2004排水性沥青路面排水性能研究与排水设施的设计(1)(2)

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第一章绪论

１．１排水性沥青路面的概念及特点

排水性沥青路面是指表面的一层或两层具有排水功能，能够将渗入的雨水直接从该层向路面边缘排出而不能再向其下承面层渗透的沥青路面。其结构层组合和所用材料的基本特点是排水功能层采用大空隙沥青混合料，粘结料为高粘度沥青；下承面层采用不透水的密级配沥青混凝土，且在顶面洒布兼有防水功能的改性乳化沥青粘层。排水性路面结构示意图见图

１—１。

随着高等级公路建设事业的发展及养护管理的需要，道路排水问题目益受到重视。目前传统的密级配沥青混凝土路面，其致密结构具有不渗水的特点，降水主要是通过表面径流的方式排除。研究表明表面径流所形成的水膜会导致水漂，车轮溅起的水雾在强光照射下会产生眩光，影响车辆的行驶安全。而排水性沥青路面具有较高的结构稳定性和较好的抗滑性能，特别是它能通过较大的空隙迅速排除路表降水，减小路表水膜厚度，使行车时车轮与路面有足够的接触面积，从而避免高速行车时产生的水漂现象，并能大大减少因飞溅产生的水雾，提高行车安全性１１１。

排水性沥青路面上面层为排水性沥青混合料组成的骨架空隙结构，其集料采用间断级配

（或称开级配１，粗集料含量犬且粒径单一，细集料含量少，结构空隙率很大，为２０％左右。因此，路表降水可以迅速的渗透下去。排水性沥青路面的中面层或下面层为密级配沥青混凝土，其顶面上设置粘（封）层，上面层的下渗水不再向下渗透而是沿路面的横坡纵坡及配套的排水设施从路侧向排除出路面体。因此，如何快速有效的疏水是保ｉ正１４｝水性沥青路面使用

性能的一个关键。

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图１．１排水陆沥青路面结构示意图

根据国内外公路建设的经验，高等级公路应设置完善的排水设施，以排除路界范围的地表水和地下水，从而保证路基的稳定、路面的良好使用性能以及行车的安全。公路排水一般

由三部分组成：（Ｉ）路界地表排水，它包括路表排水、中央分隔带排水和坡面排水；（２）路

面内部排水，它包括多孔隙面层排水、路边缘排水及透水基层排水：（３）地下排水，它包括渗沟、边沟、略沟或暗管。国外的研究表明，设置良好的排水系统，能提高沥青路面的使用

东南大学硕士学位论文

第一章绪论

寿命达３０％以上；而排水不畅的沥青路面，其过早破坏通常是由于路面面层结构处于饱水状态下，又通行重载车辆引起的。实际上路面结构层中任何一层处于饱水或泡水状态，都会导致结构层强度降低，加速各种路面病害的产生和发展，多雨地区尤为突出。因此，设计良好、完善的排水系统是高等级公路工程设计的重要组成部分。

１．２国内外研究概况

排水性沥青路面是一种新型的沥青路面结构，它具有的两大优点：①雨天能防止路表水膜的形成，提高路面粗糙度抵抗车辆的滑移；消除或减轻车尾喷水花的现象，提高驾驶员视线的清晰度，从而能明显提高车辆高速行驶的安全性｛②具有抑制溅水现象和降低交通噪声等保护环境的功能。因而，这种路面结构受到众多国家的重视、研究和应用。２０世纪６０年代开始欧洲一些国家如德国、法国、英国、意人利等己提出过这种路面的概念，并对沥青材料进行过研究，但也许限于历史条件的局限，未见成功经验的详细报导。９０年代起美国和日本开始重视这种排水路面的研究和应用，美国的开级配摩阻层（ＯＧＦＣ）属于该类研究的

成果，这种混合料要求的孔隙率为１２～１５％。日本则于１９９６年由日本道路协会发布ｒ《排

水性铺装技术指针（案）》，设有排水表面层的沥青路面结构已有成功的经验，其特点是空隙

率达１５～２５％，雨水能快速渗入该结构层内部，其下承层则为不透水层，因此，渗入水由该层横向（含合成坡向）迅速排出。目前，德国等一些欧洲国家也正在进行这方面的研究，欧洲排水沥青要求的空隙率为２０～２５％Ｈ。

国内对这类路面也有所研究，但研究的深度不够，试验路都是借鉴国外的经验和方法，

研究缺乏系统性和广泛性，离实用的要求还差得很远。这种路面结构在我国首先是在城市道

路上应用，北京、广州等火城市在２０世纪９０年代都先后铺设了试验路和实体工程。公路行业是在２０世纪９０年代后期才开始研究使用的。交通部公路研究所先后在济青高速公路，京沪高速公路（河北段）铺设了试验路。随着我国公路建设的发展，对路面的要求越来越高。

公路沥青路面表层的构造深度和防水损害一直没有很好地解决，城市道路对噪音和抗滑性也越来越重视。我国《公路排水设计规范ＪＴＪ０１８．９７》¨’的路表渗入率计算方法是根据１９９６年

同济大学在上海的旧沥青混凝±路面和水泥混凝土路面上进行的路表深入率的测定结果，并

比对参照美国的Ｒｉｄｇｅｗａｙ试验结果和ＡＡＳＨＴＯ路面结构设计指南的推荐值得出。对于大

空隙率的排水性沥青路面面层的计算是否适用有待进一步研究证实。

排水性沥青路面的排水机理是进行排水设计计算的理论依据，薛禹群主编的《地下水动力学》【４】中“河渠间地Ｆ水的稳定运动”模型是比较贴近排水性沥青路面排水状况的，但是

由。ｒ这个模型所假设的河间地块的不透水层是水平的，且潜水是可以双向运动的；而路面由

于具有横坡和纵坡的原因，不透水层是倾斜的，而且路面排水是从路中间向路边缘单向排水，因此，此模型与排水性沥青路面的实际排水状况还有差距，需要在此基础上进一步改进，建立一个新的符合实际状况的模型。目前对于排水性沥青路面排水机理的理论研究还不够深入，因此对于排水设计计算多采用经验的方法

目前，排水层材料渗透性能的测定多采用路面渗水仪所测得的渗水系数来代替，而在水文地质研究中是用渗透系数作为材料的固有性质和计算依据的，这两者之间的关系如何，能否用所测得的渗水系数来进行理论计算，如何进行计算有待研究证实。

渗透系数作为排水层材料的一个重要指标，在测试方法上却没有得到发展和完善。用于室内渗透系数测定的渗透仪多用于土的测定。室内测定渗透系数的仪器按照渗透试验原理的不同，一般有常水头渗透仪和变水头渗透仪两种。不同仪器的差别只是在于形式和测量精度上的不同。这两种试验方法在国内外都得到了广泛的应用。一般认为常水头渗透试验适用于渗透系数较大的材料，变水头渗透试验适用于渗透系数较小的材料。

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东南大学硕士学位论文

第～章绪论

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Ａ１２１８

Ｔ－－１９７９规定了实验室内测得饱和状态土的渗透系数的试验方法。其

将渗透试验分为常水头和变水头两种。前者适用于渗透系数较大的材料，后者适用于渗透系数较小的材料。日本道路公团ＫＯＤＡＮＡ１２１８－－１９８５列出了适用于测定砂或砂性土的渗透系数试验方法，分类方法与ＪＩＳ标准相似。美国ＡＡＳＨＴＯＴ

２１５—７０和ＡＳＴＭ

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