排水性沥青路面的排水机能衰变规律研究

赫振华

（上海浦东路桥建设股份有限公司，上海市 201210）

0 前言

城市道路在城市发展中具有举足轻重的地位，随着城市建设的推进，人们对城市道路的要求也越来越高，具有降噪排水功能的排水性沥青路面得到了迅速的应用和发展。上海作为较早应用和推广排水性沥青路面的地区，通过对此地区排水性沥青路面的应用情况进行研究，可以在指导排水性沥青路面在城市中的应用中起到典范的作用。

到目前为止，上海地区共建成投入排水性沥青路面13条，排水性沥青混合料使用量达30万t。从2002年开始，上海市相继在浦东北路、冬融路、滨州路、桃林公园、五洲大道、环南一大道、张衡路和世博园区等改建和新建工程中应用了排水性沥青路面技术，特别是2009年上海市在浦东机场北通道和中环线浦东段铺筑了长达31 km长的排水性沥青路面，标志着上海地区排水性沥青路面的相关技术和规模都达到一个新的水平。

而随着排水性沥青路面通车时间的增加，空隙堵塞问题不可避免，本文依托几条排水性沥青路面的跟踪检测结果，对比快速路段和低速路段、高架和地面以及不同行车道的路面排水机能衰变规律，并分析造成空隙堵塞的原因，为排水性沥青路面养护方案的制定提供参考。

1 结果与讨论

排水机能是排水性沥青路面的主要功能性指标，其强弱程度由渗水系数来定量表征，同时渗水系数亦是表征路面空隙堵塞程度的手段之一。本文基于路面渗水系数检测结果，从以下多个方面探讨排水性沥青路面排水机能衰变规律。

1.1 快速路段和低速路段排水机能衰变规律对比

快速路段和低速路段渗水系数衰变曲线见图1。

图1 快速路段和低速路段渗水系数衰变曲线

从图1中观察到，快速路段（中环浦东段）和低速路段（环南一大道）的渗水系数随通车时间增加呈线性衰减，且低速路段具有较大的衰减速率；据现场检测结果，两条上述路段排水性沥青路面的渗水系数衰减是由于路面空隙堵塞造成的，而快速路段渗水系数衰减速率较慢与高速行车伴随产生的较强“泵吸效应”相关，即较强的“泵吸效应”使得快速道路路面更不易堵塞。

1.2 高架路面和地面路面的排水机能衰变规律对比

高架路面和地面路面渗水系数衰变曲线见图2。

图2 高架路面和地面路面渗水系数衰变曲线

如图2所示，高架路面（世博北通道）和地面路面（张衡路）渗水系数随通车时间增加呈线性衰减，且高架路面渗水系数具有较小的衰减速率，根据研究显示，与地面路面相比，高架路面易于管理，有效控制了导致路面空隙堵塞的外来污染物，减缓了高架路面的渗水系数衰减程度，减缓了路面空隙堵塞。

1.3 同一路段不同行车道排水机能对比

以浦东机场北通道段为例，见图3，随通车时间增加，四条行车道的渗水系数都呈线性衰减，且靠近横向排水管道末端的3、4车道具有较高的衰减速率，分析原因为：3、4车道靠近路边缘，是横向排水性管道的最末端，是灰尘等脏物的富集区，易造成车道堵塞；同时，1、2车道的高速行车产生的“泵吸效应”一定程度上起到路面空隙自清理的作用。

图3 不同行车道渗水系数衰变曲线对比

1.4 排水机能衰减原因分析

根据研究显示，造成排水性沥青路面排水机能衰减的原因有两点：一、由于交通荷载反复作用下造成的路面结构再压密过程，造成路面结构性病害产生，路面空隙率减小，排水机能衰减，这种情况的产生与排水性沥青混合料的配合比设计以及生产、施工过程密切相关，再压密的程度可以通过结构性指标—平整度来表征，且再压密现象造成的排水机能衰减是不可逆的；二、灰尘等污染物堵塞路面空隙，造成路面空隙率减小，排水机能衰减，针对此情况，可借助专业养护工具，清除路面空隙堵塞物，恢复其排水机能。

根据经验可知，所有类型的路面在通车一定时间后，由于反复行车荷载过程，都有一定程度的再压密现象发生，其再压密程度由行车类型、沥青混合料的使用性能和通车时间等因素共同决定，严重的再压密过程会造成路面车辙现象，是路面结构破坏的表现形式之一。

通车三年后，环南一大道路面渗水系数从1 500 mL/15 s减为800 mL/15 s，路面空隙率衰减幅度较大，为分析造成路面空隙率衰减的原因，检测其通车三年内的平整度数据，见表1。

环南一大道路面平整度变化曲线见图4。

表1 环南一大道路面平整度检测结果

图4 环南一大道路面平整度变化曲线图

从图4中可知，环南一大道路面平整度数值随通车时间增加呈线性增长，这表明路面结构发生了一定程度的再压密过程；通车时间三年后，环南一大道路面平整度最大数据为3.5 mm，其变化幅度在合理的范围内，且路面现场没有发现明显的车辙现象，这说明空隙率衰减的主要原因不是再压密过程，而是环境沙尘污染；另外，环南一大道具有较高的交通量，过往车辆以重载车居多，对路面承受荷载能力要求极高，通车三年后仍保持较好的排水机能，以及较好的路面强度，这与合理的配合比设计和生产施工过程密切相关。

通车三年后，环南一大道仍保持较好的结构性指标，是排水性沥青路面应用技术成熟的表现。通过合理的生产和施工，从源头控制路面质量，避免在设计使用年限内，发生路面再压密现象，造成路面排水机能衰减，这既利于排水性沥青路面养护工作顺利进行，又节省人力物力，具有可观的经济效益。

2 结论

（1）根据排水性沥青路面排水机能衰变规律，可为不同路面制定专门的养护方案，以有效恢复其排水机能；

（2）从排水性沥青路面的配合比设计和生产施工的源头控制路面质量，为养护工作的开展提供新思路。

[1]JTG E60-2008,公路路基路面现场测试规程[S].

[2]JTJ 073.2-2001,公路沥青路面养护技术规范[S].