排水路面（PPT39页)

排水路面Textinhere同济大学道路养护技术中心同济大学道路养护技术中心概述1沥青基排水路面2聚合物基排水路面3排水路面施工工艺4经济性分析56推荐方案同济大学道路养护技术中心12排水路面是指表面的一层或二层具有排水功能，能够将渗入的雨水直接从该层向路面边缘排出，排水功能层采用大空隙混合料，下承层采用不透水的密级配沥青混合料，而根据胶结料的不同，排水路面有沥青基排水路面和聚合物基排水路面，除此之外还有水泥基的透水水泥混凝土路面。同济大学道路养护技术中心优点：①道路表面粗糙，提高路面抗滑性能；②透水能力强，可消除路表面水膜，防止车辆水漂；③减少溅水和喷雾，提高了雨天行车的能见度；④大孔隙的吸声作用大大降低行车噪声等。缺点：①空隙易堵塞②强度较低③排水能力衰减同济大学道路养护技术中心沥青基排水路面2•沥青基排水路面早在上世纪60年代由欧洲国家开始研究和应用，开级配多孔性沥青路面在欧美国家已得到广泛应用。美国在上世纪70年代研究开发了开级配抗滑磨耗层（OGFC），取代过去的表面处治，如封层、石屑封面等路面。•日本是使用排水性沥青路面最普遍的国家，绝大部分的高速公路和快速路均采用排水沥青路面。•在国内，江苏、上海等省市应用排水性沥青路面比较广泛。尤其是上海，通过同济大学、上海市政工程设计研究总院、上海公路桥梁集团、上海浦东路桥等单位的大力研究和推广，在上海世博园、中环线、浦东机场北通道、五洲大道、嘉闵高架等重要场所或道路均采用了排水性沥青路面，使用性能良好。同济大学道路养护技术中心由于排水沥青混合料为骨架空隙结构，为保证混合料具有良好的耐久性，必须保证骨料表面包裹一层很厚的沥青膜，从而要求所用沥青具有很高的粘度；从改性剂的性质分为高粘类和环氧树脂类。沥青与改性剂细集料矿粉粗集料原材料技术要求：同济大学道路养护技术中心•目前国内使用的高粘度改性沥青主要有两大类：一类是成品高粘度改性沥青，另一类是将改性剂直接投放到沥青混合料内达到高粘度改性的目的。•高粘粒子技术要求：技术指标单位技术要求试验方法灰分%≦0.5GB/T4498硬度A≥50GB/T531.1300%定伸应力MPa≥1.0GB/T528伸长率%≥800熔体流动速率g/10min≥3.0GB/T3682密度g/cm30.95~1.02GB/T533气味无刺激性气味同济大学道路养护技术中心采用环氧树脂改性沥青作为胶结材料，是将环氧树脂加入沥青中，经与固化剂发生反应，形成不可逆的固化产物，其固化反应使沥青从热塑性转变为热固性，使得改性沥青在物理、力学性能如强度、抗疲劳抗老化性能以及耐久性得到改善。采用环氧改性沥青的混合料在许多性能上如刚度、强度、耐久性等与水泥混凝土相似，但同时在很多方面又具有沥青混凝土的优良性能。同济大学道路养护技术中心•环氧改性沥青体系分A、B组分，使用时按一定比例混合，各组分及混合后的技术指标如表：A组分技术指标单位技术要求试验方法粘度（23℃）泊110~150ASTMD445环氧含量g185~192ASTMD1652比重（23℃）-1.16~1.17ASTMD1475含水量%≤0.05ASTMD1744闪点（COC）℃≥200ASTMD92B组分技术指标单位Id型V型试验方法粘度（P100℃）厘泊≥800≥140布氏粘度计颜色-黑色黑色-比重（23℃）-0.98~1.020.98~1.02ASTMD1475酸值（氢氧化钠/克）mg60~8040~60ASTMD664闪点℃≥250≥200ASTMD92同济大学道路养护技术中心项目单位Id型V型试验方法初固化时间h5~65~6-重量比（A:B）-100/445100/585-抗拉强度（23℃）Mpa≥6.9≥1.5ASTMD638断裂延伸率（23℃）%≥190≥200ASTMD638热固性（300℃）-不融化不融化-•环氧改性沥青体系分A、B组分固化后技术要求：同济大学道路养护技术中心•沥青基排水路面胶结材料技术要求：技术指标单位技术要求试验方法粘度（60℃）Pa·s≥20000T0620韧性（25℃）N·m≥15T0624粘韧性（25℃）N·m≥20T0624针入度（25℃）0.1mm≥40T0604软化点（环球法）℃≥85T0606延度（5℃）cm≥20T0605闪点（COC）℃≥260T0611薄膜烘箱试验（163℃，5h）残留物质量变化%±0.6T0609针入度比%≥70T0604同济大学道路养护技术中心排水性沥青混合料用粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的碎石。粗集料宜采用反击式破碎机轧制的玄武岩或辉绿岩碎石沥青与改性剂细集料矿粉粗集料同济大学道路养护技术中心技术指标单位技术要求试验方法石料压碎值%≤18T0316高温压碎值%≤20附录B洛杉矶磨耗损失%≤28T0317石料磨光值-≥42T0321表观相对密度-≥2.60T0304吸水率%≤2.0T0307坚固性%≤10T0314针片状颗粒含量（混合料）%≤10T0321水洗法小于0.075mm颗粒含量粒径（≥9.5mm）%≤0.6T0302粒径（4.75~9.5mm）%≤0.8T0302粒径（2.36~4.75mm）%≤1.0T0302软石含量%≤3T0320与沥青的粘附性等级（掺加抗剥落剂后）级≮5T0616•粗集料技术要求：同济大学道路养护技术中心排水性沥青混合料用细集料应采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质、并有适当级配的机制砂，禁止采用料场的下脚料。沥青与改性剂细集料矿粉粗集料同济大学道路养护技术中心细集料技术要求：技术指标单位技术要求试验方法表观相对密度-≥2.60T0328坚固性（0.3mm部分）%≥12T0340水洗法小于0.075mm颗粒含量%≤12.5T0327砂当量%≥70T0334棱角性（流动时间）s≥30T0345同济大学道路养护技术中心•排水性沥青混合料用填料必须采用石灰岩等碱性岩石磨细的矿粉。矿粉应干燥、清洁，能从矿粉仓中自由流出，不得使用回收的粉尘沥青与改性剂细集料矿粉粗集料同济大学道路养护技术中心矿粉技术要求：技术指标单位技术要求试验方法表观相对密度-≥2.50T0325含水量%≤0.5T0332粒度范围0.6mm%100T03510.15mm%90～100T03510.075mm%85～100T0351亲水系数-＜1T0353塑性指数%＜4T0345外观-无团粒结块-同济大学道路养护技术中心配合比设计要求：排水性沥青混合料的配合比设计采用马歇尔试验方法进行。排水性沥青混合料配合比设计指标、配合比验证指标与技术要求应符合表中规定：技术指标单位技术要求试验方法配合比设计指标马歇尔试件击实次数次两面各50T0702马歇尔试件尺寸mmΦ101.6×63.5T0702空隙率%18~23计算马歇尔稳定度kN≥5.0T0709配合比验证指标沥青膜厚度μm≥13计算谢伦堡沥青析漏量%≤0.3T0732肯塔堡飞散损失%≤15T0733动稳定度（60℃）次/mm≥4000T0719残留稳定度%≥85T0709冻融劈裂强度比%≥85T0729同济大学道路养护技术中心混合料设计级配范围：级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（％）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075DA-1610090~10070~9045~7012~3010~226~184~153~123~82~6DA-1310010090~10060~8012~3010~226~184~153~123~82~6DA-1010010010090~10050~7010~226~184~153~123~82~6同济大学道路养护技术中心聚合物基排水路面3•聚合物基排水路面指采用高性能聚合物代替沥青作为粘合剂，将普通碎石整合而成的坚固、稳定、开放的整体结构。其可长期在一40～80℃的环境中正常使用，具有较好的耐高、低温性能和良好的耐久性，不会出现天热路面软化变形或低温脆化现象，适用于人行道、停车场、景观、透水性路面的铺设。采用聚合物基的排水路面不含细集料和填料，主要依靠包裹在粗集料表面的聚合物粘结形成强度。为保证透水性，多采用单档集料或间断级配骨料拌合而成，其空隙率可达到20%左右。同济大学道路养护技术中心胶结料采用聚氨酯胶的排水路面:即PPM，是由招商局重庆交通科研研究院研发的一种新型环保路面，目前只用于城市道路的步行道、小区景观道路及停车场，受施工变异性，材料强度等因素的影响，尚未有高速公路应用实例。胶结料采用环氧树脂的排水路面：即环氧排水路面，采用丙烯酸改性环氧树脂作为胶结材料，由于环氧树脂造价较高，目前采用环氧树脂作为胶结材料的研究仅在室内试验进行过可行性研究，尚未有实体工程检验。同济大学道路养护技术中心丙烯酸改性环氧树脂性能参数技术指标技术要求特性和用途外观黄色液体是双酚A型环氧与丙烯酸类改性的乙烯基酯树脂，既有环氧的基本性能，又有不饱和聚酯树脂的施工工艺性，具有优良的耐腐性，力学性等特点。粘度0.3-0.5Pa·s酸值24-32mgKOH/g凝胶10-20min固含量56%-62%同济大学道路养护技术中心集料级配采用环氧树脂作为混合料胶结材料，宜采用单一粒径集料，综合考虑集料表面积、环氧树脂用量及混合料性能，这里推荐采用S12集料。级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（％）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075S1210010090~1005~103~600000同济大学道路养护技术中心配合比设计要求：丙烯酸改性环氧混合料的配合比设计采用马歇尔试验方法进行。配合比设计指标、配合比验证指标与技术要求应符合表中规定：技术指标单位技术要求试验方法配合比设计指标马歇尔试件击实次数次两面各50T0702马歇尔试件尺寸mmΦ101.6×63.5T0702空隙率%18~23计算马歇尔稳定度kN≥7.0T0709配合比验证指标膜厚度μm≥10计算谢伦堡沥青析漏量%≤0.3T0732肯塔堡飞散损失%≤10T0733动稳定度（60℃）次/mm≥7000T0719残留稳定度%≥90T0709冻融劈裂强度比%≥90T0729同济大学道路养护技术中心排水路面施工工艺41、结构厚度排水性沥青路面结构应包括排水性沥青面层、防水层、密实结构中（下）面层、基层及垫层。排水性沥青面层的厚度应与混合料最大公称粒径相匹配，结合衡桂高速实际情况，排水路面结构厚度见下表。沥青混合料类型符号面层厚度（mm）排水性沥青混合料DA-1340~50同济大学道路养护技术中心2、防水层及边缘排水系统排水性沥青路面防水层应采用抗渗性好、耐高温、具有足够粘结强度和剪切强度的材料。防水层可选用稀浆封层、热沥青、改性乳化沥青碎石封层及乳化沥青与防水土工布组合：边缘排水系统采用以下类型：同济大学道路养护技术中心3、排水路面施工排水路面施工必须进行施工组织设计，保证合理的施工工期。排水性沥青面层不得在雨、雪天气及环境温度低于10℃时施工。3.1原路面铣刨由于衡桂高速该路段路面横纵坡度较小，为保证排水路面的排水效果，原路面铣刨位置及铣刨深度要满足排水要求。该路段第一行车道属路面水汇集区域，为增强第一车道的汇水及排水能力，可适当增加该车道的路面铣刨深度。同济大学道路养护技术中心3.2施工准备铺筑排水性沥青面层前，应检查铣刨面下承层的质量，铺设防水层，防水层采用乳化沥青与防水土工布组合的形式，技术参数见下表防水层组成土工布厚度土工布熔点土工布抗拉强度土工布断裂伸长率乳化沥青乳化沥青用量乳化沥青+防水土工布＜2mm＞170℃≥8kN/m≥50满足规范喷洒粘层类技术要求0.3-0.5L/m2同济大学道路养护技术中心沥青基排水路面混合料的施工温度应根据改性方式、沥青粘度、气侯条件、设计厚度并参照下表确定：高粘类沥青混合料预混式直投式沥青加热温度165~175（高粘度改性沥青）155~165（基质沥青）矿料加热温度190-200混合料出料温度170~185混合料贮料仓贮存温度贮料过程中温度下降不超过10混合料废弃温度≥195或者