日本高速公路高性能路面下面层的防水措(译文).doc

日本高速公路高性能路面下面层的防水措施 (译自日本《铺装》2002·37-3) 内容提要 JH从1998年就开始策划将高性能沥青面层作为表面层的标准工艺在日本推广，从而使改善下面层的密水性更加重要。对高性能面层的下面层，有必要考虑材料、混合料的抗剥离性和密水性，以及耐流动性、变形和应力缓冲效果，根据具体条件考虑混合料性能，应选定合适的材料、配合比和分层厚度。本文介绍日本道路公团（JH）现在采用的各种措施。 主题词 高性能路面 雨水 基层 下面层 整平层 中间层 密水性 SMA 前言 日本道路公团（以下简称JH）从平成元年（译注：1988年）开始进行排水性路面（以下称高性能路面）的实验研究，由于确认了其良好的耐久性，因而从1998年开始在全国推广，到2000年为止，已在全国的高速公路中推广了约2800万㎡（图—1），占高速公路总里程约3%的比例。 图—1 高性能路面的施工里程 高性能沥青面层混合料不同于以往表面层所用的密级配沥青混合料，由于雨水从排水性面层中流走，因而使下面层直接受水的影响，该层密水问题更为突出。此外，虽然高性能沥青面层是耐流动性高的混合料，但若下面层耐流动性不足时，由于相对强度的差异也可能使面层破坏。 针对上述问题，采取提高高性能路面下层混合料耐久性的措施。为了不因高性能路面的推广而降低路面的整体耐久性，根据室内实验和实地调查进行了条件分析并寻求对策。本文介绍JH从事的研究成果。 1.对材料、混合料的性能要求 1)抗剥离性 长期受水影响的沥青混合料,存在混合料沥青剥离问题。实际上在现有路面上加铺高性能面层后,通过损坏路段的试坑调查,确认存在下面层沥青混合料有剥离现象，分析主要是使用的骨料抗剥离性能差的原因。 图—2列示了现在进行沥青混合料抗剥离评价中，浸水马歇尔实验结果(残留稳定度)和评价骨料自身沥青裹覆能力的剥离实验(JHS—201)结果的关系,但残留稳定度在剥离面积不超过50%区间相关性较差,由于现在规定残留稳定度满足75%的要求,因此也不能说抗剥离性一定没有问题。 图—2 残留稳定度和剥离面积率的关系 另一方面,浸水车辙实验(《铺装试验法便览》3—7—4)结果（以下称浸水WT剥离率）和现场剥离率间有较好的相关关系,如图—3所示。一般浸水WT剥离率5%的材料可以认为抗剥离性没有问题,对应于该5%数值时的剥离面积,由图—3推测,大约在10～25%之间。 图—3 浸水WT剥离率和剥离面积率的关系图 根据以上结果,从以往不同骨料路面使用效果调查,对存在抗剥离性问题的骨料,不仅需根据残留稳定度评价骨料的抗剥离性,而且还要通过沥青裹覆试验(JHS—201),当剥离面积超过一定值(暂定为20%)时,采用浸水车辙实验,对浸水WT剥离率5%的骨料,采用变更材料或采取抗剥离措施(使用消石灰或抗剥离剂)解决抗剥离性问题。 2)密水性 高性能路面由于雨水经表面层流至下面层上,再由下面层表面排至两侧排水盲沟导出路面,因此要求下面层所用沥青混合料具有高密水性。图—4为评价下面层沥青混合料的密水性,采用马歇尔试件进行加压透水试验(JIS A 1218,压力500Kpa)的试验结果。从该试验可看出,为了提高下面层的密水性,采用减少混合料设计空隙率的措施是有效的。根据这一结论,分别对高性能路面下面层所用混合料的适用性分析如下： 图—4 沥青混合料的空隙率与透水系数 不同条件下面层的防水措施 1)一般路基 虽然减少混合料空隙率可提高路面密水性,但一般认为,空隙率小的混合料由于交通荷载的过度压密而容易产生流动的倾向。图—5列举了通过JH试验研究所的环道试验,求得的下面层动稳定度和表面层车辙量的关系。 图—5 环道试验车轮通过次数与面层车辙深度关系图 即使在表面层采用高DS的高性能路面,当下面层耐流动性不足时,路面整体仍然会产生较大的变形。根据这一结果,为了充分发挥高性能路面应有的耐流动性,有必要确保下面层也具有一定程度的耐流动性。 根据以上分析结论,日本道路公团从1999年7月修订了《设计要领》,在一般路基采用高性能路面时, 下面层按表—1选用密水性高的沥青混合料,同时有必要确保下面层混合料达到规定的耐流动度。考虑到以往的实际效果,下面层动稳定度要求≥1000次/mm。 表—1 马歇尔试验标准和动稳定度指标 项目 下面层混合料 密级配上面层时 高性能上面层 稳定度(kn(kgf) ＞6(600) 流值(1/100mm) 15～40 空隙率(%) 3～6 3～5 饱和度(%) 65～80 70～85 浸水马歇尔残留稳定度(%)(60℃,48h) ＞75 对应于马歇尔密度现场压实度(%) ＞96 动稳定度(次/mm) ＞1000(指标值) 2)桥面 ①防水措施