透水性路面的性能、应用研究
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透水性路面的性能、应用研究 作者：钱宁 王圣博 来源：《中国住宅设施》 2019年第6期 钱 宁 王圣博/ 山东科技大学土木工程与建筑学院 山东青岛 266590 摘 要：随着我国经济实力和综合实力的不断发展，人们对道路的要求需要也日益提高。由于传统的路面排水系统大多数是采用“中间高，两侧低”的横坡度来实现，如果遇到雨水爆发季，传统路面很难快速的将雨水疏散，容易导致路面积水。研究表明透水性路面不仅能够快速的排除路面的积水，还能起到降噪、抗滑、降温和减少热岛效应等功能[1]。本文通过对空隙率、粒径和铺装厚度的研究来提高透水性路面的性能。希望该文能为透水性路面的发展研究起到作用。 关键词：透水性路面；空隙率；粒径；铺装厚度；降噪 1 概述 透水性路面是指大量雨水通过路面渗入到结构层， 通过侧向流动进入边缘设置的排水设施[ 1 ]。因其成多孔形式， 所以其渗水能力很强。当雨水通过路面向下渗流的时候， 也达到了进化水体及缓解地表径流的作用， 透水过程也是一种过滤的过程。当轮胎与路面产生接触， 由于透水性路面空隙率较大， 能够产生较大的摩擦力，增加了抗滑系数；路面空隙率大，也可以显著降低车噪。 2 性能的研究 2.1 降噪性能 目前评价路面材料降噪性能的参数是吸声系数，采用不同的材料通过空隙率、铺装厚度所产生的吸声系数来研究。 2.1.1 空隙率的研究 空隙率作为透水型路面的重要体积指标, 连通空隙率和封闭空隙率的总和作为空隙率的大小。密实性沥青路面要求矿料的级配最大密实原则设计， 其强度和稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩擦阻力按其空隙率的大小可分为闭式和开式两种： 闭式混合料中含有较多的小于0 . 5 m m 和0 . 0 7 4 m m 的矿料颗粒， 空隙率小于6 %，开式混合料中小于0 . 5 m m 的矿料颗粒较少，空隙率大于6 % ，通过数据的研究发现，当空隙率在2 2 % ~ 2 4 % 之间时，吸声系数峰值和吸声系数均值均达到了最大值。 2.1.2 铺装厚度的研究 对O G F C - 1 3 试件的测试厚度为3 5、4 5、5 5 m m、空隙率为2 1 % 的吸声系数, 研究铺装厚度对O G F C 混合料吸声性能的影响规律。通过数据得出峰值在3 5 m m 的厚度时达到最高位0 . 7 9 2，吸声系数均值平均在0 . 4 左右上下波动。在5 5 m m 厚度时，吸声系数均值和吸声系数峰值分别达到0 . 3 9 1 和0 . 7 8 2。在3 5 m m 厚度时，峰值频率为最高点达到了1 1 0 0 H z ； 在5 5 m m 厚度时，峰值频率为最低点达到了5 0 0 H z 。 2.2 抗滑性能；降温性；水循环性 由于路面空隙率较大，其纹理程度较粗糙，当轮胎和路面接触的时候，就是增加了接触面的粗糙程度，也就增加摩擦力， 提高机车的抗滑性能， 使车辆在雨天和雪天行使时安全系数上升。事实证明， 透水性路面比普遍硬化路面降温性高6 ～ 8℃，降温效果比较明显，这是因为地表风可以通过排水性路面孔隙，将中面层热量带走，并且减小了路面摩擦， 减少了热量的产生[ 3 ]。相比于普通硬化路面， 透水性路面有着很好的透水性， 普通硬化路面一般采用“ 中间高， 两边低” 的横坡将水排到排水设施， 到了梅雨季节其排水性达不到降水的速度， 当排水从路的两侧排出， 达不到水循环的作用， 由于透水性路面能够将雨水透过面层具有良好的水循环利用效果，将雨水收集起来进行循环再利用，大大减少水资源的浪费，也减少了水资源的再利用的成本。也提高地表的透气、透水性，保持土壤湿度，改善城市地表生态平衡[ 3 ]。 3 应用的研究 3.1 对路面温度的研究 路面的温受其路面热传导系数的影响，而热传导系数依赖于物质紧密程度。研究发现，沥青混凝土空隙率对于试件的热传导系数产生明显的影响， 随空隙率增加其热传导系数随之降低， 且各类路面热传导系数以水泥混凝土最高。反射率是入射光与反射光的比值， 经研究发现一般水泥混凝土的反射率为0 . 3 0 ~ 0 . 3 5， 而沥青混凝土的反射率只有0 . 0 5 ~ 0 . 1 0 ， 故沥青路面较水泥路面易吸热而增高其表面温度[ 7 ]。 3.2 在城市中作用的研究 3.2.1 减少城市的防涝压力 与传统的路面相比，透水性沥青路面因为其拥有良好的透水性，可以使路面表面的雨水渗透到内部。传统的路面一般通过路面横向坡度向两侧排流或采用在路堤边坡上横向漫流的方式或者沿路肩外侧边缘设置拦水带，汇集路面表面水， 然后通过泄水口和急流槽排离路堤。在我国大部分道路采用的非透水性路面， 每次当雨季来临的时候， 由于降雨过于集中， 排水系统容易瘫痪， 排水与防洪问题很难得到解决[ 4 ]。因为透水性路面其特有的特性，可以很大程度上缓解城市的防涝压力[ 4 ]。 3.2.2 水资源的循环利用 在当今社会，由于资源得不到很好的循环利用就得到了浪费，水资源就是其中的一种。然而透水性沥青路面通过透水性铺装， 将其表面的雨水排到地下， 使其土壤得到了滋润， 因为透水性路面能够将雨水透过面层具有良好的水循环利用效果， 将雨水收集起来进行循环再利用， 大大减少水资源的浪费， 也减少了水资源的再利用的成本。也提高地表的透气、透水性，保持土壤湿度，改善城市地表生态平衡。使水资源得到了充分的利用[ 5 ]。 3.2.3 降低噪声 城市噪声对于居民的干扰和危害日益严重，已经成为城市环境的一大公害，城市噪声干扰居民的工作、学习、休息和睡眠，严重的还会危害人体的健康。透水性路面依靠其特有的多孔结构, 通过摩擦和空气运动的粘滞阻力,将部分声能转变为热能, 从而起到吸声降噪的作用[ 1 ]。透水性路面的降噪机理主要包括: 第一, 面层孔隙的吸声作用; 第二, 降低气泵噪声。由于其路面空隙率较大，轮胎与路面产生的空气可以从孔中排出，而传统的路面可以将声波通过路面反射回去，从而形成噪声。 3.2.4 缓解热岛效应 城市热岛效应的影响主要是: 首先由热岛效应产生的上升气流, 使城市中的有毒有害气体及灰尘微粒等空气中的杂质上升, 加剧了城市中的光化学污染; 其次高温会使得城市的用电量和用水量增大, 并造成城市人居舒适度的降低[ 6 ]。由于该路面是多孔结构， 会形成连续的毛细管路， 在太阳热作用下， 毛细管内的水会不断蒸发，在这个过程中需要吸收大量热，从而起到降温作用，有效缓解地表温度过高的问题[ 6 ]。 结语 目前我国的透水性沥青路面还没有得到广泛的应用。随着对道路要求的增加，透水性沥青路面因其特有的性质， 将会得到很大的发展。但是其也存在很多的问题需要我们解决， 如： 空隙率过大， 如果孔被堵住， 排水率将大大降低。怎样确保排水过程中，透水性沥青路面发挥最大的作用？仍值得我们去研究。 参考文献 [1] 何亚明. 浅谈城市透水性路面及其应用[J]. 科技创新与应用，2014（26）：209-210 [2] 丁庆军. 透水性沥青路面材料的降噪性能[J]. 长安大学学报，2010（30）：24-27 [3] 蒋玮. 透水沥青路面对洁净水体和地表径流水质的影响[J]. 长安大学学报，2017（1）：10-14 [4] 邵玉振. 透水性路面的应用研究[J]. 道路交通，2010（08）：34-35 [5] 徐刚. 透水性沥青路面对道路安全的影响[J]. 中外公路，2009（29）：48-50 [6] 苑睿洋. 城市热岛效应研究综述[J]. 国土与自然资源研究，2019（01）:11-12 [7] 郭建国. 透水性路面材料对路面温度影响的研究[J]. 中外公路，2014（6）：226-228 本文来源：https://www.wddqw.com/doc/5ca3c642c57da26925c52cc58bd63186bdeb9233.html