1、PAGE PAGE - 11 -公路(gngl)隧道反光瀝青路面史小麗，王選倉，劉昆（長安大學(dxu)公路學院，陜西西安710064）摘要(zhiyo)：為了提高隧道瀝青路面亮度，利用玻璃珠的回復反光特性，在開級配瀝青磨耗層（OGFC中摻加高強度玻璃珠；分析了不同摻加比例及不同粒徑玻璃珠的5種組合方案對OGFC混合料路用性能的影響，并給出了最佳的摻加方案。結果表明：在OGFC中摻入玻璃珠會使馬歇爾穩定度略有下降，瀝青混合料的抗車轍能力、抗滑、降噪和反光性能與玻璃珠在瀝青混合料表面的覆蓋率有關；在OGFC-13混合料面層中摻加1015、粒徑為23mm的玻璃珠可以滿足路用性能各項技術指標的要求。

2、關鍵詞：道路工程；開級配瀝青磨耗層；玻璃珠；反光強度；隧道路面中圖分類號：U454.1 文獻標志碼：AGlistening asphalt pavement structure of highway tunnelSHI Xiao-li，WANG Xuan-cang，LIU Kun（School of Highway，Changan University，Xian 710064，Shanxi，China）Abstract：In order to increase the illumination of tunnel pavement，through appending glass bead in

3、to OGFC mixes owing to the retro-reflective performance of glass bead，this paper analyzed the influence on pavement performance when different rates and diameter glass bead appended into OGFC mixes，and put forward the optimal appending proportion and diameter of glass bead into OGFC.The test results

4、 show that Marshall stability is slightly lower than those without glass bead，and the performances of resistance of rutting，anti-skidding，noise-reduction and retro-reflective performance relate to the coverage rate of glass bead；the specifications of pavement performance could be meet by 10%15% quan

5、tity and 23 mm diameter of glass bead mixed to OGFC-13.4 tabs， figs，11 refs.Key words：road engineering；open-graded friction course（OGFC）；glass bead；retro-reflective intensity；tunnel pavement0 引言(ynyn)文獻(wnxin)1指出(zh ch)：對隧道路面高反光特性的要求是從照明方面提出的；國際照明委員會（CIE）也提出了R1R5共5級基于照明的路面分類。國外有一種稱為“glassphalt”的路面，是

6、將廢玻璃破碎后摻入混合料鋪在城市道路中，其路用性能與普通瀝青路面相比并未降低，而且在夜晚還表現出良好的景觀效果，被認為是一種會閃閃發光（glitteRing）的路面。研究認為，廢玻璃顆粒用于瀝青路面的最大粒徑為4.75mm、摻入比例為1015時能獲得最佳的路用性能【2】。試驗表明，在OGFC-13混合料中摻入高折射率的玻璃珠以提高隧道瀝青路面的反光特性，不僅能達到節約電能、降低隧道運營成本的目的，而且也兼顧了隧道內工作環境對路面結構的抗滑、降噪和阻燃等性能【3】，是一種很有發展前景的隧道路面結構形式，本文對此進行了分析研究。1 基本原理1.1 玻璃珠的回復反射原理由光的反射和折射原理可知，當一

7、束光線照射到玻璃珠表面時，將產生表面反射光、內部反射光和透射光。其中，內部反射光具有聚光性和回歸性，將入射光線集中在一個狹小的光錐角內反射回光源處，這就是玻璃珠的回復反射原理【4】。對于單個的玻璃珠，在同一光源照射下，反射光的強度與玻璃珠直徑的平方成正比。1.2 路面亮度的評價路面反射可看成均勻漫反射【5】，漫反射材料的反射系數為L/E式中：L為漫反射面的亮度（cd/m）；E為漫反射面的照度（lx）。文獻1推薦采用LE/13（水泥路面）、LE/22（瀝青路面），由此可以反算出水泥路面的反射系數0.24，瀝青路面的反射系數0.14，即水泥路面比瀝青路面亮度高。一般道路照明效果根據(gnj)亮度系

8、數評價，由LE/可知，在相同照度的情況下，因路面材料不同(b tn)，相應的亮度也不同。當瀝青混合料中加入玻璃珠后，由0.14提高(t go)到0.650.80（玻璃珠的反射率），路面亮度提高了3.64.7倍。2 OGFC混合料配合比的確定2.1 混合料的最佳級配根據玄武巖集料篩分結果，初擬3個級配，按瀝青油膜法粗估瀝青用量，制作馬歇爾試件（雙面擊實50次），測定混合料試件密度，并計算其空隙率；根據2.36mm通過率與空隙率的關系，得出20目標空隙率所對應的通過率，調整確定的最終級配為：1015mm粒徑、510mm粒徑、機制砂、礦粉的比例為30:54:12:4，最終級配配合比計算結果見表1。表

9、1 最終級配配合比計算結果合成級配下列篩孔（mm）的通過率/%1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075最終級配10094.0371.6623.5113.598.797.586.285.414.64級配上限100100.0080.0030.0022.0018.0015.0012.008.006.00級配中值10095.0070.0021.0016.0012.009.507.505.504.00級配下限10090.0060.0012.0010.006.004.003.003.002.002.2 最佳瀝青用量的確定試驗采用高粘度的MAC改性瀝青，在油膜法粗估的瀝青含量

10、（質量分數）基礎上，再擬定4組瀝青含量進行析漏和分散試驗，繪出瀝青含量與分散損失和析漏損失的關系（圖1、圖2）。由圖1、圖2可知，當最佳瀝青含量為4.7、分散損失為13和析漏損失為0.2時，可滿足公路瀝青路面設計規范（以下簡稱規范）的要求。 圖1 瀝青含量與 圖2 瀝青含量與分散(fnsn)損失的關系 析漏損失(snsh)的關系2.3 玻璃珠的摻加本項研究(ynji)采用的是一種硼硅酸鹽玻璃珠，具有耐酸堿、耐磨耗和硬度高等特點。試驗在最佳級配各級篩孔篩余質量分數（見下頁表2）的基礎上，共設計了5個方案，進行混合料路用性能的驗證。方案1：采用6的玻璃珠（直徑為1.18mm+0.06mm）替代對應

11、部分細集料。方案2：用9.92的玻璃珠（直徑為2.36mm）替代對應部分細集料。方案3：用10的玻璃珠（直徑為4.75mm）替代對應部分細集料。方案4：用14.72的玻璃珠（直徑為2.36mm和1.18mm）替代對應部分細集料。方案5：用20的玻璃珠（直徑為4.75mm）替代對應部分細集料。由于玻璃珠表面光滑，與瀝青粘附性差，試驗在采用高粘度瀝青的同時，添加2消石灰粉來提高玻璃珠與瀝青的粘附性。試驗發現，方案1成型試件中玻璃珠陷入集料之間的空隙中，起不到反光效果，所以后期試驗沒有再考慮這種方案。但為了不摻加玻璃珠的混合料路用性能進行對比，下文中將方案1設定為不摻加玻璃珠的情況。表2 最終級配各

12、級篩孔篩余質量分數篩孔尺寸/mm13.29.54.752.361.180.60.30.150.075篩余質量分數/%5.9722.3748.159.924.801.211.300.870.773 試驗內容3.1 摻加玻璃珠對空隙率的影響由圖3可見，摻加玻璃珠后混合料的空隙率（目標空隙率為20）變小，原因是玻璃珠的密度為2.5G/m3左右，小于集料的密度；比較摻加量相同而直徑不同的玻璃珠，直徑為2.36mm玻璃珠對混合料空隙率的影響小于直徑為4.75mm玻璃珠對混合料空隙率的影響；同一直徑（4.75mm）玻璃珠的摻加量越大（質量分數），混合料空隙率越小。圖3 玻璃珠的摻加量對混合(hnh)料空隙

13、率的影響3.2 摻加玻璃珠對混合(hnh)料路用性能的影響主要(zhyo)測定摻加玻璃珠后對混合料的高溫穩定性、水穩定性、表面抗滑性和降噪性能等的影響，試驗結果如圖4圖9所示。 圖4 玻璃珠的摻加量與 圖5 玻璃珠的摻加量與 馬歇爾穩定度的關系 馬歇爾殘留穩定度的關系（1）由圖4、圖5可見，隨著玻璃珠摻加量的增加，馬歇爾穩定度及其殘留穩定度呈下降趨勢；當玻璃珠摻加量超過15時，下降幅度比較迅速，但都滿足規范對馬歇爾穩定度值的要求。（2）由圖6可見，隨著玻璃珠摻加量的增加，流值逐漸升高；在摻加量為1015時基本保持平穩，摻加量大于15時，流值增加得更快些，但仍小于40（0.1mm）的規范值要求。

14、（3）由圖7可知，玻璃珠摻加量與動穩定度的關系似乎規律性不強。當玻璃珠摻加量由0增至10時，動穩定度呈下降趨勢；但摻加量為10而玻璃珠直徑不同時，直徑大的玻璃珠其動穩定度值更大一些，原因是相同質量的玻璃珠，直徑越大其顆粒數會更少些，與混合料的接觸面積越小，混合料的抗車轍能力更強些；相同粒徑的玻璃珠，隨摻加量的增加，抗車轍能力呈下降趨勢。 圖6 玻璃珠的摻加量 圖7 玻璃珠的摻加量與與流值的關系(gun x) 動穩定度的關系(gun x)（4）由圖8可見，由于玻璃珠的摻加，使混合料的抗滑能力下降，但其變化趨勢與玻璃珠在混合料表面的覆蓋率有關。玻璃珠覆蓋率是其直徑與粒數共同(gngtng)作用的結

15、果：當粒數一定時，直徑越小，覆蓋率越小；直徑越大，覆蓋率越高。方案4與方案2相比，方案4混合料試件表面不僅有2.36mm玻璃珠，而且還有1.18mm的玻璃珠，其覆蓋率更大些，抗滑能力自然會下降。（5）路面噪聲源于輪胎與路面的接觸、輪胎變形和輪胎與空氣的相互作用。OGFC路面結構由于存在許多連通的小孔，當輪胎滾動時，被壓縮的氣體能夠通暢的鉆入路面孔隙內，而不是向周圍排射，因而在噪聲的輻射過程中吸收了大量聲能。圖9中噪聲值是通過輪胎下落法【6】測定的，其與玻璃珠摻加量的關系與空隙率的變化趨勢是一致的：隨著玻璃珠摻量的增加，混合料空隙率下降，所測噪聲值增大。 圖8 玻璃珠的摻加量 圖9 玻璃珠的摻加

16、量 與摩擦因數的關系 與噪聲值的關系3.3 摻加玻璃珠的反光效果公路隧道(sudo)照明設計【7】中，通過布設燈具提高路面亮度總均勻度和縱向均勻度。通過在混合料中摻加玻璃珠，可以利用玻璃珠的回復反射原理，提高照度上升的系數，不僅節約電能，同時也增加了隧道行車的安全性。在混合料中摻加玻璃珠的反光效果，可以采用手電筒照射方式(fngsh)目測；對其反光效果的定量評價可通過測逆反射系數來實現，如表3中數據(shj)所示。表3中數據是在車轍板上測定的，由于玻璃珠的摻加是拌和方式，玻璃珠表面裹覆了一層瀝青，其逆反射系數值較小；在實際使用后，隨著道路表面的逐步磨耗，其反光性能還會進一步提高。表3 摻加玻璃

17、珠后的反光強度測定值方案編號12345逆反射系數/（mcd(lxm）12241917204 試驗路鋪筑試驗路段于2008年9月21日至22日在張家口石家莊高速公路東渝河隧道內鋪筑。東渝河隧道全長488m，試驗路在該隧道中間300m處共鋪筑3段，分別是100m密級配瀝青混合料（AC-13）上面層、100m開級配瀝青混合料（OGFC-13）磨耗層和100m摻加玻璃珠（方案2）的開級配瀝青混合料（OGFC-13）磨耗層，攤鋪厚度都是4cm。試驗路段性能指標檢測結果如表4所示。表4 試驗路性能指標測定結果瀝青混合料類別穩定度/kN流值/mm構造深度/mm滲水性/(mLmin-1）壓實度/%AC-131

18、7.82.480.715.099.3OGFC-13摻加玻璃珠6.52.170.8157.099.0OGFC-136.82.071.64857.398.8表4數據均是現場測定的結果，滲水性能可從側面反映鋪筑層的空隙率，進一步也可以體現各段的降噪效果。表4數據表明，從抗滑、降噪的角度來看，OGFC-13最好，OGFC-13摻加玻璃珠其次，AC-13最差；3者的施工壓實度差別不大【8-11】。5 結語(jiy)（1）隧道內鋪設反光(fngung)路面，不僅能達到節約電能目的，而且還提高了行車安全性。（2）隧道(sudo)中鋪筑摻加玻璃珠的OGFC路面結構，能同時達到抗滑、降噪、阻燃和反光等目的，是一

19、種很有發展前景的多功能性隧道路面結構形式。（3）5種方案分析結果表明：在OGFC-13面層中摻加10%15%、直徑為23mm的玻璃珠時，可以滿足路用性能各項技術指標的要求；玻璃珠直徑過小，會使玻璃珠陷入集料空隙之間而達不到反光的效果；直徑過大，則會使路用性能下降過多，而且會因玻璃珠覆蓋率減小影響反光效果。（4）玻璃珠不僅可摻入OGFC混合料中，而且可加入密級配的瀝青混合料中，但其最佳摻加量及直徑的選擇，還需通過試驗驗證來確定。參考文獻：References：1 JTGD702004，公路隧道設計規范S。2 Yue H Roger N B Oliver H.A review of the use

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