基本信息
- 项目名称：
- 低碳排水防滑降噪新型路面
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本方案基于“路面空隙率达到20%可有效排除路面大量积水”的最基本原理，用普通沥青材料做表层，加以内部的防渗钢网做过滤层，在提高路面性能的同时，也起到了增大摩擦力、吸收噪音的效果。 同时，渗入路面的雨水通过路基上的雨水收集器收集在一起，使雨水大量在地下聚集，有效补充了地下水。原材料方面，路面的大空隙会使用料大大降低，减少石油、化工等能源的消耗，符合我国低碳、节能社会建设的要求。
- 详细介绍：
- 排水沥青新型路面采用大空隙沥青混合材料作表层，将降雨渗入到排水功能层，并通过层内将雨水横向排出，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜，显著提高了雨天行车的安全性、舒适性；同时，由于排水沥青路面的多孔特征可以大幅降低交通噪音，所以称排水防滑降噪新型路面。 由于使用材料的的节约可有效减少石油、化工燃料的使用，减少原料消耗，符合我国建设低碳型社会的要求。 普通路面在降雨过后的道路排水问题已成为众多环节中的首要问题，大雨过后，由于排水设施不够完善，路面会造成大量积水，车辆行驶会造成水漂，溅水，水雾等现象，路面的抗滑性将比干燥路面成倍降低，这样不仅会给行车带来不便，同时也会对道路上的行人产生严重影响。 本小组在总结国内外排水路面现状的情况后，经过反复比较和思考，逐步形成一套防滑、降噪排水新型路面的较为科学的设计方案。新型路面主要结构为路表排水结构、路基排水结构及雨水收集处理装置三大部分。 本方案基于“路面空隙率达到20%可有效排除路面大量积水”的最基本原理，用普通沥青材料做表层，加以内部的防渗钢网做过滤层，在提高路面性能的同时，由于增加了粗糙程度，同时也起到了增大摩擦力、吸收噪音的效果。 与此同时，渗入路面的雨水通过路基上的雨水收集器收集在一起，使雨水大量在地下聚集，有效补充了地下水，配合我国水资源短缺以及道路损坏事件频发的现状，可谓同时达到“一举四得”的效果。 在原材料方面，路面设计结构中的大空隙会使用料大大降低，减少石油、化工等能源的消耗，符合我国低碳、节能社会建设的要求。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本小组设计的低碳排水防滑新型路面主要为解决城市及高速路道路排水问题。 创新点、基本思路：本小组在总结国内外排水路面现状的反思后，经过反复比较和思考，逐步形成一套防滑、降噪排水新型路面的较为科学的设计方案。本方案基于“路面空隙率达到20%可有效排除路面大量积水”的最基本原理，用普通沥青材料做表层，加以内部的防渗钢网做过滤层，在提高路面性能的同时，由于增加了粗糙程度，同时也起到了增大摩擦力、吸收噪音的效果。与此同时，渗入路面的雨水通过路基上的雨水收集器收集在一起，使雨水大量在地下聚集，有效补充了地下水，配合我国水资源短缺以及道路损坏事件频发的现状，可谓同时达到“一举四得”的效果。 合理性：国内外研究认为,沥青路面空隙率为8%-15%时,水稳性最差,当空隙率大于15%时,水能够在空隙中自由流动,不易产生水损坏,排水路面就是典型,它的空隙率一般为15%-25%。 技术关键：混合材料高粘度剂（排水路面核心技术） 核心技术决定了一门技术的优越性，高黏度改性剂技术便决定了排水性沥青路面技术的特性。普通的沥青铺筑排水路面，其强度不足，在交通荷载作用下路面容易被压密而变形，空隙率降低。同时由于黏度低，集料颗粒表面的油膜较薄，对老化较敏感，集料颗粒容易脱粒，造成路面松散。经验表明，在铺筑排水沥青路面必须使用聚合物改性沥青，特别是高黏度的改良性沥青。
科学性、先进性
- 与普通路面的比较：经过工后路用效果调查（见下表），发现试验路效果最好的是最后一种，主要原因是水渗入后能及时排出，对半刚性基层不会形成水冲刷；其次是普通的级配碎石粒料；再次是密实的沥青砼，抗水冲刷能力较强；最差的是直接放在水泥稳定碎石基层上。试验效果是按照砼板块错台和断板情况来衡量的。 显著进步：提高了高速公路的服务质量，增加了行车的舒适性、平稳性。同时也提高了路面自身的使用寿命。 ①排水沥青路面表面粗糙，构造深度大，抗滑性能高。 ②排水性沥青混合料的大空隙构造具有很好的排水功能，故路面在雨天表面不积水，防止了高速行车车辆形成“水漂”的可能性。 ③车辆行驶时不会产生溅水和水雾现象，车辆行驶视线好，大大提高雨天行车的安全性。日本调查发现采用排水沥青路面后雨天事故可减少80％。 ④排水沥青路面还是一种低噪音路面，与普通密级配路面相比，可以降低噪音3dB左右；在雨天条件下，排水沥青路面会有非常明显的降噪效果。
获奖情况及鉴定结果
- 该作品获得“挑战杯”2011河北工程大学大学生课外学术科技作品竞赛科技发明类一等奖。
作品所处阶段
- 研究方案阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 图纸、图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 技术特点：排水沥青新型路面采用大空隙沥青混合材料作表层，将降雨渗入到排水功能层，并通过层内将雨水横向排出，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜，显著提高了雨天行车的安全性、舒适性；同时，由于排水沥青路面的多孔特征可以大幅降低交通噪音 适用地区：本项目排水性沥青路面拟用公路类型宜限制于高速公路，有出入口控制的城市快速路及普通路面也可以考虑使用。 应用前景：当大雨过后，普通型沥青路面的弊端暴露无遗，车辆行驶造成的水漂、溅水、水雾等现象会给行车安全及道路上的行人造成严重危害。近些年排水沥青路面的出现从另一个方向更好的解决了这一问题。集排水、降噪和增强安全行车功能的排水性路面铺装技术成为业界关注的热点。 经济效益分析：采用内部排水设施所增加的资金投入，可以很快从路面使用性能的提高、使用寿命的增加和养护工作费用的减少中得到补偿。
同类课题研究水平概述
- 美国在1973年通知全国建议使用开级配抗滑磨耗层路面，明显降低下雨天的“水漂”现象，取得了良好得效果。进入二十世纪末期以来，各国对排水性沥青路面的应用技术研究进入了一个新的阶段，美国公路计划中的路面长期性能项目中就有专门针对大孔隙沥青混合材料的试验路面研究的子项目;1990年在美国华盛顿召开了TRB年会，主要议题就是排水性沥青材料在道路工程中的应用经验。同年，美国联邦公路管理局制定了。开级配沥青抗滑表层混合料设计方法对表层得孔隙率、厚度及主要功能均进行了说明。 我国的高等级公路建设对路面结构内部排水方面所做的研究工作不多，现行的有关路面设计规范对路面结构内部排水只作了一般性要求，设计往往按经验进行，导致全国的高速公路结构大同小异。工程实施结果往往出现这样的现象：虽然设计符合规范要求，施工符合设计的要求，但是路面结构早期损坏的情况屡见不鲜。有公路专家感慨地说：我们只引进了国外先进的设备和材料，而没有引进先进的路面结构设计理念。 近年，通过加强相关专业学科的交叉研究，特别是高分子材料与石油化工领域新技术与改性沥青路用性能技术需求的融合，交通部公路科学研究院在改性沥青技术方面取得了诸多可喜的新进展，基于成果研制的系列改性产品是这些成果的直接体现。在我国改性沥青应用已经规模化的新时期，这些高新技术和产品为我国道路改性沥青的蓬勃发展和技术突破提供了新的动力和源泉。
