不斷修正,生產溫度控制條件見表4所示。

排水瀝青路面單層與雙層路用性能評價

為了更好的評價雙層排水瀝青路面路用性能,通過對雙層排水瀝青路面和單層排水瀝青路面進行高溫穩定性實驗、低溫抗裂性實驗、水穩定性能實驗、抗滑性能實驗、降噪性能實驗,利用本文已有的配合比設計,控制孔隙率在20%左右。對2種路面各自取樣做動穩定度、標準飛散試驗、最大彎拉應變、浸水馬歇爾殘留穩定度、凍融劈裂殘留強度比、平均構造深度(TD)、摩擦系數(擺值)、吸聲系數測試,實驗數據如表5所示。

如表5所示,本文分別對單層與雙層排水瀝青混合料取樣做了如下實驗,高溫穩定性實驗中動穩定度與標準飛散試驗單層排水瀝青路面與雙層排水瀝青路面均滿足規范要求;低溫抗裂性中最大彎拉應變單層排水瀝青路面超過規范值375με,增幅達到18.75%,雙層排水瀝青路面超過規范值578με,增幅達到了28.90%,從高溫穩定性和低溫抗裂性能可以看出雙層排水瀝青路面優于單層排水瀝青路面。水穩定性能實驗中浸水馬歇爾殘留穩定度和凍融劈裂殘留強度比均滿足規范值要求,且雙層排水瀝青路面實驗結果分別比單層排水瀝青路面實驗結果高出4.89%和4.43%;抗滑性能測試中,單層排水瀝青路面和雙層排水瀝青路面同屬于大孔隙排水瀝青混凝土路面,平均構造深度(TD)和摩擦系數(擺值)均遠遠超出規范值,是較為突出的性能,也是排水路面的主要特點之一,構造深度均超過了0.85mm,擺值均大于70BPN;降噪性能中吸聲系數測試雙層排水瀝青路面的實驗結果優于單層排水瀝青路面。


綜上所述,雙層排水瀝青路面的抗滑性能與單層排水瀝青路面性能較為相似且都十分優異;高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、降噪性能均為雙層排水瀝青路面較好。

結論

(1)通過采用良好的原材料選擇、合理的級配設計和規范化的施工管理,可以使得路面施工整體質量能夠得到保證。


(2)在路面整體施工過程中,最重要主要是路面的防水層的施工質量,路面防水層達到施工質量要求是保證路面在下雨或者雨水量比較大的時候受到沖刷也能夠保持穩定的前提,從而才能保護路基和土基的穩定性。


(3)雙層排水瀝青路面在現在道路交通噪聲污染、雨天行駛事故發生都在愈演愈烈的發展進程中,不僅有十分良好的吸聲降噪功能之外,還能有效的將路面的積水及時排放出去,保持路面的干燥和摩擦系數,十分適合在降雨量充足的區域使用和推廣。


(4)雙層排水瀝青路面的抗滑性能與單層排水瀝青路面性能較為相似且都十分優異,高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、降噪性能均為雙層排水瀝青路面較好。


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