透水沥青路面设计探析

透水沥青路面设计探析

王麟

黑龙江省交通规划设计研究院集团有限公司，黑龙江哈尔滨 150080

摘要：随着城镇化进程不断加快，如何有效管理城市雨水成为了一个亟待解决的问题。长期以来，大量采用硬质铺装材料的城市建设模式导致了许多负面后果，如加剧了暴雨季节的洪涝风险、减少了自然渗入土壤中的水量等。在这种背景下，透水性路面作为一种可持续发展的解决方案受到了广泛关注。本文主要对透水沥青路面设计进行分析，提出相关建议。

关键词：透水沥青；路面设计；探析

一、地理与环境分析

在透水沥青路面的设计过程中，地理与环境分析直接关系到路面最终能否有效发挥其应有的功能。首先，气候条件是不可忽视的重要因素之一。不同地区的降水量差异显著，这不仅影响着透水路面的设计标准，比如在多雨地区，为了快速有效地排除雨水，需要设计更高效的透水结构；而且对于材料的选择也提出了更高的要求——在湿润环境下，材料需要具备良好的耐水性和抗侵蚀性，以防止因长期浸泡而导致的性能下降。此外，温度变化同样重要，特别是在温差较大的区域，材料必须能够承受热胀冷缩带来的应力变化，因此，在寒冷地区可能需要采用低温延展性较好的沥青材料，而在炎热地带则需选用耐高温、不易软化的材料，这样才能保证路面在各种极端天气条件下都能保持稳定的工作状态。其次，施工地点下方土壤类型的调查也是必不可少的工作步骤。土壤特性直接影响了路基的设计方案及其稳定性。如果土质较为松散或者含有大量有机物质，则可能不具备足够的承载力来支撑上方的路面结构，此时就需要采取加固措施，比如铺设一定厚度的碎石层或使用水泥稳定材料来提高基础强度。另一方面，某些特定类型的土壤（如膨胀土）在含水量变化时体积会发生明显改变，这也给道路带来了潜在风险，因此，在这类地质条件下建设透水沥青路面时，除了加强底层处理外，还需要特别注意设置适当的隔离层，防止水分过度渗透引起土壤性质改变进而损害整个路面体系[1]。

二、功能需求评估

在透水沥青路面的设计过程中，功能需求评估决定了路面的结构强度、耐久性和整体设计方向。首先，明确项目的具体用途是这一阶段的核心任务。不同的使用场景对路面的要求有着显著的区别。例如，人行道主要服务于步行者，其承载能力和耐磨性的要求相对较低，但需要考虑到行人舒适度，如防滑性能和美观度。相比之下，自行车道虽然也属于非机动车道范畴，但由于自行车行驶速度较快，加之轮胎对地面的压力比行人脚部更大，因此在设计时除了基本的安全性外，还需要增强路面的耐磨性和抗压能力。至于轻型车辆通行的道路，比如住宅区内的街道或停车场入口等地方，则面临更高的荷载要求，不仅要能承受车辆反复碾压而不易损坏，还需确保良好的排水性能，以减少积水现象，从而保障行车安全。针对高流量区域，尤其是那些预计会有大量交通往来的路段，特别处理变得尤为重要[2]。在这种情况下，增加沥青混合料中的粗集料比例，选择硬度更高、耐磨性更好的骨料，以及采用性能更加优异的改性沥青作为胶结材料，都是常见的做法。所提出的措施旨在增强道路表面的整体坚固性和稳定性，从而延长其使用寿命。此外，鉴于车轮的持续摩擦可能会加速表层材料的损耗，在施工时应特别注重混合物级配的设计优化，以确保颗粒间能够形成更加紧密的结合，进而有效提升道路抵御外界磨损的能力。

三、结构设计

透水沥青路面的设计是一项既复杂又精细的工作，涵盖了多层次的规划与决策过程，旨在确保路面能够高效排水并承受预期载荷。其结构一般由三个关键组成部分构成：表面层、基层和底基层。其中，表面层作为直接暴露于外界环境的部分，不仅需要具备足够的耐磨性以抵抗来自车辆轮胎及自然因素的磨损，还需拥有良好的渗透性能。因此，在铺设面层时通常会选择粒径较小且孔隙率较高的沥青混合材料，这样的选择既能促进水分快速下渗，也能保证道路表面保持一定的平整度。选择合适的沥青类型和骨料组合是这一层级设计的关键所在。基层位于表面之下，主要作用是为上层提供稳固的支持，同时参与水分的导排。由于这部分结构并不直接暴露在外，所以在材料选择上可以侧重于强度和稳定性，而不是外观或透水性。常用的基层材料包括级配碎石、石灰稳定土等，这些材料能够在承受较大压力的同时保持结构的完整性。基层的设计还需要考虑到如何有效地分散来自表面层的荷载，减少对底基层乃至天然地基的压力集中。底基层则是整个透水沥青路面系统中最底层的部分，它的主要职责是提供均匀稳定的支撑面，并且与下卧土层之间形成有效的过渡。底基层往往由大粒径的碎石或其他透水性材料构成，这样既有利于深层排水，又能起到调节地基承载力的作用。在一些情况下，如果原状土质地较差，则可能需要先进行改良处理或增设额外的基础加固层。在确定了各层的功能定位之后，接下来就是基于预期负载和交通情况进行厚度计算。这里需要用到一系列公式和技术规范来指导设计工作，比如根据车辆轴重分布模型估算出最大可能的垂直应力，然后据此推算出各个层次所需要的最小厚度

[3]。

四、材料选择

在透水沥青路面的设计中，材料选择是确保路面性能的关键环节。骨料的选择直接影响着路面的透水性能和结构强度。理想的骨料应当具有良好的透水性，这意味着骨料之间需要有足够的空隙让水流通过，同时这些骨料也必须足够坚固耐用，以承受交通负荷和环境侵蚀。一般而言，会选用粒径较大、形状规则且表面粗糙的碎石作为主要骨料，这样的骨料不仅能够提供较高的孔隙率，还能增强沥青混合料的内摩擦力，提高路面的抗剪切强度。沥青胶结剂的选择同样非常重要，它是连接骨料形成稳定结构的关键成分。对于透水沥青路面来说，所用沥青应该具有适当的粘度，以便在施工温度下易于摊铺和压实，同时又能在冷却固化后保持足够的强度。更重要的是，沥青胶结剂必须能够与选定的骨料良好结合，形成一个既透水又坚固的混合体。在选取沥青材料时，除了要评估其基本的物理与化学特性外，还应着重考察其抗老化能力和对温度变化的响应能力，以保证即使经历长期的自然环境考验后，沥青仍能维持良好的粘结性能。为了进一步优化沥青混合料的整体表现，有时会在其中掺入特定类型的改性剂。这类改性剂包括但不限于聚合物、橡胶颗粒以及纤维等成分，它们有助于增强沥青材料的韧性、弹性和使用寿命。然而，在使用这些添加剂时必须精确控制添加比例，因为无论是过量还是不足都可能导致预期效果大打折扣。因此，在实际施工前通常会通过一系列实验室测试来确定最理想的配方比例。

结语：基于对透水性沥青铺设技术的研究及其实际应用效果的考察，这种道路表面处理方式不仅有助于减轻城市排水系统的负担，而且还能改善局部环境条件，从而提高居民的生活品质。尽管如此，我们也必须正视，在这类材料的大规模采用过程中还存在诸如成本控制和长期维护等挑战。未来的研究工作需要更加关注这些方面的问题，以期找到更优化的解决方案。

参考文献：

[1]吕达和.基于透水性能的全透水沥青路面结构设计[J].交通科技与管理,2024,5(18):104-106.

[2]刘万才.公路透水沥青路面设计研究[J].交通世界,2024,(09):94-96.

[3]韦奔,王灿升.高速公路服务区双层透水沥青路面性能研究[J].西部交通科技,2024,(02):30-32.