1.2 彩色透水瀝青性能評(píng)價(jià)指標(biāo)

由于彩色透水瀝青的物理化學(xué)性能和普通瀝青相似，其在路面中應(yīng)用的過(guò)程也和普通瀝青相同，因此在最初的研究中，普遍沿用瀝青的評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)判定彩色透水瀝青的性能。美國(guó)和日本普遍采用瀝青的針入度、延度、軟化點(diǎn)三大基本性能指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)彩色透水瀝青的技術(shù)性能，同時(shí)為了保證使用時(shí)的安全，對(duì)彩色透水瀝青的閃點(diǎn)也作了最低要求。而為了保證彩色透水瀝青的耐久性，對(duì)于其老化后的質(zhì)量損失和針入度比也作了要求。整體來(lái)看，整個(gè)評(píng)價(jià)體系是參照普通路用瀝青，而各性能評(píng)價(jià)指標(biāo)要求又有別于普通瀝青。表1統(tǒng)計(jì)了美國(guó)和日本對(duì)彩色透水瀝青的性能要求。



從表1中可以看出：和普通70#瀝青相比，在針入度、延度、閃點(diǎn)、老化等性能指標(biāo)上，彩色透水瀝青的要求相似。而在軟化點(diǎn)的指標(biāo)上，彩色透水瀝青要求了溫度范圍，而普通瀝青只要求了下限。一般而言，軟化點(diǎn)越高，瀝青混合料拌合時(shí)溫度就要相應(yīng)提高，而目前常用的彩色透水瀝青在高溫時(shí)，其顏色不穩(wěn)定，易發(fā)生變化，因此，為了保證彩色透水瀝青顏色的穩(wěn)定性，對(duì)其軟化點(diǎn)的上限應(yīng)有所限制。

 

 

 

彩色透水瀝青技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用之初，由于造價(jià)高，技術(shù)不成熟，因此并沒(méi)有形成系統(tǒng)的規(guī)范化要求。各地區(qū)根據(jù)當(dāng)?shù)夭噬杆疄r青的應(yīng)用范圍和使用要求，結(jié)合地理環(huán)境因素，制定了相應(yīng)的地方標(biāo)準(zhǔn)。在這些地方標(biāo)準(zhǔn)的制定中，彩色透水瀝青的評(píng)價(jià)指標(biāo)參照國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，基本上都以普通路用瀝青性能指標(biāo)為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，確定指標(biāo)范圍。以上海和天津兩地對(duì)彩色透水瀝青的評(píng)價(jià)指標(biāo)為例，對(duì)比70#基質(zhì)瀝青，如表2所示。



從表2的彩色透水瀝青和普通瀝青技術(shù)指標(biāo)對(duì)比可以看出：地方彩色透水瀝青評(píng)價(jià)指標(biāo)條件和范圍與普通瀝青相似，而在具體指標(biāo)上略有不同。為了考慮施工的和易性，上海的標(biāo)準(zhǔn)中加入了粘度評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)，也更看重彩色透水瀝青老化后的性能指標(biāo)評(píng)價(jià)，為了確保彩色透水瀝青顏色的穩(wěn)定性，將老化后顏色評(píng)價(jià)也列入到了指標(biāo)中，這對(duì)于規(guī)范彩色透水瀝青的耐久性評(píng)價(jià)提供了參考依據(jù)。而天津的標(biāo)準(zhǔn)中，考慮到彩色透水瀝青是由人工調(diào)配而成的混合膠結(jié)料，為了保證其具有較好的低溫性能和粘附性，增加了蠟含量的控制指標(biāo)。



普通黑色瀝青路面



彩色透水瀝青路面

 

 

 

綜合對(duì)比表1、表2中不同國(guó)家和地區(qū)對(duì)彩色透水瀝青的評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以看出：目前均是采用和普通瀝青一致的針入度、延度、軟化點(diǎn)三大指標(biāo)，控制彩色透水瀝青的綜合性能；為了確保彩色透水瀝青的耐久性，同樣使用普通瀝青的老化試驗(yàn)方法來(lái)評(píng)價(jià)其耐久性，同時(shí)加入對(duì)老化后顏色變異的控制，確保性能穩(wěn)定的同時(shí)，其顏色也保持一致；為了保證彩色透水瀝青的安全性，評(píng)價(jià)指標(biāo)都對(duì)閃點(diǎn)作了要求；部分地區(qū)增加黏度指標(biāo)的要求，以保證彩色透水瀝青和集料的粘附性，確保施工和易性和路面耐久性。

 

 

 

從目前彩色透水瀝青的應(yīng)用范圍和效果來(lái)看，這些評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠有效地規(guī)范化彩色透水瀝青的質(zhì)量，但是由于地區(qū)指標(biāo)各有側(cè)重，彩色透水瀝青的性能產(chǎn)生差異化，因此需要統(tǒng)一的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，更有利于彩色透水瀝青的推廣應(yīng)用。

 

 

 

1.3 彩色透水瀝青性能影響因素分析

 

 

目前國(guó)內(nèi)對(duì)于瀝青的微觀研究是將瀝青按照瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分、膠質(zhì)四組分來(lái)分析的。瀝青中各組分的含量會(huì)顯著影響到瀝青的三大指標(biāo)，進(jìn)而影響其路用性能。借鑒瀝青的組分理論對(duì)性能的影響，可以用來(lái)探究組分對(duì)彩色透水瀝青的影響。以學(xué)者邢磊的研究為例，他通過(guò)正交試驗(yàn)的極差分析法分析各組分不同摻量對(duì)性能指標(biāo)的影響主次和顯著水平，并通過(guò)主成份摻量對(duì)膠結(jié)料性能指標(biāo)的影響規(guī)律分析，從而確定各組分對(duì)彩色透水瀝青的性能影響。

結(jié)果表明：彩色透水瀝青膠結(jié)料中，油份和樹(shù)脂組分對(duì)于軟化點(diǎn)、延度和針入度影響最大，且在一定范圍內(nèi)，軟化點(diǎn)和延度隨油份增加而逐漸減小，針入度隨油份增加逐漸變大；與之對(duì)應(yīng)的，軟化點(diǎn)和延度隨樹(shù)脂組分的增加而逐漸增大，針入度隨樹(shù)脂組分增加逐漸減小。而其它改性添加劑、色粉等對(duì)于彩色透水瀝青性能指標(biāo)的影響較小。其他研究者進(jìn)行的類似研究也表明，在以瀝青三大指標(biāo)為評(píng)價(jià)體系中，組成材料中油份和樹(shù)脂組份對(duì)彩色透水瀝青的性能影響最大，其他改性添加劑和色粉影響不明顯。

 

 

 

組成材料對(duì)彩色透水瀝青的性能影響分析，為彩色透水瀝青性能研究提供了一種思路，雖然不同的彩色透水瀝青其組成成分各不相同，但是根據(jù)目前的研究方向，以瀝青的三大指標(biāo)為控制標(biāo)準(zhǔn)來(lái)研制彩色透水瀝青，是當(dāng)前行之有效的質(zhì)量控制方法。

 

 

 

2

 

彩色透水瀝青路面國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

 

 

 

國(guó)外學(xué)者對(duì)彩色透水瀝青路面技術(shù)的研究和推廣始于20世紀(jì)50年代。荷蘭首先將彩色透水瀝青路面應(yīng)用在市政道路上，采用紅色瀝青鋪筑城市自行車道，在提升城市道路景觀、保障交通安全方面取得了很好的成效。英國(guó)、澳大利亞等國(guó)家將公交車道鋪筑成彩色透水瀝青路面，對(duì)于保證行車安全、提升通行效率有很大的幫助。隨著工程應(yīng)用的推廣，理論研究也進(jìn)一步開(kāi)展，Rang W.Lee等學(xué)者采用樹(shù)脂、油份、塑性劑等材料調(diào)配出基礎(chǔ)膠結(jié)料，并加入無(wú)機(jī)調(diào)色劑，制備出和普通瀝青性能相近的彩色透水瀝青，并采用普通瀝青混合料試驗(yàn)方法，對(duì)彩色透水瀝青混合料進(jìn)行了性能驗(yàn)證。彩色透水瀝青在美國(guó)得到了創(chuàng)新性的應(yīng)用，美國(guó)采用彩色透水瀝青鋪筑公路中央隔離帶，帶來(lái)的交通安全的提升甚至要優(yōu)于道路標(biāo)志。同時(shí)美國(guó)還在將彩色透水瀝青路面鋪筑在收費(fèi)路口處，對(duì)駕駛員的提示也要優(yōu)于標(biāo)志標(biāo)牌。國(guó)外對(duì)于彩色透水瀝青材料的開(kāi)發(fā)較早，應(yīng)用廣泛，充分利用了彩色透水瀝青路面美觀、醒目的優(yōu)點(diǎn)，在道路景觀的美化、道路安全的提升等方面發(fā)揮了重要作用。



我國(guó)于20世紀(jì)80年代初開(kāi)始引入彩色透水瀝青筑路技術(shù)，但是由于技術(shù)及經(jīng)濟(jì)條件的限制，初期發(fā)展緩慢。近年來(lái)，隨著人們對(duì)道路條件的要求提高，彩色透水瀝青首先使用在了市政道路的建設(shè)中。2008年張平等人通過(guò)在淺色瀝青結(jié)合料中添加氧化鐵紅的方式，鋪筑了宜春公園彩色透水瀝青路面。通過(guò)此工程實(shí)踐總結(jié)了彩色透水瀝青混合料原材料選擇、組成設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、攤鋪、碾壓等一系列技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。文宏軍等學(xué)者借助彩色人行道鋪筑的實(shí)體工程，研究了原材料、配合比設(shè)計(jì)、碾壓工藝等因素對(duì)彩色透水瀝青路面的影響，基于此提出了適合于人行道的彩色透水瀝青路面設(shè)計(jì)鋪筑工藝。王文娟等基于彩色透水瀝青特殊的材料性能，對(duì)透水彩色透水瀝青路面展開(kāi)了研究，成功鋪筑了透水彩色透水瀝青路面。學(xué)者鄭久亮提出了一種彩色透水瀝青結(jié)合料的加工工藝及設(shè)計(jì)方法，在常規(guī)彩色透水瀝青路面鋪筑工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了改進(jìn)和提升，進(jìn)而提出了系統(tǒng)的彩色透水瀝青路面施工工藝。

 

 

 

3

 

彩色透水瀝青路面特點(diǎn)分析及應(yīng)用

 

 

 

3.1 彩色透水瀝青路面特點(diǎn)

目前彩色透水瀝青路面廣泛應(yīng)用在風(fēng)景區(qū)、公園、廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所。而隨著技術(shù)的發(fā)展，彩色透水瀝青路面也被使用在了部分高速公路上，彩色透水瀝青路面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)使其能夠大規(guī)模推廣應(yīng)用。彩色透水瀝青路面具有以下優(yōu)點(diǎn)：

 

 

 

(1)美化環(huán)境、美化城市。彩色透水瀝青路面廣泛應(yīng)用在城市公園道路、景區(qū)道路、市政公交車道、自行車道等，成為景區(qū)景觀、城市景觀的一部分。

 

 

 

(2)提高路面對(duì)比度，提升行車安全。將彩色透水瀝青路面鋪筑在道路分隔帶上，可以增強(qiáng)路面對(duì)比度，提高駕駛員的注意力；在隧道口附近采用彩色透水瀝青防滑層，可以醒目地提醒車輛提前減速，減少事故發(fā)生。

 

 

 

(3)誘導(dǎo)車流，疏通交通。在城市道路中，使用彩色透水瀝青鋪筑非機(jī)動(dòng)車道、公交車道、導(dǎo)流車道等，鮮明的顏色標(biāo)志能夠引導(dǎo)車輛準(zhǔn)確地行駛在正確車道上，減少不同車輛之間的干擾，提高非機(jī)動(dòng)車的安全性。

 

 

 

(4)吸收熱量、降低路面溫度。因?yàn)槊鞫雀?，反射率也高，所吸收的熱量小，可以大大減少路面吸收的太陽(yáng)輻射，同時(shí)能夠降低噪音。





透水瀝青路面項(xiàng)目施工

 

 

 

3.2 彩色透水瀝青路面的應(yīng)用

目前彩色透水瀝青路面主要應(yīng)用包括：彩色膠結(jié)料式透水路面、彩色乳化瀝青稀漿封層、彩色防滑耐磨路面。

 

 

 

(1)彩色透水瀝青透水路面。用于透水路面的彩色透水瀝青，其黏度高于普通彩色透水瀝青，具有良好的粘附性和彈性恢復(fù)，鋪筑的彩色透水路面不僅具有良好的排水性，其多空隙率的結(jié)構(gòu)也起到了很好的吸塵降噪作用。在海綿城市的建設(shè)中，廣泛應(yīng)用在公園市政道路中。

 

 

 

(2)彩色透水瀝青罩面工程。彩色透水瀝青罩面分為稀漿封層和薄層罩面，彩色透水瀝青稀漿封層的施工工藝和普通瀝青相同，在材料方面，采用彩色膠結(jié)料和淺色或彩色碎石鋪筑封層；薄層罩面是采用彩色膠結(jié)料和普通集料鋪筑，二者均可以在舊有路面上施工，工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低，應(yīng)用廣泛。

 

 

 

(3)彩色抗滑磨耗路面。目前廣泛使用在隧道入口、收費(fèi)站、匝道等路面。為了提高結(jié)構(gòu)的抗磨耗性，對(duì)彩色透水瀝青中的組分進(jìn)行了調(diào)整，增加了樹(shù)脂的含量，并添加固化劑保證穩(wěn)定性。施工時(shí)將定量的混合料攤鋪在路面，待固化完成后即可開(kāi)放交通。施工工藝簡(jiǎn)單快捷，可以應(yīng)用在新舊路面，美化環(huán)境和改進(jìn)道路安全，同時(shí)延長(zhǎng)普通路面壽命。