肖斌 张斯
43020319661212****
43068119850125****
摘要：路面积水问题是影响城市交通的主要问题之一，但是，当下的大多数城市道路建设采用的都是硬化铺装，如若降雨量过大，就会直接导致城市道路路面积水，进而影响交通。本文将简述生态型城市透水沥青路面结构设计与其透水性能，并通过实验的方式，得到相关的性能数据。
关键词：生态型城市;透水沥青路面;结构;
1 生态城市透水沥青路面结构设计
相较于传统的路面结构，具备透水能力的沥青路面在实际的设计工作中需要考虑到路面内部结构的透水能力以及储水能力。为了尽可能保障城市公路不会出现积水等而影响交通以及运输等问题，加强透水沥青路面的应用是极为必要的。在实际的工程建设过程中，使用的透水沥青混合料铺装的主体结构与传统的沥青混合料基本相同，只是在实际的施工过程中，会在路面结构采用一定量的透水沥青混凝土作为路面施工的原材料，该种结构具备一定的透水性，是一种较为典型的骨架孔隙结构。
一般来说，在使用透水沥青路面作为公路路面结构时，通常会铺筑一层或者两层透水沥青混凝土，一般采用多孔沥青混合料作为主要的施工材料，根据各级路面所具有的面层类型可以将该种路面分为高级路面，在实际的作业过程中，对集料的强度要求较高，并且要具备一定的耐磨性。该种公路的基层则设计在面层的下面，主要使用开级配沥青稳定碎石(ATPB)、级配碎石为主要的施工材料，该种公路在城市降雨时，具备良好的储水功能，上面层厚度为35～45mm，孔隙率控制在18～25%，渗透系数大于800ml/15s，下面层厚度为60～80mm，孔隙率为18～25%，渗透系数大于800ml/15s。该种结构的垫层被设计于基层与路基之间，将路基与基层隔离开来，尽可能地避免路基中的碎小物质堵塞公路的透水层，导致公路丧失相应的透水性以及储水能力，同时，通过该种方式，还能够有效提高路面结构的抗冻胀能力，并且能够有效改善路基的水温情况。通常来说，垫层的材料一般选用粒径较小的碎石或者砂石等，垫层厚度最高为500mm，最小厚度设置为150mm。在该种结构中，路基起到了储水作用以及引导雨水向下渗透，具备较强的水稳定性，因此，在选择材料时，以砂性土为主。如若路基的材料使用黏性土，则可以考虑在铺筑透水沥青之前选用水泥等对路基进行稳定处理，确保黏性土的水稳定性。在实际的施工过程中，还需要设计专门用于路面排水的排水系统，透水混凝土直接铺设至排水沟或者雨水口，在混凝土储水后，直接通过透水混凝土排入雨水口中，也就是说，可以将排水沟或者雨水口直接与透水混凝土接触部分设置成透水结构，以实现直接排水。
2 透水沥青混合料持水性分析
2.1 路面模型参数
根据我国现行《公路沥青路面设计规范》《公路沥青路面施工技术规范》等现行行业标准与规范要求，设计生态型城市透水沥青路面。可以根据 首先，在对该路面进行透水计算之前，需要先依循该路面建立专门的模型，用于后续的计算作业，并且将设计图纸中路面的结构厚度以及各材料之间的孔隙率进行列出，具体数值，如表1所示。一般来说，在展开实际的建设时，需要选用多孔沥青混合料作为生态型城市透水沥青路面的主要施工用材料，上层材料主要由PAC-13组成，而下层的材料主要由PAC-20组成，两层的厚度根据实际的工程需求，总体设计为500mm，上基层的厚度设计为200mm，下基层的厚度设计为300mm，一般来说，选择大孔隙沥青稳定碎石ATPB-25作为上基层的施工材料，使用级配碎石作为下基层的施工材料，另外，需要严格控制碎石的粒径，确保碎石的粒径控制在37.5mm或者31.5mm；针对公路路基，则考虑使用砂性土进行施工。垫层则选用透水土工布。
2.2 保水率测定
2.2.1 试验步骤
根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的相关规定，对沥青混合料进行马歇尔试验，通过该种方式，来确定混凝土自身的最佳油石比以及孔隙率等指标。
经过试验，可以得出透水沥青混合料的最佳油石比为4.55%，相对密度为2.630，孔隙率为20%，连通孔隙率为17.2%，毛体积相对密度为2.254，连通孔隙率为17.2%，稳定度为5.11kN。随后，以该集配为基准，通过马歇尔标准击实法成型3组沥青混合料试件进行保水率试验，分析混合料的持水能力。
在实际的试验活动中，需要确保3组不同的试验用混合料保持干燥，因此在完成试验用混合料的拌和作业后，需要使用电风扇等设备，对混合料进行风干，该过程需持续12h，在这一过程中，需要对混合料的质量变化进行测定并记录，直到试验用混合料的质量恒重后，对干燥状态下的混合料质量m1进行测定并记录，随后，将该试验用混合料放置于常温常压状态下的水槽之中，并且要确保水分完全浸没混合料，并保持该种状态12h，取出混合料，并将混合料表面遗留水渍擦干，再次测定该混合料的质量m2，并计算该混合料的饱水率S。
2.2.2 结果
通过对三组混合料的试验得出的结果 ，三组混合料的孔隙率控制在20%时，混合料的饱水率分别在2.11、2.09、2.14，也就是说，孔隙率将直接对混合料的饱水率造成影响，并且空隙率与饱水率之间的关系呈正比。产生该种规律的主要原因是，如若沥青混凝土的孔隙率越大，在饱水的过程中，水分与孔隙内壁的接触面积就会随之变大，进而增加了水分向沥青混凝土内部移动的通道，也就提高了混凝土自身内部结构的保水能力。
2.2.3 渗水效能评价
在实际的城市公路建设工程中，可能发生公路浸水的情况，接下来将通过模拟降水过程，对路面结构的渗水效能进行评价，降雨重现期为5年，持续降雨时间则维系在24h，在砂性土作为路基的道路，选择的渗透速度为0.0002cm/s，并计算在降雨过程中，该公路在不同的时间段积水情况以及混凝土内部结构中的积水情况 。
在该降水模拟实验中，整个降雨维持24h，并且该公路的沥青混凝土路面的积水随着降雨时间的推移而变化，呈现递减趋势，在整个降雨的模拟过程中，最大累积雨量和路面结构实际水位大约出现在降水过程的中间时段，在该时段，路面结构的实际水位最高为426.478mm，该数值在路面结构厚度以下，这也就说明了，在这一整个降雨过程中，路面并不会出现积水等问题，如若出现强降雨，则可以通过加强整个路面出水结构层的厚度，并且铺设专门的排水管道，来避免可能的路面积水问题。
3 海绵城市应用透水沥青路面建议
透水路面可以大量收集地面雨水，并且吸收地面的扬尘，减少车辆通过时产生的空气污染，并且能够有效补充小区地下水，缓解城市热岛效应。实现小区雨天无路面积水，并且对雨水进行净化。在海绵城市建设对透水沥青路面的应用中，可以用透水沥青路面替代传统的路面结构，使道路具备透水性与保水性，缓解城市热岛效应。于海绵城市应用的透水混凝土施工主要包括摊铺、成型、表面处理以及接缝处理等。
4 结束语
综上所述，生态型城市透水沥青路面结构能够有效降低强降雨时路面的积水问题，加强对该种路面结构的应用，能够有效降低因强降雨等问题导致的交通堵塞以及交通事故等问题，并且减少城市内出现内涝的风险。
参考文献
[1]章毅，徐一峰.透水沥青路面结构与材料技术要求[J].城市道桥与防洪，2019(4)：51-54+9-10.
[2]章泽宇，骆辉，荆肇乾.透水沥青路面净化雨水径流的研究进展[J].应用化工，2019，48(7)：1710-1714+1719.
[3]于红润.透水沥青路面性能研究及其在城市土地利用结构中铺面比例的优化设计[D].北京交通大学，2007.
[4]?江杰.陶粒生态型透水沥青混合料路面可行性与性能研究[C].中国土木工程学会教育工作委员会、教育部学位管理与研究生教育司、中国土木工程学会教育工作委员会、教育部学位管理与研究生教育司，2014.
[5]关彦斌.大孔隙沥青路面的透水机理及结构设计研究[D].北京交通大学，2008.
[6]张卫东，王成武，陆路，等.生态型透水混凝土物理力学性能研究进展[J].混凝土与水泥制品，2017(2)：17-23.