降噪排水瀝青路面技術(shù)-注冊建造師培訓(xùn)

1、注冊建造師繼續(xù)教育 2013.06.12 致謝-本PPT來源于下列文獻(xiàn) 李立寒，同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，李立寒，同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院，2012.04.252012.04.25； 2012.04.252012.04.25； u排水性瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)及養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)探討（PPT），上海浦 東新區(qū)公路管理署 李橋林 副署長 2010年3月18日； u其他相關(guān)文獻(xiàn)。 2 主要內(nèi)容 3 排水性路面或透水性路面是由大空隙率的瀝青混凝土面層取代傳統(tǒng)的密級配混凝排水性路面或透水性路面是由大空隙率的瀝青混凝土面層取代傳統(tǒng)的密級配混凝 土面層，目前路面工程界對此類高空隙率的瀝青混凝土面層有兩種名詞表示。土面層，目

2、前路面工程界對此類高空隙率的瀝青混凝土面層有兩種名詞表示。 美國方面稱之為美國方面稱之為開級配磨耗層（開級配磨耗層（Open Graded Friction Course，簡稱，簡稱OGFC），）， 一般鋪設(shè)厚度約為一般鋪設(shè)厚度約為1.5cm2.5cm，作為功能層使用；，作為功能層使用； 歐洲稱之為歐洲稱之為多孔隙瀝青混合料（多孔隙瀝青混合料（Porous Asphalt，簡稱，簡稱PA）或排水層（）或排水層（Drainage Course）; 日本則稱之為日本則稱之為排水性鋪面排水性鋪面，一般鋪設(shè)厚度約為，一般鋪設(shè)厚度約為45cm，作為結(jié)構(gòu)層使用。，作為結(jié)構(gòu)層使用。 在國內(nèi)，我們往往把在國內(nèi)

3、，我們往往把OGFC作為排水性路面的簡稱作為排水性路面的簡稱。應(yīng)用的正是作為結(jié)構(gòu)層使用。應(yīng)用的正是作為結(jié)構(gòu)層使用 的排水路面。的排水路面。 1. 排水路面介紹 l 排水性瀝青路面是一種典型的骨 架孔隙結(jié)構(gòu)。 l連通空隙在道路內(nèi)部形成發(fā)達(dá) 的排水網(wǎng)道，雨水通過網(wǎng)道沿道 路橫坡在路體內(nèi)部排出。 1. 排水路面介紹 項(xiàng)目項(xiàng)目開級配磨耗層開級配磨耗層排水性面層排水性面層 主要用途主要用途 增強(qiáng)雨天時的阻力，防止浸水增強(qiáng)雨天時的阻力，防止浸水 的磨耗層（不計(jì)入厚度計(jì)算）的磨耗層（不計(jì)入厚度計(jì)算） 增強(qiáng)雨天時的阻力，防止浸水，降增強(qiáng)雨天時的阻力，防止浸水，降 低噪聲的表面層（計(jì)入厚度計(jì)算）低噪聲的表面層（

4、計(jì)入厚度計(jì)算） 施工厚度施工厚度 （mmmm） 20mm20mm左右左右40-50mm40-50mm 結(jié)合料結(jié)合料2020號、號、3030號硬質(zhì)瀝青等號硬質(zhì)瀝青等高粘度改性瀝青高粘度改性瀝青 集料的最大集料的最大 粒徑（粒徑（mmmm） 10101313或者或者2020 空隙率（空隙率（% %）1515左右左右2020左右左右 瀝青率（瀝青率（% %）6.07.56.07.54.06.04.06.0 養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)不需要專門養(yǎng)護(hù)清孔不需要專門養(yǎng)護(hù)清孔需要定期養(yǎng)護(hù)清孔需要定期養(yǎng)護(hù)清孔 開級配磨耗層和排水性路面的區(qū)別 2. 主要優(yōu)點(diǎn)-出色的安全性 l日本對多孔隙排水降噪瀝青路面使用后期的研究表明，該路面

5、對提高 安全駕駛，減少由于交通事故造成的財產(chǎn)損失是相當(dāng)明顯的。 事故發(fā)生數(shù)事故發(fā)生數(shù) 年度事故發(fā)生數(shù)統(tǒng)計(jì)表年度事故發(fā)生數(shù)統(tǒng)計(jì)表 1 1年前未鋪設(shè)排水降年前未鋪設(shè)排水降 噪瀝青路面噪瀝青路面 1 1年后鋪設(shè)了排水降年后鋪設(shè)了排水降 噪瀝青路面噪瀝青路面 事故數(shù)下降了事故數(shù)下降了8585 2. 主要優(yōu)點(diǎn)-出色的安全性 2. 主要優(yōu)點(diǎn)-減少水霧 2. 主要優(yōu)點(diǎn)-抗滑 2. 主要優(yōu)點(diǎn)- 2. 主要優(yōu)點(diǎn)- 上圖為中環(huán)路浦東段使用排水路面后路面噪音觀測數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示在相同車速情況 下，使用排水降噪路面后產(chǎn)生的路面噪音平均比普通路面低57dB，該效果在低速 情況下尤為突出。 2. 主要優(yōu)點(diǎn)- 2. 主要優(yōu)點(diǎn)

6、- 同時大孔隙排水降噪路面也存在著一定的缺點(diǎn)。應(yīng)同時大孔隙排水降噪路面也存在著一定的缺點(diǎn)。應(yīng)避免避免在以下區(qū)域使用在以下區(qū)域使用: : （1 1）環(huán)境質(zhì)量較差，易于被飄塵或泥土堵塞的路段；）環(huán)境質(zhì)量較差，易于被飄塵或泥土堵塞的路段； （2 2）低速重載路段；）低速重載路段； （3 3）承受高的水平剪切作用的路面，如轉(zhuǎn)彎道等；）承受高的水平剪切作用的路面，如轉(zhuǎn)彎道等； 排水瀝青路面排水瀝青路面 需要專門的清洗車對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。需要專門的清洗車對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。 隨著國內(nèi)清洗養(yǎng)護(hù)車輛的研制成功，完全可應(yīng)用排水性路面的優(yōu)點(diǎn)，并將隨著國內(nèi)清洗養(yǎng)護(hù)車輛的研制成功，完全可應(yīng)用排水性路面的優(yōu)點(diǎn)，并將 其吸聲、降噪

7、、排水、提高行車安全等優(yōu)勢發(fā)揮。其吸聲、降噪、排水、提高行車安全等優(yōu)勢發(fā)揮。 2. 主要缺點(diǎn) 清洗機(jī)理示意圖 17 3 排水性瀝青混合料組成設(shè) 計(jì) u原材料 u配合比設(shè)計(jì)要求 u目標(biāo)配合比設(shè)計(jì) 18 3.1 原材料結(jié)合料結(jié)合料 u排水性瀝青混合料生產(chǎn)方式 19 3.1 原材料結(jié)合料結(jié)合料 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)單位單位技術(shù)要求技術(shù)要求JTG F40-2004 零剪切粘度（零剪切粘度（60）Pas40000 20000 （毛細(xì)管粘度）（毛細(xì)管粘度） 針入度（針入度（25） 0.1mm4040 軟化點(diǎn)（環(huán)球法）軟化點(diǎn)（環(huán)球法） 8580 延度（延度（5） cm2050(10) 閃點(diǎn)（閃點(diǎn)（COC） 26

8、0260 薄膜烘箱試驗(yàn)薄膜烘箱試驗(yàn) （163，5h） 殘留物殘留物 質(zhì)量變化質(zhì)量變化%0.60.6 針入度比針入度比 %70 高粘度改性瀝青的技術(shù)要求 20 術(shù)語 u高粘度改性瀝青 (High viscosity modified asphalt ) u零剪切粘度 (Zero shear viscosity) 21 瀝青粘度指標(biāo)分析 國內(nèi)某公司高粘度改性瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)-1 指指 標(biāo)標(biāo)ABCDE 針入度針入度 /0.1mm50+60+70+40+80+ 軟化點(diǎn)軟化點(diǎn) /8080808080 延度延度5 /cm15+30+50+20+40+ 粘度粘度60 104Pa.s3+3+3+3+3+ 一般地區(qū)

9、一般地區(qū) 重交通道路重交通道路 積雪寒冷地區(qū)積雪寒冷地區(qū) 小粒徑多孔性小粒徑多孔性 鋼橋面鋪裝鋼橋面鋪裝 22 瀝青粘度指標(biāo)分析 國內(nèi)某公司高粘度改性瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)-2 u問題： 23 指指 標(biāo)標(biāo)GN-AGN-BGN-CGN-D 針入度針入度 25/0.1mm5770608040607090 軟化點(diǎn)軟化點(diǎn) /85858585 延度延度5 /cm20402040 粘度粘度60/104Pa.s22222222 適用性適用性一般地區(qū)一般地區(qū) 積雪寒冷積雪寒冷 地區(qū)地區(qū) 重交通道路；重交通道路； 小粒徑多孔性小粒徑多孔性 鋼橋面鋼橋面 鋪裝鋪裝 瀝青粘度指標(biāo)分析 毛細(xì)管粘度與零剪切粘度的對比 u零剪切粘

10、度一般小 于毛細(xì)管粘度 u當(dāng)粘度大于 10000 Pa.s時，毛細(xì)管粘 度明顯大于零剪切 粘度 u原因？ 24 瀝青粘度指標(biāo)分析 瀝青粘度與剪切速率的關(guān)系 零剪切粘度 0.0001 無窮剪切速率粘度 第二牛頓區(qū) 0.01 1 10010000 1 10 100 1000 10000 第一牛頓區(qū) 剪切速率，1/s 粘度，Pa.s 25 瀝青粘度指標(biāo)分析 瀝青粘度與剪切速率的關(guān)系 u瀝青路面結(jié)構(gòu)受力 分析表明 零剪切粘度零剪切粘度 粘度與剪應(yīng)變速率的關(guān)系 26 瀝青粘度指標(biāo)分析 毛細(xì)管粘度對應(yīng)的剪切速率 p 所測試的高粘度瀝青的毛細(xì)管粘所測試的高粘度瀝青的毛細(xì)管粘 度對應(yīng)的剪切速率多低于度對應(yīng)的剪

11、切速率多低于10-5/s p 毛細(xì)管粘度與飛散損失的相關(guān)性毛細(xì)管粘度與飛散損失的相關(guān)性 不顯著不顯著 27 瀝青瀝青 品種品種 零剪切粘零剪切粘 度度0 （Pas） 毛細(xì)管粘度試驗(yàn)毛細(xì)管粘度試驗(yàn) 飛散飛散 損失損失 毛細(xì)管粘度毛細(xì)管粘度 c（Pas） 對應(yīng)剪切對應(yīng)剪切 速率（速率（1/s） 10#4936019806610-68.6 11#4163051852910-710.0 12#738809107210-59.9 p 規(guī)定采用動態(tài)剪切試驗(yàn)測定的高規(guī)定采用動態(tài)剪切試驗(yàn)測定的高 粘度改性瀝青零剪切粘度，不再采粘度改性瀝青零剪切粘度，不再采 用毛細(xì)管粘度，以避免毛細(xì)管法所用毛細(xì)管粘度，以避免毛

12、細(xì)管法所 測粘度的虛高現(xiàn)象。測粘度的虛高現(xiàn)象。 瀝青粘度指標(biāo)分析 零剪切粘度與軟化點(diǎn)相關(guān)性 p瀝青的零剪切粘度采用瀝青的零剪切粘度采用 動態(tài)剪切流變儀動態(tài)剪切流變儀DSR設(shè)備設(shè)備 進(jìn)行測定進(jìn)行測定 p當(dāng)工地現(xiàn)場不具備當(dāng)工地現(xiàn)場不具備DSR 時，施工過程控制可以采時，施工過程控制可以采 用軟化點(diǎn)指標(biāo)控制高粘度用軟化點(diǎn)指標(biāo)控制高粘度 改性瀝青的質(zhì)量。改性瀝青的質(zhì)量。 28 瀝青粘度指標(biāo)分析 瀝青粘度與混合料性能的關(guān)系 u瀝青混合料技術(shù)要求瀝青混合料技術(shù)要求 29 高粘度改性瀝青：高粘度改性瀝青： p 零剪切粘度不應(yīng)低于零剪切粘度不應(yīng)低于 40000 Pa.s p 軟化點(diǎn)指標(biāo)不應(yīng)低于軟化點(diǎn)指標(biāo)不應(yīng)低

13、于 85 3.1 原材料集料與礦粉 n粗集料：堅(jiān)硬、潔凈 n細(xì)集料：潔凈 u礦粉：保證細(xì)度 30 3.1 原材料集料與礦粉 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)單位單位技術(shù)要求技術(shù)要求 JTG F40- 2004 石料壓碎值石料壓碎值 %1826 高溫壓碎值高溫壓碎值 （190，1h）%20 礦粉粒度范圍礦粉粒度范圍 0.6mm%100100 0.15mm%9010090100 0.075mm%8510075100 粗集料和礦粉的部分技術(shù)要求 31 3.1 原材料集料與礦粉 我國部分地區(qū)粗集料壓碎值試驗(yàn)結(jié)果我國部分地區(qū)粗集料壓碎值試驗(yàn)結(jié)果 序號序號品種品種原產(chǎn)地原產(chǎn)地壓碎值測定值壓碎值測定值(%)壓碎值平均值壓碎

14、值平均值(%) 1輝綠巖輝綠巖北京懷柔北京懷柔15.6、14.715.2 2石灰?guī)r石灰?guī)r北京昌平北京昌平14.6、13.514.1 3石灰?guī)r石灰?guī)r內(nèi)蒙赤峰內(nèi)蒙赤峰19.0、18.018.5 4玄武巖玄武巖北京密云北京密云9.0、8.68.8 5玄武巖玄武巖河北興隆河北興隆9.5、9.29.3 6輝綠巖輝綠巖上海地區(qū)上海地區(qū)10 32 3.1 原材料其他材料其他材料 u纖維 u抗剝落劑 33 3.2 排水性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì) 要求 u設(shè)計(jì)指標(biāo)與技術(shù)要求 u設(shè)計(jì)級配范圍 34 3.2 排水性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì) 要求 設(shè)計(jì)指標(biāo)與技術(shù)要求 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)單位單位技術(shù)要求技術(shù)要求JTG F40-2

15、004 配合比配合比 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 指標(biāo)指標(biāo) 試件擊實(shí)次數(shù)試件擊實(shí)次數(shù)次次兩面各兩面各50兩面各兩面各50 空隙空隙%18231825 馬歇爾穩(wěn)定度馬歇爾穩(wěn)定度kN5.03.5 配合比配合比 驗(yàn)證驗(yàn)證 指標(biāo)指標(biāo) 瀝青膜厚度瀝青膜厚度 m1314 謝倫堡瀝青析漏量謝倫堡瀝青析漏量 %0.30.3 肯塔堡飛散損失肯塔堡飛散損失 %1520 動穩(wěn)定度動穩(wěn)定度 次次/mm 4000 1500(一般交通路段一般交通路段) 3000(重交通量路段重交通量路段) 殘留穩(wěn)定度殘留穩(wěn)定度%85 凍融劈裂強(qiáng)度比凍融劈裂強(qiáng)度比 %8580 35 3.2 排水性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)要求 瀝青膜厚度與混合料飛散損失 u當(dāng)瀝

16、青膜厚度大于13 m時，時，飛散損失小于15% 36 3.2 排水性瀝青混合料配合比設(shè)計(jì) 要求 設(shè)計(jì)級配范圍 級配級配 類型類型 通過下列篩孔（通過下列篩孔（mm）的質(zhì)量百分率（）的質(zhì)量百分率（） 191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075 DA-161009010070904570123010226184153123826 DA-13100100901006080123010226184153123826 DA-1010010010090100507010226184153123826 37 3.3 排水性瀝青混合料目標(biāo)配合比 設(shè)計(jì) u設(shè)計(jì)原則 u配合比設(shè)計(jì)

17、要點(diǎn) 38 3.3 排水性瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì) 礦料配合比的確定 混合料混合料 編號編號 瀝青膜厚瀝青膜厚 度度(m) 2.36mm通通 過率過率(%) 瀝青用瀝青用 量量 (%) 毛體積相毛體積相 對密度對密度 最大理論最大理論 相對密度相對密度 空隙率空隙率 (%) 級配級配11318.24.52.0992.55017.7 級配級配21315.64.42.0352.55320.3 級配級配31310.64.01.9852.56822.7 39 4 排水性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) u選用原則 u設(shè)計(jì)內(nèi)容 40 4 排水性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) u結(jié)構(gòu)組合與結(jié)構(gòu)厚度 瀝青混合料類型瀝青混合料類型符號符號

18、 面層厚度（面層厚度（mm） 排水性瀝青混合料排水性瀝青混合料 DA-103040 DA-134050 DA-165060 41 4 排水性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) u邊緣排水系統(tǒng) 上海世博園區(qū)排水性瀝青路面邊緣排水系統(tǒng) 42 5 排水性瀝青路面施工 u施工溫度 工序工序預(yù)混式預(yù)混式直投式直投式 瀝青加熱溫度瀝青加熱溫度 165175 （高粘度改性瀝青）（高粘度改性瀝青） 155165 （基質(zhì)瀝青）（基質(zhì)瀝青） 礦料加熱溫度礦料加熱溫度190-200 混合料出料溫度混合料出料溫度170185 混合料貯料倉貯存溫度混合料貯料倉貯存溫度貯料過程中溫度下降不超過貯料過程中溫度下降不超過10 混合料廢棄溫度混合料廢棄溫度195或者或者155 攤鋪溫度攤鋪溫度160 初壓溫度初壓溫度150 碾壓終了的表面溫度碾壓終了的表面溫度60 43 5 排水性瀝青路面施工拌合 時間 u采用預(yù)混法施工 u采用直投式施工 44 5 排水性瀝青路面施工 攤鋪 u松鋪厚度 u攤鋪機(jī)行走速度 45 5