排水性沥青路面设计优化及最新设计动态

1排水性沥青路面设计优化及最新设计动态2012.4.252123排水性路面介绍川沙A-1地块排水性沥青路面应用浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化汇报内容3排水性路面或透水性路面是由大空隙率的沥青混凝土面层取代传统的密级配混凝土面层，目前路面工程界对此类高空隙率的沥青混凝土面层有两种名词表示。美国方面称之为开级配磨耗层（OpenGradedFrictionCourse，简称OGFC），一般铺设厚度约为1.5cm～2.5cm，作为功能层使用；欧洲称之为多孔隙沥青混合料（PorousAsphalt，简称PA）或排水层（DrainageCourse）;日本则称之为排水性铺面，一般铺设厚度约为4～5cm，作为结构层使用。在国内，我们往往把OGFC作为排水性路面的简称。应用的正是作为结构层使用的排水路面。1.排水路面介绍4排水性沥青路面是一种典型的骨架孔隙结构。连通空隙在道路内部形成发达的排水网道，雨水通过网道沿道路横坡在路体内部排出。排水性沥青路面1.排水路面介绍5项目开级配磨耗层排水性面层主要用途增强雨天时的阻力，防止浸水的磨耗层（不计入厚度计算）增强雨天时的阻力，防止浸水，降低噪声的表面层（计入厚度计算）施工厚度（mm）20mm左右40-50mm结合料20号、30号硬质沥青等高粘度改性沥青集料的最大粒径（mm）1013或者20空隙率（%）15左右20左右沥青率（%）6.0~7.54.0~6.0养护不需要专门养护清孔需要定期养护清孔开级配磨耗层和排水性路面的区别1.排水路面介绍6（1）出色的安全性GoodSafety雨天路面不积水、无水膜、无水雾、抗滑性好，视觉效果好。大幅度提高了雨天行车的安全性。普通路面排水性路面Drainageasphaltpavement1.排水路面介绍7（1）出色的安全性GoodSafety日本对多孔隙排水降噪沥青路面使用后期的研究表明，该路面对提高安全驾驶，减少由于交通事故造成的财产损失是相当明显的。事故发生数年度事故发生数统计表1年前未铺设排水降噪沥青路面1年后铺设了排水降噪沥青路面事故数下降了85％1.排水路面介绍8（2）减少水雾1.排水路面介绍9（3）抗滑1.排水路面介绍10排水路面（左）与普通路面（右）普通路面与排水路面排水性沥青路面无眩光（4）改善雨天夜间视觉效果1.排水路面介绍11（5）出色的降噪性能1.排水路面介绍12噪音检测结果•降低噪音3-8dB。（6）出色的降噪性能1.排水路面介绍13发达国家的统计结果表明比普通路面节约燃油约5%（7）节能1.排水路面介绍14缓解城市热岛效应（7）节能有效降低地面温度2℃~3℃1.排水路面介绍15同时大孔隙排水降噪路面也存在着一定的缺点。应避免在以下区域使用:（1）环境质量较差，易于被飘尘或泥土堵塞的路段；（2）低速重载路段；（3）承受高的水平剪切作用的路面，如转弯道等；需要专门的清洗车对其进行养护。随着国内清洗养护车辆的研制成功，完全可应用排水性路面的优点，并将其吸声、降噪、排水、提高行车安全等优势发挥。1.排水路面介绍16中环线浦东段、华夏高架路北通道示意图中环线、华夏高架路设计方案浦东国际机场北通道•中环线、华夏高架路——国内单体最大的排水路面项目2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化17中环线浦东段高架华夏高架路•中环线、华夏高架路2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化18当日气象：大到暴雨降雨强度：10～15mm/h风力：4～5级•中环线、华夏高架路2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化19中环线浦东段排水路面噪音观测数据上图为中环线浦东段使用排水路面后路面噪音观测数据，结果显示在相同车速情况下，使用排水降噪路面后产生的路面噪音平均比普通路面低5~7dB，该效果在低速情况下尤为突出。2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化20中环线浦东段排水路面渗水系数观测数据中环线浦东段于2009年10月完成高架排水性路面摊铺，上图为2009年12月至2012年4月期间对排水路面渗水系数的观测数据。在约两年半年时间内，尚未采取有效的养护条件，前期渗水系数衰减相对平缓，并大于1000ml/15s，说明其自净功能尚能发挥。但在最近时间段内，衰减程度开始加快，证明孔隙堵塞加重导致自净功能衰减加快。30060090012001500渗水系数（ml/15s）检测时间南侧北侧2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化21中环线浦东段排水路面现场照片2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化对于单向4车道设计，排水路面过宽、雨量较大时排水不畅，往往在最外侧车道引起积水。因此对于此类大宽度路面，需要有针对性地设计排水体系，保证排水功能的发挥。222.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化从现状中环线浦东段、华夏高架路的运营状况来看，总体上排水性沥青路面的排水、降噪及其它功能发挥尚可，但存在路侧积水、孔隙堵塞等局部问题，建议从以下问题优化：1）、需要更为有效的排水系统，以加强排水性路面的排水能力；2）、提供稳定的清洁养护设施，以保证排水性路面孔隙的顺畅。23降雨强度的频率我院与同济大学合作，完成了上海市短历时暴雨强度公式和设计雨型研究。其中针对上海市1985－2004年近二十年的降雨资料进行分析。结果表明：上海市年均降雨次数为111。0.000.100.200.300.400.500.600.700.010.040.070.1降雨强度(mm/min)频率上海市降雨强度概率分布雨强分布函数为iIeif)(其中β＝0.589，OGFC最大可排除的降雨强度为0.47mm/h，即0.008mm/min，其对应的分布概率为0.59，接近一半的降雨情况下OGFC排水路面可发挥作用。结论：2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化24高架桥面的两部分雨水构成主要为：1、层间渗透水，即通过渗入大孔隙路面结构排出的雨水；2.桥面径流水，沿路面结构表面排入集水通道或集水井的雨水。根据对排水路径的分析，又可以将径流水分成两部分：1、按照路面合成坡度直接就近排到路侧的雨水；2、径流水流至路侧后，沿路侧平石和纵坡方向排入集水井的雨水量。沿路侧径流水2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化252.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化改变单纯采用路侧式边缘排水形式，形成纵横向排水网络体系。对于路面较宽、纵坡较大的路面，可显著提高其排水能力，避免路侧或纵坡凹点积水。排水系统网格化原边缘排水系统网格式排水系统262.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化原有边缘排水方案采用的是重点解决层间渗透水的塑料盲沟形式，过水断面较小，排水不畅。采用其它材料、排水沟形式是可以较好解决排水不畅的问题的。排水系统形式优化27复合材料侧向排水沟本方案可将层间水和路侧径流水收集排除，根据渗流公式计算可知排水量为21.12L/s。为方便日常疏通清理，每隔10米设置一个疏通维护段，可打开上盖定期进行维护。2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化排水系统形式优化282.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化排水系统形式优化网格式排水系统形式29排水路面铺装层机能恢复车作业现场2.浦东中环路、华夏高架路排水性路面及优化302条次干路：南入口大道——车流次出入口道路西（南、东）环路——地块内各地块沟通性环路3条支路：北辅路、北支路及南辅助路——员工及物流出入口道路功能定位3.川沙A-1地块排水性沥青路面应用次干路支路31道路横断面布置环路南入口大道北辅路北支路南辅路3.川沙A-1地块排水性沥青路面应用32自然条件上海地处北亚热带南缘，是东南季风盛行的地区。由于受冷暖空气交替影响，四季分明，冬夏长，春秋短，受海洋影响明显；年平均气温15.5℃，夏季最高气温38℃，冬季最低气温-9.6℃；全年降雨量1114.9mm，雨水较多，有利于排水路面发挥其出色的排水性能；园区环境川沙A-1地块开园后，环境优美，是国际性旅游度假区;道路断面设计绿化分隔带较宽，对尘土有吸附和阻挡作用。园区交通重载车辆少、以轻交通为主，交通发生主要集中在早、晚高峰；采用排水路面不仅可以避免其结构强度不佳的缺点，还能为园区整体环境起到减噪的作用；3.川沙A-1地块排水性沥青路面应用33路面结构设计方案开园前，将第一次修筑的2cm上面层铣刨，找平后，涂一层沥青粘层油，再加铺4cmOGFC-13上面层+1.0cm稀浆封层+同步碎石+聚酯玻纤布。结构层次第一阶段修筑开园前改造上面层3cm细粒式沥青混凝土（AC-10C）4cmOGFC-13面层（高粘度改性沥青）1cm稀浆封层+同步碎石+粘层油下面层7cm粗粒式沥青混凝土（AC-25C，天然岩沥青改性）不变层间0.6cm乳化沥青稀浆封层上基层层间底基层12cm沥青稳定碎石透层油32cm水泥稳定碎石垫层15cm级配碎石总厚度68.6cm71.6cm西（南）环路(除环岛外)、南入口大道、北辅路路面结构3.川沙A-1地块排水性沥青路面应用34机动车道采用具有透水性能的排水路面做为上面层，AC-25作为道路的下面层，在道路摊铺时，在靠近雨水窨井盖30cm范围内，上、下面层皆采用排水路面作为道路面层，通过排水路面的透水性能对雨水窨井盖的侧面进行雨水排放.3.川沙A-1地块排水性沥青路面应用35本工程机动车道采用连续型排水沟，可在整体性排水沟的侧壁开孔收集排水面层的渗透水。30cm侧向排水孔3.川沙A-1地块排水性沥青路面应用36已建申江路高架规划申江路高架专用道拟建申江路高架专用道和西入口大道也采用OGFC排水路面方案。川沙A-1地块应用排水路面能与园外道路保持同等路面，避免园外道路好、园内反而差的局面。3.川沙A-1地块排水性沥青路面应用37谢谢！