CN105625133A - 含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面，其特征是设置路面结构自下而上依次为下面层、中面层、防水抗裂层、除尘复合层和上面层；除尘复合层是在固定层中埋设有除尘装置；除尘装置是呈网格排布在级配碎石固定层中的除尘管路，在除尘管路的管壁上开设有通孔；通过除尘管路上的通孔可以对上面层进行由下而上的反冲洗；或是通过除尘管路上的通孔对上面层中的渗水进行负压抽排。本发明可以有效的恢复和保持大孔隙沥青路面的排水降噪和抗滑能力，延长路面的使用寿命，提高路面排水的效率，提高路面积雪融化效率，降低路面的整体温度，保证行车安全，使行车的环境达到最优化。

Description

含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面

技术领域

本发明属于道路工程领域，尤其涉及一种含级配碎石复合层的除尘、排水大孔隙沥青路面，主要用于大孔隙沥青路面的清孔除尘、排水和除雪等。

背景技术

大孔隙沥青路面具有优越的排水和降噪性能。但是大孔隙沥青路面在使用过程中由于其大孔隙的特点，黏土、油污和橡胶颗粒等极易进入孔隙内部，进而堵塞孔隙。雨天和晴天的反复交替加速了这种堵塞。雨天时，孔隙内的灰尘，泥沙等堵塞物质顺着雨水进入路面材料深处；晴天时堵塞物质板结，和集料粘接在一起，加上低速道路上泵吸效应不显著和过境交通对结构材料的压密作用，堵塞程度越来越严重，排水降噪性能大幅度衰减，同时还严重影响大孔隙沥青路面的寿命。

目前对于大孔隙沥青路面的清洗多采用以下两种方法：

一、采用真空吸收除尘装置，利用负压将微小灰尘吸附到除尘装置中，但负压吸附的方法对于较大的灰尘或石屑除尘效果较差；

二、利用高压水冲洗路面配合强力刷洗以达到除尘的效果，其可以去除道路表面的部分灰尘或石屑，但对于道路深处的灰尘和石屑不仅不能清除干净，反而会被高压水冲向道路的更深处，造成更为严重的后果；

三、高压冲洗和真空吸附相结合，中国专利文献ZL204530582U中公开了一种透水路面清洗车，其工作过程是首先用高压水冲刷地面，透水层的泥沙被水冲刷为泥浆；之后，利用大流量、高负压风机通过吸盘把透水层表面污水及深处的泥浆水抽吸到污水仓中，用于清洗透水层。但实际上其冲洗的深度仍然不够，同时，强力的刷洗更破坏了路面整体结构，使路面整体抗滑性能减弱，影响道路的安全。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面，以期能够有效恢复和保持大孔隙沥青路面的排水降噪及抗滑能力，延长路面的使用寿命。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的结构特点是：设置路面结构自下而上依次为下面层、中面层、防水抗裂层、除尘复合层和上面层；所述除尘复合层是在级配碎石固定层中埋设有除尘装置；所述除尘装置是呈网格排布在级配碎石固定层中的除尘管路，在所述除尘管路的管壁上开设有通孔；

所述除尘管路的一端设置外接气源或外接水源，所述外接气源或外接水源通过除尘管路上的通孔可以对所述上面层进行由下而上的反冲洗；或是在所述除尘管路的一端连接负压装置，利用所述负压装置通过除尘管路上的通孔可以对所述上面层中的渗水进行抽吸。

本发明含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的特点也在于：所述除尘装置由主管和辅管构成，所述主管沿道路宽度方向布设，主管管壁上沿主管长度方向上开设的两排通孔均为喷射孔；所述辅管沿道路纵向布设、辅管管壁上沿辅管长度方向上开设有两排通孔，其中一排通孔为喷射孔，另一排通孔为排水孔；所述主管和辅管处在道路的同一高度平面上，并在网格的结点位置处相互连通，相邻的主管之间以及相邻的辅管之间的间距为8cm～12cm。

本发明含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的特点也在于：

所述主管和辅管上各通孔的孔径为2～3mm，同一排通孔中相邻通孔之间的间距为12～15mm；

所述主管上两排通孔的轴线在主管的横断面上的投影线呈开口向上、开口夹角为30°～90°的“V”形，并且两排通孔的轴线以竖直线为中心线呈镜向对称；

所述辅管上两排通孔的轴线在辅管的横断面上的投影线呈开口向上、开口夹角为90°～135°的“V”形，其中排水孔的轴线平行于中面层的路拱横坡，排水孔孔口朝向中间带。

本发明含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的特点也在于：在所述大孔隙沥青路面的一侧设置储水单元，所述储水单元中的集水池通过输水管与所述除尘管路相连通，在所述输水管中接入有水泵；所述储水单元中的沉淀池通过排水管与所述除尘管路相连通，在所述排水管中接入有负压装置；沉淀池中集水经过滤收集在集水池中，在所述沉淀池中设置可更换的渗滤层，在所述输水管上设置旁通口。

本发明含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的特点也在于：所述除尘装置在沿道路通行方向分段设置，每段除尘装置在宽度上与道路宽度相同，沿道路通行方向上的长度为50～80m；每段除尘装置独立配备储水单元。

本发明含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的特点也在于：所述上面层为大孔隙沥青混合料面层，所述混合料面层的空隙率不低于18％、厚度不小于50mm；所述级配碎石固定层采用颗粒接近正方体的级配碎石，碎石的粒径范围为13.2mm～19mm，级配碎石的空隙率不低于25％，级配碎石固定层的厚度至少为碎石最大粒径的两倍；所述防水抗裂层采用SBS改性乳化沥青。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明在大孔隙沥青路面中设置除尘复合层，通过除尘装置从路面内部产生高压水、气交互的喷射，形成反冲洗结构，将堵塞在路面孔隙的灰尘清洗到路面表面，再清扫干净即可，可以有效的恢复和保持大孔隙沥青路面的排水降噪和抗滑能力，延长路面的使用寿命。

2、本发明的除尘装置不仅可以喷射高压水和高压气，还可以通过负压真空，加快雨水的排泄，雨水通过主管和辅管收集于集水装置之中，储水单元中的水经过渗滤和沉淀还能够反复利用于路面的除尘。而当储存水不足的情况下，可以通过旁通口进行水量的补给，同时旁通口也是高压气的输入口。

3、本发明设置级配碎石形成级配碎石固定层，不仅可以防止喷射孔和排水孔在施工期发生堵塞，还可以防止主管和辅管发生横向或纵向位移，保证除尘装置除尘、排水的能力，同时主管和辅管形成的网状结构也加固了级配碎石层，二者相互约束，保证级配碎石固定层的稳固性和可靠性。

4、本发明能适应多种气候，用途广泛。在夏季高温时，可以通过除尘装置喷撒水降低路面的整体温度，减少城市热岛效应的影响，可以有效降低因路面高温造成的车辙；在有积雪的冬季，可以通过除尘装置喷撒融雪剂溶液，提高路面融雪效率；在强降雨时可以加快路面吸水，从而提高行车安全，以及降低对路面的损害。

5、本发明通过在主管和辅管表面包裹水溶性薄膜可有效的避免喷射孔和排水孔在施工期发生堵塞。

6、本发明在施工级配碎石固定层时，首先人工摊铺两条轮迹碎石道面，既能保证胶轮摊铺机的正常稳定行走，又保护了PVC管网，克服级配碎石固定层摊铺不均匀、PVC管网位移甚至破损的问题。

7、本发明根据不同路面的情况，采用不同的方法进行维护，可以节省大量的设备资源和人力资源，各种方式的配合使用能够更加有效地保持路面的各项路用性能，使行车条件最优化。

附图说明

图1为本发明中道路结构断面示意图；

图2a为本发明主管喷射路径示意图；

图2b为本发明辅管喷射路径示意图；

图3为本发明中排水水流路径示意图；

图4为本发明中除尘装置示意图；

图5a为本发明中主管示意图；

图5b为本发明中辅管示意图；

图6为本发明中储水单元结构示意图；

图中标号：1上面层，3防水抗裂层，4中面层，5下面层，6排水孔，7除尘装置，7a主管，7b辅管，8级配碎石固定层，9储水单元，10喷射孔，11渗滤层，12沉淀池，13集水池，14水泵，15负压装置，16旁通口，17中间带，18基层，19垫层。

具体实施方式

参见图1，本实施例中含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的结构形式是：设置路面结构自下而上依次为下面层5、中面层4、防水抗裂层3、除尘复合层和上面层1，防水抗裂层可以阻止路面水流渗透到中面层及其以下，水流沿着防水抗裂层流向道路的两边；除尘复合层是在级配碎石固定层8中埋设有除尘装置7；除尘装置7是呈网格排布在级配碎石固定层8中的除尘管路，除尘装置和级配碎石固定层处于同一平面，相互抑制，提高除尘复合层的整体性，在除尘管路的管壁上开设有通孔。

如图1所示，在除尘管路的一端设置外接气源或外接水源，外接气源或外接水源通过除尘管路上的通孔可以对上面层1进行由下而上的反冲洗；或是在除尘管路的一端连接负压装置，利用负压装置通过除尘管路上的通孔可以对上面层1中的渗水进行抽吸。

如图4所示，除尘装置7由主管7a和辅管7b构成，主管7a沿道路宽度方向布设，辅管7b沿道路纵向布设。除尘装置分段布置，每段之间互不影响，其中的一段损坏，另外一段除尘装置依旧可以正常使用。

如图5a所示，在主管7a的管壁上沿主管长度方向上开设的两排通孔均为喷射孔10；如图5b所示，在辅管7b的管壁上沿辅管长度方向上开设有两排通孔，其中一排通孔为喷射孔10，另一排通孔为排水孔6；主管7a和辅管7b采用PVC高强管，主管7a和辅管7b处在道路的同一高度平面上，并在网格的结点位置处相互连通，相邻的主管7a之间以及相邻的辅管7b之间的间距为8cm～12cm；主管7a和辅管7b上各通孔的孔径为2～3mm，同一排通孔中相邻通孔之间的间距为12～15mm。

如图2a所示，主管7a上两排通孔的轴线在主管7a的横断面上的投影线呈开口向上、开口夹角为30°～90°的“V”形，并且两排通孔的轴线以竖直线为中心线呈镜向对称；如图2b所示，辅管7b上两排通孔的轴线在辅管7b的横断面上的投影线呈开口向上、开口夹角为90°～135°的“V”形，其中排水孔6的轴线平行于中面层4的路拱横坡，排水孔孔口朝向中间带17，中面层4的路拱横坡指的是中面层的上表面，路拱即路面的横向断面、中央高于两侧，是具有一定坡度的拱起形状，中面层的路拱横坡指的是中面层的横向断面的横向坡度。

如图1和图6所示，本实施例中在大孔隙沥青路面的一侧设置储水单元9，储水单元9中的集水池13通过输水管与除尘管路相连通，在输水管中接入有水泵14；储水单元9中的沉淀池12通过排水管与除尘管路相连通，在排水管中接入有负压装置15；沉淀池12中集水经过滤收集在集水池13中，在沉淀池12中设置可更换的渗滤层11，在输水管上设置旁通口16。经过滤收集在集水池13中的水仍然可以当做水源循环使用，可更换的渗滤层11有效减少了集水池13中水的杂质，并防止堵塞延长了储水单元9的使用寿命。旁通口16既可以作为高压气的输入连接口，当集水池13中的水量不足时，也可以作为外接水源的输入连接口。

具体实施中，除尘装置7在沿道路通行方向分段设置，每段除尘装置在宽度上与道路宽度相同，沿道路通行方向上的长度为50～80m；每段除尘装置独立配备储水单元9；上面层1为大孔隙沥青混合料面层，混合料面层的空隙率不低于18％、厚度不小于50mm；级配碎石固定层8采用颗粒接近正方体的级配碎石，接近正方体是指长宽比例为1:1～1:1.5，碎石的粒径范围为13.2mm～19mm，级配碎石的空隙率不低于25％，可以使路面的渗水能力达到最大，可以提高上面层的渗水效率，级配碎石固定层8的厚度至少为碎石最大粒径的两倍；防水抗裂层3采用SBS改性乳化沥青。

本实施例中含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的施工方法是首先在垫层19上完成基层18的施工，随后进行下面层5和中面层4的摊铺和压实；在下面层5和中面层4的摊铺和压实完成之后，按如下步骤继续施工：

步骤1：在中面层4的表面施工防水抗裂层3；

步骤2、在主管7a和辅管7b的表面包裹一层水溶性薄膜，并将主管7a和辅管7b按设定的位置进行组装，利用卡钉将完成组装的主管7a和辅管7b固定在防水抗裂层3上，卡钉的上部卡住主管7a和辅管7b，卡钉的下部穿过防水抗裂层3垂直卡入中面层4，卡钉使除尘装置固定在防水抗裂层上，有效的防止了在填充并铺筑级配碎石固定层时发生大范围的位移变化，再用SBS改性乳化沥青密封卡钉与防水抗裂层的交汇处，提高防水抗裂层的密封性；

步骤3：在防水抗裂层3上，按照胶轮摊铺机两侧轮胎间的间距，首先人工摊铺两条轮迹碎石道面，碎石道面的宽度不小于胶轮摊铺机的轮胎宽度，使其足以提供胶轮摊铺机正常行驶所需的轨道，碎石道面的顶面略高于主管和辅管的顶面，胶轮摊铺机沿碎石道面摊铺级配碎石固定层8，待级配碎石固定层8摊铺整平后随及洒水，保持级配碎石固定层8中的级配碎石的渗水率不超过设定渗水率的±2％；

步骤4：采用振动式压路机对级配碎石固定层8进行碾压，直至路面在碾压过程中不再出现车轮痕迹，随后采用重型压路机进行碾压，直至级配碎石固定层(8)的压实度不低于中面层4的压实度的90％，随后铺筑大孔隙沥青路面的上面层1；

步骤5：在路面养护完成后，首先在主管7a和辅管7b内通水，使水溶性薄膜溶解，除尘装置的排水孔和喷射孔保持畅通，可以随后即可通行。

本实施例中含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的维护方法是设置工作模式一和工作模式二，其中：

工作模式一：首先利用外接水源通过除尘管路喷水3～5min，喷水压力为4bar～5bar；随后利用外接气源通过除尘管路喷气30～60s，喷气压力为3bar～4bar。

工作模式二：首先利用外接水源通过除尘管路喷水2～3min，喷水压力为4bar～5bar；随后利用外接气源通过除尘管路喷气30～60s，喷气压力为3bar～4bar，再通过除尘管路喷洒道路清洗液。

对于两种工作模式按如下不同方式进行应用：

应用一、路面常规保养：按工作模式一完成一次操作即可。常规保养的频率比较频繁，所以路面的空隙率保持的较好，没有严重的堵塞情况，只需要保持空隙率即可。

应用二、路面定期使用维护：检测获得上面层1的当前空隙率，则路面空隙堵塞率n_c为：

n_c＝1-当前空隙率/设计空隙率；

因为常规保养并不能完全保持路面的空隙率，可能会出现不同程度的堵塞，因此首先需要转芯取样了解路面的当前空隙率，针对不同的堵塞程度进行不同的操作。

若n_c小于10％，说明常规保养做的较好，没有严重的堵塞，正常保持空隙率即可。按工作模式一完成一次操作即可；

若n_c为10％～20％，轻度堵塞，反复清孔几次即可恢复路面空隙率。首先按工作模式一连续重复操作2～3次，最后扫除路面颗粒物即可；

若n_c为20％～30％，中度堵塞，正常的水气交叉通孔并不能很好的恢复空隙率，此时需要加入路面清洗液，针对堵塞物的化学性质进行分解等作用后再进行通孔，首先按工作模式二完成一次操作，然后按工作模式一完成一次操作，随及扫除路面颗粒物；再按工作模式一连续重复操作2～3次，最后扫除路面颗粒物即可；

若n_c大于30％，首先按工作模式二完成一次操作，然后按工作模式一连续重复操作两次，随及扫除路面颗粒物；最后利用外接气源通过除尘管路以2bar～3bar的压力持续喷气，同时配合路面清洗车进行路面负压清洗，负压清洗是指利用现有的带有负压装置的清洗车，在从内部吹气的同时，路面上部利用道路清洗车进行负压清洗，以内部和外部的共同配合可以更加有效的清除堵塞物，

本实施例含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面的维护方法是针对不同的天气条件按不同的方法进行应用：

在夏季高温干燥时：通过除尘管路将水喷洒至路面，增加道路湿度，降低路表的温度，减缓城市热岛效应的影响，减少路面扬尘，增强了路面的能见度；

在积雪厚度不超过2cm时，通过除尘管路将一定温度的融雪剂溶液喷洒至路面，可以有效的防止更厚积雪的产生，融雪剂最好选用环保型融雪剂，较少融雪对环境的污染，待路面积雪融化时，启动负压装置，并通过除尘管路抽吸路面融化的雪水，温度在冰点以下时，还可以通过除尘管道通气，保持路面的干燥，防止路面结冰的危害；

在强降雨时：启动负压装置，并通过除尘管路抽吸路面积水，加快路面排水，此时还是储水单元集水的关键时刻。

Claims (6)

1.一种含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面，其特征是：设置路面结构自下而上依次为下面层(5)、中面层(4)、防水抗裂层(3)、除尘复合层和上面层(1)；所述除尘复合层是在级配碎石固定层(8)中埋设有除尘装置(7)；所述除尘装置(7)是呈网格排布在级配碎石固定层(8)中的除尘管路，在所述除尘管路的管壁上开设有通孔；

所述除尘管路的一端设置外接气源或外接水源，所述外接气源或外接水源通过除尘管路上的通孔可以对所述上面层(1)进行由下而上的反冲洗；或是在所述除尘管路的一端连接负压装置，利用所述负压装置通过除尘管路上的通孔可以对所述上面层(1)中的渗水进行抽吸。

2.根据权利要求1所述的含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面，其特征是：所述除尘装置(7)由主管(7a)和辅管(7b)构成，所述主管(7a)沿道路宽度方向布设，主管管壁上沿主管长度方向上开设的两排通孔均为喷射孔(10)；所述辅管(7b)沿道路纵向布设、辅管管壁上沿辅管长度方向上开设有两排通孔，其中一排通孔为喷射孔(10)，另一排通孔为排水孔(6)；所述主管(7a)和辅管(7b)处在道路的同一高度平面上，并在网格的结点位置处相互连通，相邻的主管(7a)之间以及相邻的辅管(7b)之间的间距为8cm～12cm。

3.根据权利要求2所述的含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面，其特征是：

所述主管(7a)和辅管(7b)上各通孔的孔径为2～3mm，同一排通孔中相邻通孔之间的间距为12～15mm；

所述主管(7a)上两排通孔的轴线在主管(7a)的横断面上的投影线呈开口向上、开口夹角为30°～90°的“V”形，并且两排通孔的轴线以竖直线为中心线呈镜向对称；

所述辅管(7b)上两排通孔的轴线在辅管(7b)的横断面上的投影线呈开口向上、开口夹角为90°～135°的“V”形，其中排水孔(6)的轴线平行于中面层(4)的路拱横坡，排水孔孔口朝向中间带(17)。

4.根据权利要求2所述的含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面，其特征是：在所述大孔隙沥青路面的一侧设置储水单元(9)，所述储水单元(9)中的集水池(13)通过输水管与所述除尘管路相连通，在所述输水管中接入有水泵(14)；所述储水单元(9)中的沉淀池(12)通过排水管与所述除尘管路相连通，在所述排水管中接入有负压装置；沉淀池(12)中集水经过滤收集在集水池(13)中，在所述沉淀池(12)中设置可更换的渗滤层(11)，在所述输水管上设置旁通口(16)。

5.根据权利要求4所述的含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面，其特征是：所述除尘装置(7)在沿道路通行方向分段设置，每段除尘装置在宽度上与道路宽度相同，沿道路通行方向上的长度为50～80m；每段除尘装置独立配备储水单元(9)。

6.根据权利要求1所述的含级配碎石复合层的除尘排水大孔隙沥青路面，其特征是：所述上面层(1)为大孔隙沥青混合料面层，所述混合料面层的空隙率不低于18％、厚度不小于50mm；所述级配碎石固定层(8)采用颗粒接近正方体的级配碎石，碎石的粒径范围为13.2mm～19mm，级配碎石的空隙率不低于25％，级配碎石固定层(8)的厚度至少为碎石最大粒径的两倍；所述防水抗裂层(3)采用SBS改性乳化沥青。