上海中环线浦西段南段排水降噪沥青路面应用实践

 唐聪

 (上海市市政规划设计研究院，上海200031)

摘要：结合上海中环线浦西段（南段）新建工程，进行排水降噪沥青路面的试验段应用实践，包括铺装结构设计、边缘排水系统设计、沥青混合料设计、试验段施工与应用效果跟踪研究。应用实践表明：排水降噪沥青路面对提高雨天行车安全性、舒适性具有良好的效果，还可显著降低高架道路噪声。国产成品高黏度改性沥青性能指标水平与进口高黏度改性沥青相当，可以满足排水降噪沥青路面的使用要求。

关键词：排水降噪；沥青路面；应用实践

中图分类号：U416.217 文章编号：1004-4655( 2016) 03-0075-04

 高架道路通常作为城市快速主干路，承担着市区较大比例的运输任务，其功能的发挥，离不开具有良好的通行质量与行车安全的路面。上海地区高架道路运营状况表明，作为城市快速主干道的高架道路，天气晴朗条件下服务状况总体良好，但在雨天服务功能并不尽如人意，主要表现：行车可视度与防滑性能不佳，行车缓慢，道路服务水平下降，堵车现象时有发生；行车噪声较大，影响沿线生活和工作的人们；路面反光现象严重，易导致疲劳驾驶，诱发交通事故。分析表明，上述问题的存在，与上海高架道路早先普遍采用密实型沥青面层

( AK、AC)结构有关。

 鉴于上海高架道路雨天存在的问题以及排水路面技术特点，结合上海中环线南段道路建设，在位于中环线浦西段（南段）A4.1标59号墩~74号墩（长约500 m，双幅），进行排水降噪路面工程应用研究和长时间的跟踪观测，以期总结经验，推进高架道路排水降噪沥青路面的推广应用，改善城市高架道路服务水平。

1排水降噪沥青铺装结构设计

 采用排水降噪沥青路面。面层混合料由密实型沥青混合料调整为开级配排水沥青面层( OGFC)。排水沥青面层采用高黏度改性沥青，开级配排水沥青混合料自身具有良好的高温稳定性、水稳定性等性能，又有较大的空隙率、构造深度，导致该结构层与下部结构层间接触面积小，结构的整体稳定性将经受考验。

 因此，在进行高架道路排水降噪沥青路面设计时，应重点做好下部铺装结构层的防水粘结与表面平整度施工的控制工作。上海中环线南段原设计沥青混凝土铺装改为“4 cm改性沥青SMA-13+2 cm改性沥青AC-05”的铺装形式，试验段设计时，将原设计上面层SMA-13调整为高黏度改性沥青排水降噪面层（OGFC-13），其余各结构同原设计（见图1）。

2边缘排水系统设计

 本设计通过加大边缘排水系统的渗流量，达到加快降雨快速泄流的目的，具体技术措施如下。高架道路排水示意图和边缘排水系统示意图分别见图2和图3。

 1)增加过水断面。浇筑钢筋混凝土找平层时，在钢筋混凝土铺装表面近路缘白带一侧，预留20 mm深、150 mm宽的排水槽，施工时应严格控制排水槽纵向平整度，同时割除与排水槽相邻的井壁，确保排水顺畅。在排水槽内壁全断面按要求做好1cm的桥面防水涂料。改性沥青AC-05混合料找平层施工边缘调整至排水槽内边缘。

 2)增设1.5 cm排水盲管。将1.5 cm直径的排水管（弹簧管或塑料管）定位在排水槽外边缘下角，穿过割除的排水槽，确保纵向顺直。

 3)排水槽上部设计使用开级配沥青混合料。排水沥青面层摊铺施工时，松铺系数按1.15控制，则车道位置4 cm厚度OGFC-13摊铺厚度为4.6 cm，排水槽处沥青混合料松铺厚度为8.6 cm，实际松铺系数仅为1.08，在与周边排水沥青面层同步压实时，该处压实度较相邻区域低5%左右，空隙率明显增大，排水效果显著改善。

3排水降噪沥青混合料设计

3.1矿料级配与沥青用量

 本次试验路级配执行JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》（见表1），混合料空隙率约为20%。在选定级配条件下，按不同沥青用量拌制2种高黏度改性沥青OGFC-13混合料，进行析漏试验、飞散损失、马歇尔体积等指标试验，确定最佳沥青用量为4.8%。试验用试件为双面各50击的小马歇尔击实方法成型件。

3.2混合料性能验证

 对2种不同OGFC-13混合料，分别进行马歇尔体积指标、水稳定性、车辙、低温小梁弯曲等试验，试验结果如表2所示。

 由表2排水降噪沥青混合料试验结果可得出如下结论。

 1)国产高黏度改性沥青性能指标水平与进口高黏度改性沥青相当。

 2)2种高黏度改性沥青配制的排水沥青混合料各项性能指标均满足标准要求。

4试验段实施与测试

4.1排水降噪沥青面层施工

 2008年12月14日、2008年1 2月16日分别进行内圈、外圈排水降噪沥青路面施工。

 1)混合料拌合。考虑到施工当日气温仅为10℃，混合料拌合按照温度控制上限标准执行，最终混合料出厂温度基本控制在175~180℃。干拌时间按8s控制，湿拌按45 s控制，出料时未发现花白料现象。

 2)混合料运输与摊铺碾压。采用侧壁加设保温棉的运输车辆运输混合料。在常规覆盖的基础上，增加一层棉被覆盖保温。采用2台英格索兰摊铺机并肩作业，摊铺机间距离控制在10 m以内，排水降噪沥青路面摊铺温度为162~169℃。

 按三阶段进行碾压作业。2台DYNAPAC（C-422型号）压路机跟随摊铺机进行初压（3遍），初压开始温度均≥150℃；1台DYNAPAC（C-422型号）压路机进行复压（1～2遍）；1台YZC-12型号压路机进行终压（1遍，直至消除轮迹），碾压完成后路面温度为80℃左右。

4.2试验段质量检测与跟踪

 试验段完工后，对路面表观质量观测表明，路面平整，表观均匀，未发现析漏沥青用量积聚现象，目测评估质量优良，近期跟踪观测表明该路段路面完好，服务水平优良。现场检测实景图见图4。

 2009年1月9日（项目建成初期）、2010年1月21日、201 1年1月5日、2012年3月20日、201 5年1月21日对试验段防滑性能、渗水系数等进行了测试，结果如下。

 1)排水性能分析。试验段沥青路面排水性能观测结果见图5。

 虽然现场检测的数据离散性很大，但渗水系数随着时间的推移逐渐减小，渗水系数从刚建成的1 466 m L/(15 s)到第2年的497 m L/(15 s)可知，排水路面初期的渗水能力衰减非常迅速，但是随后几年逐渐稳定在200~400 m L/( 15 s)的水平。如果要保持良好的渗水能力，养护公司应采用专业的、针对排水路面的清洗车，定期把OGFC表面的空隙清理干净，保证层内排水通畅。

 2)抗滑性能分析。试验段沥青路面的构造深度和摆值观测结果见图6。

 由图6可知，排水降噪沥青路面初期具有较大的构造深度与摆值，防滑性能优良，使用6a内，防滑指标衰减程度仍好于传统沥青面层材料。

4.3降噪效果

 2010年1月21日（建成使用1 a），选用江淮瑞风面包车以不同速度匀速行驶于二车道，测试人员处于三连跨跨中并倚靠防撞墙，测量车辆以不同’速度通过三连跨过程中的混合噪声（见图7）。

作为比较也对邻近SMA路面进行测试，噪声测试结果如表3所示。

 由表3噪声测试结果可知，车速为60 km/h、80 km/h正常速度行驶时，相比于同期建成邻近的SMA沥青路面降噪幅度可达2 dB。而在较低车速( 40 km/h)条件下，排水降噪沥青路面也有1dB的降噪效果。因SMA路面本身已属于低噪声路面范畴，仍有较大的降低效果，表明其降噪效果良好。

5结语

 结合上海浦西段中环线建设，选用不同的高黏度沥青材料，进行500 m的排水降噪沥青路面应用实践，并对试验段进行路用性能与降噪效果的跟踪测试，研究结果如下。

 1)排水降噪沥青路面极大提高雨天行车安全性，显著降低雨水带来的溅水和水雾，增加轮胎与路表的摩擦力，降低交通事故率。

 2)排水降噪沥青路面与SMA路面相比有明显的降噪效果，降噪效果可达2dB，试验路达到预期目标。

 3)早期渗水系数超过1 400 m L/(15 s)，经6a左右使用后，衰减至208 m L/(15 s)，仅为建成初期的14%，排水降噪沥青路面渗水系数指标衰减迅速。因此，需定期进行养护清洗，保证排水降噪沥青路面良好的渗水能力。

 伴随着高黏度改性沥青的国产化，排水降噪沥青路面修建成本必将大幅度降低，该技术必将以其良好的排水降噪性能获得更为广阔的应用空间。