《排水沥青路面结构材料性能研究及工程应用(交通运输部公路科学研究院博士曹东伟)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《排水沥青路面结构材料性能研究及工程应用(交通运输部公路科学研究院博士曹东伟)（87页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、排水沥青路面结构、材料性能 研究与工程应用 曹东伟 研究员 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 2015年11月 2015年全国公路养护新材料应用技术大会 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 主要内容 一、排水沥青路面技术介绍 二、排水沥青路面建设关键技术 四、推广应用与技术交流 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 一、背景与简介 我国公路建设与改造规模庞大 让老百姓走得了、 走得好、走得安全、 走的舒心,是我们交 通运输部门的责任。 新建公路：51.6万公里 新建高速：3.4万公里 维修改建总里程：16
2、0万公里 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 降雨路面覆盖水膜导致交通事故 路面抗滑性能降低 水雾阻碍行车视线 一、背景与简介 社会公众对交通出行的安全期望和诉求越来越高 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 排水沥青 路面 高安全 环保舒适 抑制溅水起雾 增加路面/轮胎间 的附着力 防止水漂 减轻眩光 减轻疲劳 降低噪音 排水沥青路面是世界公认的高安全性、舒适性、环保的功能路面 一、背景与简介 交通运输部公路科学研究院公路中心 排水沥青路面技术研发部 不 透 水 下面层（不透水）下面层（不透水） 透 水 表 面 层 一、背景与简介 交
3、通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 国际先进国家走过的技术路线，至今仍在大力推广。 日本 100% 美国 1万公里 1987年的试验观测表明减少雨天事故年的试验观测表明减少雨天事故80%、与晴 天相当，称之为“超级路面”； 、与晴 天相当，称之为“超级路面”；1996年要求在所 有新建和罩面高速强制应用， 年要求在所 有新建和罩面高速强制应用，2005年时高速公路 排水路面表层已达 年时高速公路 排水路面表层已达6500km，占比达，占比达80%以上。以上。 OGFC在全国都有广泛应用；从1998 年，乔治亚州 在所有州际公路铺装中使用排水沥青路面。 欧洲 10%
4、20% 荷兰、比利时、丹麦在1990年开始修建排水沥青路 面，近年开始双层排水降噪沥青路面。目前，90% 以上荷兰高速公路采用排水沥青路面。 意大利在上世纪80年代开始使用排水降噪路面，到 目前大概有30%公路铺筑了这种表面层。 德国在1970年开始使用排水沥青路面。 一、背景与简介 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 20012004 交通运输部西部项目山区公路沥青面层排水技术研究 江苏省交通科技项目排水沥青路面应用技术研究 20042008 20062011 20112013 盐通高速排水性沥青路面8年跟踪观测研究 西部项目排水沥青路科技推广项目 西安机场、盐
5、通高速、宁杭高速、上海浦东排水路面示范实施 西部项目多孔沥青路面养护技术研究 20102012 20122013 排水路面推广与规模化应用 2014 江西永武高速交通部科技示范路排水降噪路面专项 20012004 排水沥青路面设计施工技术细则 一、背景与简介 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 排水沥青路面功能、结构设计和排水系统 适合高温重载的排水沥青路面专用沥青材料 高联通孔隙特征的排水沥青混合料设计技术 排水沥青路面施工方法 1 2 3 4 排水沥青路面专用试验检测与施工指标评价系统5 二、排水沥青路面关键技术 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水
6、沥青路面技术研发部 形成了我国排水沥青路面设计、施工、材料标准等系统成果，并成功铺筑 3km试验路，获中国公路学会科技进步二等奖。 山区公路沥青面层排水技术的研究 前期研究成果 二、排水沥青路面关键技术 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 2.1 安全功能-水漂与路面水膜2.1 安全功能-水漂与路面水膜 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 2.1 水漂与路面水膜 水漂指汽车 在有水膜的 路面上行驶 水漂指汽车 在有水膜的 路面上行驶 时，因轮胎 与地面之间 不能完全排 除水膜而出 时，因轮胎 与地面之间 不能完全排 除水膜而出 现的汽
7、车在 水膜上的漂 现的汽车在 水膜上的漂 滑现象。滑现象。 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 两类水漂两类水漂 动力水漂与水 膜厚度、路面 构造、轮胎花 纹、轮胎气压 、车速等因素 有关. 动力水漂与水 膜厚度、路面 构造、轮胎花 纹、轮胎气压 、车速等因素 有关. ABC 轮胎前进方向 水膜 路面 2.1 水漂与路面水膜2.1 水漂与路面水膜 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 2.1 水漂与路面水膜2.1 水漂与路面水膜 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 15 排水沥青路面横向排水排水沥青路面横向
8、排水 W h 1 1 h y h x 2 H 2 l H 图 6.1.2-1 渗流模型 0 K W dx dH h dx d 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 W h 1 1h y h x 2H2 l H 图2-4 排水性路面排水层渗流模型 r wv G h/ 12 2 2 max2 1 lnln D h iK ln h h iK ln t x e x e 路面排水系统设计 排水层的设计排水能力： Khiq 排水能力计算、边沿 排水系统设计方法、排水系统典型图式等结构计算。 二、排水沥青路面关键技术 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发
9、部 17 排水沥青路面横向排水系统 排水沥青路面横向排水系统 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 18 排水沥青路面边缘排水系统 排水沥青路面边缘排水系统 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 排水沥青路面结构设计 结构 层次 材料类型 厚度 (cm) 模量E (MPa，) 模量E (MPa，) 劈裂强 度 （MPa） 备注 上面层 PAC 10/13/16 43204600.7 中面层AC-20C6130019001.1 下面 层 AC-20C6/8120016001.0 基层 水泥稳定碎 石 3813000.55 底基 层 二灰土2
10、05500.25 路 基土35中湿 40干燥 排水路面参数取值及设计方法，典型结构设计。 二、排水沥青路面关键技术 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 中面层中面层 接触面积减小接触面积减小 高品质防水粘结层高品质防水粘结层 防止水渗透到中、下沥青面层防止水渗透到中、下沥青面层 抵抗微小裂缝的反射抵抗微小裂缝的反射 增加层间粘结增加层间粘结 防水粘结层设计防水粘结层设计 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 二、排水沥青路面关键技术 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 设计、开发量化粘结能力的实验方法； 乳
11、化沥青，改性沥青，橡胶沥青封层，应力吸收层等； 施工技术。 二、排水沥青路面关键技术 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 23 2.4 排水路面结构设计2.4 排水路面结构设计 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 24 2.2 排水沥青混合料设计研究2.2 排水沥青混合料设计研究 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 25 2.2 沥青混合料组成：排水效率2.2 沥青混合料组成：排水效率 )9333 . 0 (0080 . 0 3373 . 0 2 36. 2 . RPy )9637 . 0 (0015 .
12、 0 0083 . 0 3521 . 0 2 36 . 2 RPPy )9783. 0(0015 . 0 0038 . 0 0083. 03755 . 0 2 0075. 036 . 2 RPPPy )9892. 0(0016 . 0 0034 . 0 0085 . 0 0004 . 0 3454 . 0 2 0075. 036 . 2 5 . 9 RPPPPy 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 26 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 051015202530 空隙率(%) 渗水系数(cm/s) 2.2 沥青混合料组成：排水效率2.
13、2 沥青混合料组成：排水效率 开发高联通空隙率的PA技开发高联通空隙率的PA技 术术 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 27 2.2 沥青混合料组成：排水效率2.2 沥青混合料组成：排水效率 计算机辅助设计计算机辅助设计 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 28 最佳油石比设计思想关键点： 析漏损失率和飞散损失率之间的矛盾 沥青膜薄 沥青流淌 少少多 沥青用量 多 沥青用量 最佳 抵抗脱粒和松散的能力 渗透性 好差 好差 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 29 点接触点接触 厚沥青膜厚沥青膜 高粘结力
14、 抗剥落 高粘结力 抗剥落 高性能沥青粘结材料高性能沥青粘结材料 2.3排水路面专用沥青材料研究排水路面专用沥青材料研究 对多孔结构来说由集料嵌挤而形成的强度会大大减弱， 为弥补由此带来的强度损失，增加结合料的粘结强度就 成了必然的选择。 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 30 沥青品质的影响沥青品质的影响 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 31 2.3 排水路面专用沥青材料研究排水路面专用沥青材料研究 沥青的粘韧性 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 32 沥青的粘附性：沥青与集料界面上物理化学作用
15、，吸引或排斥作用。它直 接影响到沥青混合料的强度、温度稳定性、水稳性和耐久性等路用性 能。石料表面裹覆沥青后，遇到水侵蚀时的抗剥落能力。 2.3 排水路面专用沥青材料研究排水路面专用沥青材料研究 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 沥青粘度与排水性沥青混合料性能的关系沥青粘度与排水性沥青混合料性能的关系 沥青技术指标沥青技术指标排水性沥青混合料技术指标排水性沥青混合料技术指标 动力粘度动力粘度 (Pa.s) 软化点软化点()空隙率空隙率(%)析漏析漏(%)飞散飞散(%) 马歇尔稳定 度 马歇尔稳定 度(KN) 动稳定度 （次 动稳定度 （次/mm） 249.447
16、.619.60.7635.54.54553 600.452.321.20.8425.25.012091 21915.388.620.20.4415.55.729309 174978.792.519.40.2913.17.4212202 33 沥青性能与排水路面性能的关系沥青性能与排水路面性能的关系 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 34 沥青性能与排水路面性能的关系沥青性能与排水路面性能的关系 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排水沥青路面技术研发部 35 重载（超载）交通和高温重载（超载）交通和高温 对高温重载条件，沥青的粘度标准应提高一 倍左右，即要达到 对高温重载条件，沥青的粘度标准应提高一 倍左右，即要达到50000pa.s以上以上 交通运输部公路科学研究院公路工程研究中心 排
