成都市天府新区宁波路东段二期 (原兴隆34路) 项目根据成都市规建局的规划, 项目主线段XLK4+170—XLK4+826.5段双幅路建成双层式排水性半透水车行道+生态绿化带+透水人行步道, 整体建成全新理念的生态海绵城市道路 (见图1) , 在适应环境变化和应对自然灾害等方面具有良好的弹性, 下雨时吸水、蓄水、渗水、净水, 需要时将续存的水释放并加以利用。

海绵化车行道路面结构自下而上:改性乳化沥青超前预养护层+细粒式排水沥青混合料PAC-10 (3.5cm) +粗粒式排水沥青混合料PAC-25 (6.5cm) +抗裂渗水分流层 (1cm) +多孔排水混凝土 (30cm) +橡胶沥青封层 (1cm) +水泥稳定碎石 (30cm) (见图2) 。该结构路面设计中, 细粒式排水沥青混合料除了有良好的强度特性、抗车辙、抗水损坏、抗飞散的路用性能外, 更重要的具有优良的抗滑和排水功能。满足上述功能的细粒式排水沥青混合料成功与否, 主要取决于原材料的选择、矿物级配和配合比 (最佳油石比) 和施工工艺要点等方面。

沥青及高黏度添加剂采用北京科路泰生产的DHVA高黏度添加剂与宝利SBS改性沥青进行复合改性, 纤维采用北京科路泰聚酯纤维, 掺量为沥青混合料质量的0.1%。填料采用成都金世添华建筑材料有限公司生产石灰岩矿粉, 细集料采用洪雅县弘远矿业有限公司生产的0~2.36mm玄武岩机制砂, 粗集料采用洪雅县弘远矿业有限公司生产的4.75~9.5mm玄武岩粗集料。

根据设计技术资料, 结合项目集料加工工艺和集料组成特点, 初选4组不同粗细的矿料级配进行马歇尔击实, 选择B级配作为为本次目标配合比设计验证体积指标和路用性能优化方案。各集料筛分及合成级配如表1, 2所示。

采用B级配分别以4.3%, 4.8%, 5.3%, 5.8%, 6.3%5组油石比, 高黏度改性沥青方案采用92%的SBS改性沥青+8%的DHVA高黏度添加剂, 掺加0.1%的聚丙烯腈纤维;通过沥青混合料谢伦堡析漏损失曲线图中的拐点作为最大油石比, 参考析漏损失率的绝对指标, 结合该路段的地理位置环境及PAC-10排水降噪沥青路面上面层结构, 优选B级配最佳油石比确定为5.3% (见图3) 。

根据B级配的最佳油石比验证混合料析漏损失、飞散损失、马歇尔残留稳定度、冻融劈裂强度比、动稳定度、低温最大弯拉应变、渗水系数, 检测结果如表3所示, 满足设计要求。

正式拌制前, 应对确定混合料的配合比进行拌合机试拌, 验证配合比标准级配和沥青混合料油石比以及混合料质量各项指标是否满足设计要求。

施工摊铺前, 根据运距和天气实际情况, 保证现场4~5辆以上的车等待卸料, 正常摊铺后保持3辆车等待卸料, 从而保证摊铺机匀速前进。运输过程采取保温措施, 运送到摊铺现场的混合料温度≥175℃, 由专人负责混合料出厂温度的检测工作, 对不符合出厂温度要求的混合料做废料处理。

选用福格勒摊铺机 (型号S2100-2、规格09190138) , 受料前在料斗内涂刷防黏结剂并在施工中经常将两侧收拢。施工前提前0.5h预热摊铺机熨平板, 使其温度≥100℃, 铺筑过程中, 调整校核熨平板的振捣或夯锤压实装置的振动频率和振幅。摊铺机应缓慢、均匀、连续不间断进行。排水沥青混合料摊铺温度≥170℃, 摊铺过程中随时检查摊铺厚度、平整度及路拱、横坡。

碾压是排水沥青路面至关重要的环节, 压实过程中, 初压温度≥160℃, 复压紧接初压进行, 复压温度≥130℃, 终压温度≥90℃, 通过试验段确定压实机械组合和压实遍数如表4所示。

针对试验段成形质量和试验段数据, 调整摊铺机的速度 (控制在1.5~3.0m/min) 、混合料的松铺系数以及碾压机械的速度和遍数。

摊铺注重摊铺的连续性、均匀稳定性、减少离析和接缝等环节, 同时减少不必要的人工修补。

在中途万一出现停机, 应将摊铺机熨平板锁紧不下沉, 停顿时间>20min或混合料温度<130℃时, 要按照处理冷接缝的方法重新接缝。摊铺结束后用3m直尺检查已压实路面, 在厚度、平整度均合格处切割、清扫、成缝。接缝施工前先涂刷黏层油并用熨平板预热, 摊铺时注意熨平板的预留高度。

在弯道交口圆头部位等无法进行机械摊铺的部位只能采用人工摊铺, 要集中组织工人快速实施, 及时用刮板修正, 保证材料外观的均匀性, 做到路面基本平整、无蜂窝。压路机碾压的死角部位用平板振动机辅助压实或配合木槌等工具压实。

由于透水水泥混凝土孔隙率大, 在碾压前清除压路机碾压轮铁锈、泥土等污染物, 终压后覆盖彩条布, 并设置栏杆禁止人员入内踩踏。

为防止污染路面, 试验段排水性沥青面层施工后封闭交通。路面应待摊铺层完全自然冷却、混合料的表面温度<50℃后方可开放交通。

通过细粒式排水性沥青混合料的原材料、矿物级配和配合比 (最佳油石比) 的多方案比选确定后, 试验数据基本满足各项指标, 主线段XLK4+170—XLK4+826.5段双幅路最终于2017年6月底顺利施工完成。历经几次大雨验证后并经检测单位检测, 细粒式排水性沥青面层在抑制溅水起雾、抗滑、透排水、解决内涝等性能方面取得了很好效果。

多孔排水混凝土基层与细粒式排水性沥青面层结合在生态海绵城市道路中的成功应用, 为生态海绵城市的性能试验研究和检验评估方法研究奠定了基础, 同时为绿色施工创新技术的应用 (多孔排水混凝土基层与排水沥青面层结合使用) 提供了有价值的参考。