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          海綿城市路面用高粘瀝青添加劑

          一、前言

               20131212日,習近平總書記在《中央城鎮化工作會議》的講話中強調:“提升城市排水系統時要優先考慮把有限的雨水留下來,優先考慮更多利用自然力量排水,建設自然存積、自然滲透、自然凈化的海綿城市”。

              何為海綿城市,即城市能夠像海綿一樣,在適應環境變化和應對雨水帶來的自然災害等方面具有良好的“彈性”,也可稱之為“水彈性城市”。國際通用術語為“低影響開發雨水系統構建”。下雨時吸水、蓄水、滲水、凈水,需要時將蓄存的水“釋放”并加以利用,提升城市生態系統功能和減少城市洪澇災害的發生。

              根據國務院辦公廳201510月印發的《關于推進海綿城市建設的指導意見》(以下簡稱《指導意見》)指出,建設海綿城市,統籌發揮自然生態功能和人工干預功能,有效控制雨水徑流,實現自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發展方式,有利于修復城市水生態、涵養水資源,增強城市防澇能力,擴大公共產品有效投資,提高新型城鎮化質量,促進人與自然和諧發展。

              《指導意見》明確,通過海綿城市建設,大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響,將70%的降雨就地消納和利用。從2015年起,城市新區要全面落實海綿城市建設要求;老城區要結合棚戶區和城鄉危房改造、老舊小區有機更新等,以解決城市內澇、雨水收集利用、黑臭水體治理為突破口,推進區域整體治理,逐步實現小雨不積水、大雨不內澇、水體不黑臭、熱島有緩解。另外要大力推廣海綿型建筑與小區、海綿型道路與廣場,推進城市排水防澇設施建設和易澇點改造,實施雨污分流,科學布局建設雨水調蓄設施。大力推廣海綿型公園和綠地,消納自身雨水,并為蓄滯周邊區域雨水提供空間,加強對城市坑塘、河湖、濕地等水體的保護與生態修復。 

              過去,城市建設追求用地一馬平川,往往會填湖平壑。根據《海綿城市建設技術指南》,各地應大限度地保護原有的河湖、濕地、坑塘、溝渠等“海綿體”不受開發活動的影響;受到破壞的“海綿體”也應通過綜合運用物理、生物和生態等手段逐步修復,并維持一定比例的生態空間。根據《海綿城市建設技術指南》,海綿城市建設要以城市建筑、小區、道路、綠地與廣場等建設為載體。比如讓城市屋頂“綠”起來,“綠色”屋頂在滯留雨水的同時還起到節能減排、緩解熱島效應的功效。城市道路、廣場、人行道可以采用排水鋪裝。        

          二、排水防滑降噪瀝青路面介紹

          1、何為排水防滑降噪瀝青路面?

              排水防滑降噪瀝青路面(俗稱OGFC路面、透水路面)是一種具有相互連通空隙的開級配混合料路面,主要是利用級配調整使用粗細粒料間的孔隙率提高至20%左右,以使降在路面上的水分可由大量空隙迅速排除,避免路表積水及在鋪面上形成水膜,用以提高路面的抗滑性能、減少雨天濺水。它具有優良的排水、防滑、降噪等功能,為一種安全、環保的生態瀝青混凝土路面鋪裝新技術,可以很好的解決我國公路建設中出現的問題。 

          2、排水防滑降噪瀝青路面功能特性

          1)有效解決路面積水現象

              排水性是排水降噪瀝青混凝土路面的重要特性,雨水可通過表面層內部的空隙流出,而不會在表面形成水膜和徑流,從而減緩洪澇災害。

           

          2)增強路面防滑功能,提高行車安全性

              排水降噪瀝青混凝土路面在雨天可以有效減少路面積水,增加路面與車輛輪胎的附著力,防止汽車在行駛中發生水漂現象,抑制濺水起霧影響后車視線,減少雨天路面眩光現象,從而大大提高雨天行車安全性。據統計,鋪裝排水降噪瀝青混凝土路面后,交通事故率下降85%。

           

          3)降低環境噪音

              排水降噪瀝青混凝土路面和普通瀝青路面在相同條件下進行對比,OGFC路面可以比普通瀝青降低噪聲3-5dB。

           

            

          3、排水瀝青混凝土路面對材料的要求

              與傳統的密級配瀝青混凝土相比,排水瀝青混合料粗集料多,細集料少,顆粒之間不能形成強有力的嵌鎖作用,混合料的強度主要依靠結合料的粘結作用。另外由于排水瀝青路面的大空隙特征使其更容易受到日光、空氣及水的侵蝕,導致混合料出現耐久性的降低及透水功能喪失等問題。為保證排水降噪瀝青混凝土路面的耐久性和功能的持續性,必須選擇優質骨料及高粘性的瀝青膠結料。

          4、排水性路面典型結構設計

              排水式OGFC路面一般包括以下幾個結構層:排水瀝青混合料上面層、乳化(改性乳化)瀝青防水粘層、密級配瀝青混凝土中面層、密級配瀝青混凝土下面層、半剛性基層及底基層。OGFC路面的上面層厚一般為4—5cm,但根據工程所在位置、交通組成和交通量、排水的要求等條件,應具體考慮,選擇不同的厚度。

           

          結構與排水設計如下:

           

          三、OGFC彩色透水瀝青路面的研究

              OGFC彩色透水瀝青路面是采用高粘彩色改性瀝青、顏料及大空隙(一般在20%左右)優質骨料鋪設而成的彩色路面,它具有優良的排水、防滑、降噪等功能,為一種安全、環保的生態瀝青混凝土路面鋪裝新技術,非常適用于國家大力建設的海綿城市。

          OGFC彩色透水瀝青路面,除了具備排水、防滑、降噪等功能后,還具備以下作用:

          1)劃分不同性質的交通區間

              彩色透水瀝青路面可以通過色彩變化劃分不同性質的交通區間,這對交通安全是非常有利的。彩色透水瀝青路面已經成為促進公共交通發展的重要手段,隨著這一措施的廣泛應用,必將會對推動我國城市公共交通的快速發展起到十分重要的作用。

          2)警示

              在道路急轉彎陡坡處、分流合流處、十字路口、隧道人口、行人過街橫道線、兒童上學道路、橋面、加油站、收費站,甚至車轍較深外等恃殊路段或場所采用彩色路面或亮色路面鋪裝,用來形成與普通瀝青路面的對比路段,提示警告特殊的交通條件,使駕駛人員減速慢行,有效地避免交通事故發生。

          3)緩解疲勞

              近年來人們十分重視道路的線型設計,把地形、環境和道路線型融為一體,從而改善駕駛條件,提高駕駛效能。然而,盡管良好的線型設計從一定程度上改善了道路沿線的景觀,但駕駛人員在行駛過程中注視多的還是路面本身,乏味單調的黑色或灰白色路面對人的神經系統有鎮靜作用,會減弱駕駛人員的注意力。這時,如果利用鋪裝適當改變路面色彩,則可以有效吸引駕駛人員的注意力,緩解疲勞,使其保持頭腦清醒,減少交通事故發生。

          4)美化街路空間環境

              彩色透水瀝青路面可以有效美化街路空間環境,其強烈的視覺效果可以讓人們產生獨特的激情感受,給人們留下深刻印象,滿足人們對美感的深層次心理需求。它可以營造溫馨宜人的氣氛,使街路空間更具人情味與情趣,吸引人們駐足,進行各種公共活動,使街路空間成為人們喜愛的城市高質量生活空間。

          四、普通彩色瀝青和OGFC彩色瀝青的區別

          類型

          普通彩色瀝青

          OGFC彩色瀝青

          級配

          密級配

          開級配

          透水性

           

           

          空隙率

          5%左右

          20%左右

          粗集料

          50%

          80%

          細集料

          40%

          10%

          防滑性

          一般

          色彩壽命

          3-5

          8-10

          五、OGFC彩色瀝青產品介紹

              LD是我公司為適應我國發展高等級公路的要求,獨立自主研發的一種高粘瀝青改性劑。外觀為黃色或黑色顆粒,其使用方式可以添加到基質瀝青中制備高粘瀝青或是直接添加到石料中拌和生產高粘瀝青混合料。

              所制備的高粘瀝青混合料耐久性、高溫穩定性、抗老化性能顯著提高,具有較高的抗飛散性、耐水性、耐候性和耐流動性。用JM制備的高粘度瀝青主要用于鋪筑排水抗滑降噪(OGFC)路面、彩色透水瀝青路面、應力吸收層、橋面鋪裝防水粘結層、高粘瀝青SMA。

           

          六、技術分析

          1、LD高粘瀝青改性劑性能檢測結果

          檢測項目

          實測

          指標

          外觀

          黃色/黑色

          ——

          粒徑(mm

          4

          不大于5

          密度(g/cm3

          0.9

          0.7-1.0

          吸水率(%

          0.3

          小于1%

          2、LD高粘改性瀝青性能指標

          檢測項目

          JM高粘瀝青添加劑

          國家標準

          軟化點(℃)

          88

          80

          針入度(25℃,0.1mm

          42

          40

          延度 15℃,cm

          100

          50

          135℃粘度(Pa·s)

          2.213

          3.0

          粘韌性(N·m)

          31.4

          20

          韌性(N·m)

          21.2

          15

          薄膜加熱質量變化率(%

          0.28

          0.6

          薄膜加熱針入度殘留率(%

          85

          65

          60℃粘度(Pa·s

          181826

          20000

          備注:基質瀝青為70#道路石油瀝青。

              從表中數據可以看出,LD高粘改性瀝青添加劑軟化點高,60℃粘度高,針入度小,說明其耐熱性得到提高、感溫性得到改善,溫度敏感性降低,瀝青與集料的粘結力和握裹力得到提高。

          3、高粘改性瀝青混合料性能試驗結果

          混合料類型

          侵水馬歇爾殘留穩定度比(%

          凍融劈裂殘留強度比(%

          低溫(-10)彎曲破壞應變(me)

          動穩定度

          (次/mm

          OGFC-13

          88.6

          92.8

          3686

          5429

          從表中數據可以看出,LD高粘改性瀝青混合料高溫穩定性、低溫抗裂性和水穩性能都得到明顯提高。

          七、普通彩色瀝青與OGFC彩色透水瀝青經濟分析

          1、普通AC彩色瀝青混凝土成本估算

           石料:140/T

           油石比:5.8%

           彩色瀝青:10000/T

           紅色色粉:8500/T

           高粘瀝青添加劑35000/T

           高粘瀝青添加劑摻量為混合料質量的0.3-0.8%

          紅色色粉摻量為為2.5%時彩色瀝青路面成本估算:

          每噸普通彩色瀝青混凝土:

          140×11×5.8%×100001×2.5%×8500)÷(11×5.8%+1×2.5%=861.03

          2、OGFC彩色透水瀝青混凝土成本估算

              紅色色粉摻量為為2.5%時,高粘瀝青改性劑推薦摻量為混合料的0.5-0.8%,則相對于普通彩色瀝青而言,OGFC彩色透水瀝青成本增加175-280/噸混合料,其他不變。

              以上測算對比僅供參考。材料具體單價根據實際情況決定。

          八、部分工程案例

           

          湖北省孝襄高速公路透水路面試驗段鋪設(2005.9

           

                                            安徽池州城市改造路段             廈門五石路大橋路面鋪裝工程


          海綿城市路面使用高粘瀝青添加劑

          池州市海綿城市示范項目齊山大道南北段改造工程EPC總承包項目


          建海綿城市

          瀝青拌合站

          上海錦水建設(集團)有限公司


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          發布時間:2020-5-13 9:10:37
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