高韧耐久排水降噪沥青路面技术

（交通运输部公路科学研究院 李明亮 李俊）

排水降噪沥青路面又称多孔沥青路面，是国际公认的高安全、高环保沥青路面类型，指压实后空隙率在18%以上，能够在混合料内部形成排水通道的新型沥青混凝土面层，具有抗滑性能高、噪声低、行车舒适等突出优点。

 

在高温重载服役环境下，排水沥青路面结构耐久性与功能保持能力面临更高要求。依托现有技术基础，交通运输部公路科学研究院功能型路面技术研发团队近年来围绕寿命与功能协同提升开展系统攻关，形成了以长寿命为导向、兼顾结构与功能性能的排水降噪沥青路面成套技术成果。

 

一、技术用途

 

该成果适用于年平均降雨量大于600 mm地区，以及对排水性能或交通噪声控制有较高要求的高速公路工程，对高温重载环境具有良好适应性。结合预防性养护措施，路面使用寿命可达15年以上，契合公路长寿命发展方向。

 

二、技术先进性

 

（一 ） 结构寿命提升关键技术：让路面“老当益壮”

 

传统排水路面往往“好用但不耐用”，存在易开裂、易掉粒等典型病害，从而导致路面结构较早失效。我们建立了排水沥青混合料长期性能的评价体系，通过“指标分级”解决了不同配比混合料之间“短期性能相近、长期性能差异”的技术难题。在此基础上，创新提出了以服役寿命为导向的排水沥青混合料设计方法，通过精准匹配交通荷载与预期寿命，实现了耐久性、功能性、经济性的最佳平衡。我们采用自主研发的高强韧改性剂和早强型高黏度改性剂，结合玄武岩纤维增强增韧，让排水沥青路面同时具备“抗压耐热”与“抗裂耐寒”的双重本领，疲劳寿命提升30%以上，并有效支撑养护工程快速开放交通需求。通过开展抗滑性能对比试验，融合表面纹理设计与优质集料选配，显著提升路面抗滑性能及耐久性，推动排水路面实现由“功能单一”向“功能与寿命协同提升”的跨越发展。

 

图1 左：高强韧改性剂外观 中：早强型高黏度改性剂外观 右：玄武岩纤维外观

图 2   排水路面抗滑综合比对试验

（二）生态环保功能提升技术：让公路与自然和谐共生

 

依托交通强国试点任务，针对生态敏感区公路网交通噪声特征和预防需求，首次建立了与道路交通流噪声特性、大空隙路面吸声功能与声屏障吸声功能适配的高速公路组合式降噪设计方法，实现多场景轮胎/路面噪声源头精准消减和传播途径的高效防控，有效增强对沿线生态环境保护。依托江苏盐靖高速、淮徐高速养护工程修筑综合降噪试验段，应用了单层、双层和薄层排水降噪路面+声屏障组合降噪结构，综合降噪效果达到12dB~15dB。

 

图 3   综合降噪组合技术 (国内首个综合降噪工程G1515盐靖高速)

图 4  近距法（CPX）噪声测试

图 5 统计通过法（SPB）噪声测试

针对路面径流导致的水体污染问题，构建了生态敏感区公路路面径流及沿线水域污染物评估指标体系，揭示了不同路况及降雨条件下污染物分布特征，研发了疏水防尘、除污净化综合功能型多孔路面材料，形成了“变径为渗、机械截留”的路面污染物净化技术，有效除污率达到70%以上。

 

（三 ） 寿命末期养护技术：为路面“延年益寿”

 

针对排水路面使用后期性能自然衰退的难题，我们研发了系列高效预防与养护技术：

 

• 表面病害识别技术：依托轮胎-路面声信号频谱精准分析，精准识别孔隙堵塞、表面飞散等病害，让病害“早发现，可预测”。

 

• 孔隙清洁技术：提出最佳清孔时机与关键工艺参数，研发疏水型清洁材料，实现孔隙高效疏通与污染物清除。

 

• 疏水防尘涂层：像给路面穿上“不沾灰的雨衣”，有效延缓孔隙堵塞，延长功能寿命。

 

• 大空隙超薄罩面：仅需薄薄一层，就能让抗滑性能提升60%以上，噪声降低3分贝，避免大拆大建。

 

• 排水路面就地热再生技术：实现旧路面材料100%现场原位循环利用，解决表面病害，使渗水、抗滑等关键性能全面恢复，既节约资源，又绿色环保。

 

图 6  基于轮胎-路面声信号的表面病害识别

图 7  排水路面孔隙清洁

图8  疏水防尘涂层效果

图9 PUC大空隙超薄 罩面

图10 排水沥青路面就地热再生

与国内外同类技术相比，本成果技术经济指标如下：

 

技术指标：1)耐久性排水沥青路面平均寿命达到15年，同时维持排水降噪表面功能10年以上;2)渗水系数达 5000ml/min 以上， 降噪效果超过6dB(A);3)有效缩短雨天路面行车制动距离，跟车行驶能见度提高30%以上，雨天交通事故率降低20%以上。

 

经济指标：1)保持主要路用性能指标与SMA路面相当，材料成本较SMA路面降低 5%以上;2)采用国产高黏度添加剂制备复合改性高黏度沥青，成本低于国外同类产品 30%以上;3)超薄罩面、就地热再生等技术节约养护成本30%～60%。

 

三、应用案例

 

该成果已在江苏、湖南、广西、河北等多条高速公路项目应用近2000公里，并持续推广应用。研究成果获中国公路学会科技奖二等奖、中国公路建设行业协会科学技术进步奖二等奖、中国产学研合作促进会创新成果奖二等奖等奖励。

 

图1 1  排水降噪沥青路面雨天效果图
 

(新媒体责编：wa123)