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摘要

排水性沥青路面排水性能在运营期呈现不同程度的衰减，其主要原因是路面连通空隙受到自然环境中粉尘颗粒的堵塞。文中研究依托西安咸阳机场专用高速，选用排水路面机能恢复车对试验段进行现场清洗，并对清洗前后路面渗水系数进行检测，基于现场检测结果，结合SPSS软件对该排水性沥青路面渗水性能恢复效果进行分析。研究表明，排水路面机能恢复车整体清洗效果良好，可有效恢复路面排水性能；清洗前后，车道非轮迹处渗水系数提高值整体比轮迹处高，清洗效果更明显；对于严重堵塞路段，清洗效果尤为显著，一般清洗3~4遍后，渗水系数可恢复到规范要求值。

关键词

道路工程

排水性沥青路面

运营期

现场清洗

渗水系数

恢复

近年来，随着海绵城市的大力推广和对道路表面功能要求的提高，排水性沥青路面在国内道路建设中得到了迅速应用和发展。排水性沥青路面空隙率高达21%左右，连通空隙率达到16%左右，具有排水、抗滑、降噪、降温等优良性能[1，2]。然而，工程应用表明，在运营期，排水性沥青路面所具有的功能性优势会呈现不同程度的衰减[3]。其主要原因是路面连通空隙受到自然环境中粉尘颗粒的堵塞[4－6]。

排水功能作为排水路面的主要功能，对评价排水路面的整体功能效益具有举足轻重的地位[7，8]，运营期排水功能的恢复研究已成为排水性沥青路面在推广以及养护决策中亟需解决的一个问题。基于此，本文依托西安咸阳机场专用高速公路，选用专用清洗设备对试验段进行现场路面清洗，并对清洗前后路面渗水性能进行检测，根据现场检测结果，对排水性沥青路面渗水性能的恢复效果进行分析，以期为排水性沥青路面养护方案的制定提供参考依据。

研究方法

试验段选取

根据近几年依托工程路面渗水系数检测结果以及养护人员建议，选取公路下行线K11+~K11+之间m和K4+~K5+之间m作为试验路段，其中K11+~K11+为一般路基段、K4+~K5+为桥面铺装路段，分别对试验路段的第3车道、第4车道以及应急车道进行现场清洗与渗水系数检测。

清洗设备

现场清洗设备采用排水路面机能恢复车HGYTPH。该车的主要功能是对排水层内部的灰尘、泥砂等堵塞物质进行清洗并回收，从而保证排水性沥青路面的排水性能满足设计要求。基本工作原理是通过液压系统和电器控制系统的综合运用，把高压水分别以不同的角度和方式强力喷射到路面内部，使路面内部的堵塞物在高压水冲洗作用下得以松动并随水流流动，再通过负压抽吸系统把各种杂物和水一起回收到污水处理装置中。脏物和杂物被过滤后沉积于污水罐底部，经工作一定时间后统一处理。被过滤分离后的回收水可以循环利用，反复清洗。

清洗与检测方案

对于一般路基段，每隔25m作为一个测试断面，共选取5个测试断面，桩号分别为K11+、K11+、K11+、K11+和K11+。

对于第3、4车道，测点选择了行车道轮迹带处和非轮迹带处；对于应急车道，测点选择了车道中间位置。

对于桥面铺装段，选取空隙堵塞较为严重的应急车道作为试验车道，共选取了8个测试断面，桩号分别为K4+、K4+、K4+、K4+、K4+、K4+、K4+和K5+。每4个断面为1组，共分为2组。测点选择为各断面车道中间位置，并且隔天对清洗4遍路段再次进行渗水系数测定。

用排水路面机能恢复车对试验段选定车道进行清洗时，车速控制在1.5Km/h。每清洗一遍，按照《公路路基路面现场测试规程》(JTGE60－)渗水仪法[9]测定各点的渗水系数。每个测点测试3次，直到渗水系数满足ml/15s为止。如果无法达到ml/15s，以两遍清洗之间的渗水系数差小于30ml/15s为止。

试验结果与分析

渗水系数检测结果

分别对一般路基与桥面铺装试验段路面清洗前、清洗1次、清洗2次、清洗3次、清洗4次、清洗4次后隔天的渗水系数进行检测，检测结果如表1和表2所示。

渗水性能总体恢复效果分析

从表1和表2试验段渗水系数检测结果可以看出，采用排水路面机能恢复车对各试验段进行清洗，每清洗完一遍后，各车道的渗水系数整体都有明显上升。图1是清洗前后路表清洁程度对比图。从图1可以看出，未清洗前路表有较多的沙土、灰尘嵌入空隙，肉眼几乎看不出路表空隙存在，堵塞情况严重；清洗1遍后，可以看到已经有部分空隙显现出来；而清洗4遍后，可以很明显地看到集料颗粒露出路表，颗粒与颗粒之间的堵塞物质绝大部分已被清洗掉，路表十分清洁，清洗效果非常显著。

对于严重堵塞路段，路面清洗完4遍之后，隔天又对部分点再次进行渗水系数测定，发现渗水系数较当天清洗完后现场检测值又有所提高。究其原因，可能是当天检测渗水系数时，路面处于饱水状态，对渗水系数的检测有一定影响，而隔天经过24h后，之前路面饱满的水已消退，渗水系数又有所提高。这一方面解释了局部测点现场清洗完后，渗水系数检测值有略微降低的现象，另一方面也说明了路面实际清洗效果比现场检测结果还要明显。

对比图1(a)和图1(d)可见，经过4遍清洗之后，虽然原路面大部分堵塞物质已被清洗，可以明显看到有集料颗粒露出路表，但同时发现路表松散细集料有所增多，这可能与排水机能恢复车采用“高压水冲洗+气穴清洗+真空抽吸”的组合方式来恢复路面排水机能有关。清洗时高压水喷射产生气泡，气泡的破裂使深层空隙中板结的堵塞物得以松动，然后通过高压水将堵塞物抽走，这一过程中难免会使路面中集料颗粒之间薄弱黏结产生松动，甚至有些细小集料黏结失效、掉粒，造成路面发生轻微损伤，引起表面部分松散。

不同轮迹处渗水性能恢复效果分析

一般路基试验段第3车道清洗2遍、第4车道清洗3遍后，轮迹与非轮迹处的渗水系数恢复值见表3所示。

用SPSS软件分别对第3、4车道清洗前后轮迹处与非轮迹处渗水系数恢复值进行分析，因素变量为渗水系数恢复值，因素水平变量为不同轮迹处，方差分析结果见表4和表5所示。

从表3清洗前后渗水系数恢复值可以看出，同车道非轮迹处的渗水系数恢复效果整体比轮迹处更好。这可能是因为，由于轮胎与地面的“泵吸效应”减少了轮迹处可清洗的堵塞物质，同时轮迹处由于压密变形造成的连通空隙率下降是不可逆的，无法通过清洗路面的方法提高这部分的渗水性能。从表4和表5方差分析结果可以看出，轮迹与非轮迹处渗水系数恢复效果差异性不是很显著，这也从侧面说明了该依托工程路面车辙状况还不太严重。

不同程度堵塞处渗水性能恢复效果分析

依据现场路面堵塞程度和渗水系数检测结果，本文定义路面清洗前渗水系数0~ml/15s为重度堵塞、ml/15s~ml/15s为中度堵塞、大于ml/15s为轻度堵塞。将第3车道非轮迹处、第4车道非轮迹处、一般路基段应急车道、桥面铺装段应急车道分别清洗2遍之后渗水系数恢复值按路面堵塞程度进行归类，结果如表6所示。

用SPSS单因素分析方法进行数据处理和分析，其中因变量为渗水系数恢复值，因素水平变量为不同堵塞程度，不同堵塞程度处渗水系数恢复值基本描述表、样本方差齐性检验结果和方差分析表分别见表7~表9所示。

从表8可以看出，显著性＝0.＞0.05，说明各组的方差在α＝0.05水平上没有显著性差异，即方差具有齐次性。从表9可以看出，针对零假设，组间均值无显著性差异，即不同初始堵塞程度下渗水系数恢复均值无显著性差异，计算的F值为23.，对应的概率为0.，小于0.05，拒绝零假设，认为不同堵塞程度处渗水系数恢复均值有显著性差异。

运用LSD法进行多重比较，因变量为恢复值，分析两两试验组均值之间差异性，分析结果见表10。

从表10中可以看出，不同堵塞程度处，清洗2遍之后渗水系数恢复值两两之间都有显著性差异，说明机能恢复车对不同程度堵塞位置的清洗效果差异显著。从表7中可以看出，对于严重堵塞路段，该机能恢复车的清洗效果尤为显著，在清洗2遍之后，渗水系数恢复值平均可达.33ml/15s。另外，从表2数据中也可以看出，对于严重堵塞路段，一般清洗3~4遍之后，渗水系数可恢复到规范要求值，清洗效果明显。

结语

(1)采用排水路面机能恢复车对各试验路段进行清洗，每清洗完一遍之后，路面整体渗水系数都有一定程度提高。排水路面机能恢复车清洗效果良好，可有效恢复排水路面的排水性能。

(2)清洗前后，车道非轮迹处的渗水系数恢复值整体要比轮迹处高，清洗效果更为明显。

(3)对于严重堵塞路段，清洗效果尤为显著，一般在清洗3~4遍之后，严重堵塞的路段渗水系数可恢复到规范要求值。

全文完。首发于《公路》年4月第4卷。登陆