農村公路瀝青路面水毀病害形式以及防治措施探討

摘要：本文根據多年從事公路建設的經驗，總結了水破壞的表觀特征及破壞形式，分析了水破壞的成因，，并從設計、施工、管養三個環節提出瀝青路面水毀的防治措施。

關鍵詞：山區公路；瀝青路面；唧漿；水破壞

1前言

近年來我國公路開始快速發展，城鄉公路也逐步開始進行等級路改造或砂改油工程改造，農村公路建設取得了長足進步，瀝青路面以其施工及維修方便等顯著優點得到廣泛應用。近年來，隨著交通流量的迅猛增長，特別是在重交通荷載、超載運輸以及其他不利自然環境等外部因素的影響下，瀝青路面出現了較嚴重的病害，導致路面使用性能迅速下降，影響了車輛的安全和快捷行駛，養護也面臨巨大壓力。尤其是山區的瀝青路面結構公路，由于地勢等環境惡劣，更易遭受水毀損害，既影響了車輛的正常通行，也造成較嚴重的經濟損失。下面對山區瀝青路面水毀病害進行分析總結，并針對各個階段的情況提出一些防治措施。

2水破壞的表觀特征及破壞形式

從公路水毀調查情況看，在降水過后，因水破壞而帶來的病害一目了然，一般有以下幾種不同的現象。

表面產生坑槽。降水過程中，水會進入并滯留在表面層瀝青混凝土的孔隙中。在大量高速行車荷載的作用下，一次次的產生動水壓力使瀝青從碎石表面剝落下來，局部瀝青混凝土變得松散碎，石被車輪甩出路面產生坑槽。水破壞產生的坑槽往往如“雨后春筍”般集中出現，坑槽周邊粒料松散，開挖后槽內濕度大。

表面產生網裂形變。降水過程中，自由水滲入并滯留在表面層和中面層內。在外力作用下使兩層內瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青剝落，導致表面產生網裂、沉陷和向外側推擠。此類網裂病害一般自中部向外呈散射狀，越向外部裂痕越淺、病害越輕，若病害發展至基層閼裂縫處將有明顯灰漿。

唧漿、網裂、坑槽。若自由水長期滯留在半剛性基層頂面，水會在行車壓力的作用下沖刷基層混合料表層的細料，形成灰白色漿并被行車唧到路表面。在灰漿量大的情況下可能會產生較深的坑槽，并產生基層松散，破壞灰漿數量較少，會產生路面網裂或變形。另外，路面橫縱縫內受水影響也會出現唧漿，并逐漸在縫隙兩側形成網裂沉陷區。

通過對上述三種不同類型的破壞形式鉆芯取樣檢驗，第一類病害只出現在瀝青混凝土層。網裂沉陷處的取樣表明：瀝青混凝土表面層完全松散，基層結構完整。但基層與底面層分離裂縫沉陷處的取樣則表明：二灰基層已受到破壞，出現斷裂、松散現象。

車轍。自由水侵入瀝青面層后，使瀝青與碎石的粘結力減弱。在行車荷載作用下滯留在面層下部的水使礦料、特別是粗粒礦料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落。使瀝青混凝土的強度逐漸損失，直到完全松散。在行車輪跡下不但產生壓縮形變，更嚴重的產生剪切形變。輪下的瀝青混凝土向兩側，特別是向外側擠出使輪跡帶下陷。同時其兩側鼓起，形成嚴重的轍槽，槽深一般達30-40mm，最深可達8-10cm。如不及時處理轍槽，在降水過程中或雨后，轍槽就變成積水槽，使水有更長的時間滲入和透過瀝青面層，造成更嚴重的水破壞。

3 水破壞的成因

3.1 破壞機理

所謂水破壞即自由水在瀝青混凝土的孔隙之間，受外部荷載和溫度脹縮的反復作用，逐漸侵入到瀝青與集料的界面上，由于水動力的作用，瀝青膜漸漸地從集料表面剝離并導致集料之間的粘結力喪失而發生的路面破壞過程。剝落破壞包括兩種狀態．其一是自身的剝落破壞．其二是在交通荷載作用下路面的破壞。許多瀝青路面在混合料內部發生剝落破壞時，其路面結構并沒有發生破壞，如果在路面內部的剝落增加，路面的變形和破壞可能是在荷載重復作用下發生，剝落破壞可導致坑槽、剝蝕。

3.2 水破壞的成因

瀝青路面產生水破壞是由多種內、外因素共同作用的結果。

內因。瀝青混凝土自身結構層的影響。從路面結構看，表面層采用的是密實式瀝青混凝土。按《公路瀝青路面施工技術規范》(JTJ032)中I型瀝青混凝土的礦科級配。在馬歇爾試驗確定的最佳瀝青用量下，其空氣率為3-6％。但在實際施工過程中，局部位置會受混合料離析、攤鋪不均勻及碾壓溫度不當、壓實度不足等因素影響。現場的空氣率將達到9．S％ 以上。這些薄PJ位置是最易產生水破壞的。

水破壞有可能是從瀝青面層的下面開始的。由于水分進入瀝青路面滯留在基層上面，瀝青面層的下面層又往往是空隙率較大的瀝青碎石或II型瀝青混合料。空隙中充滿著水分，給水破壞造成了潛在的威脅。

排水設施不良。高速公路中央分隔帶一般都栽種樹木花草，分隔帶毛細水又增加了路面受水侵擾的機會。部分高速公路外路肩采用鋪砌或澆筑混凝土形式，影響了瀝青混凝土各層橫向排水，路面結構層中又未考慮水層或防水層設計。

外因。降水量的影響。這是一個非常直觀的因素，降水量大、持續時間長的地區，路面受水的侵蝕機會就多，產生水破壞的頻率也就高，水破壞現象相對嚴重。因此就本地區來講，雨季及冬季融雪期間水破壞最為嚴重。

外部荷載的影響。車輛高速駛過時，會產生相當大的水壓力和抽吸力。在交界面上的這種壓力還會沖刷基層頂面半剛性材料中的細料，經多次沖刷積累的細料形威灰白色漿。另外 車輛駛過時，輪下的壓力會將輪下結構層中的水壓擠，而同時車輪駛離時又產生相當大的抽吸力。這兩種力的瞬時先后作用能使滯留在基層頂面的漿唧出表面。重載車通過時產生的壓力及抽吸力較小車要大得多，也就容易產生唧漿現象。

冬季凍融的影響。由于冬季晝夜溫差大，循環凍融，加速了瀝青老化與集料的剝離作用，易產生集料松散脫落。

4瀝青路面水毀的防治措施

4.1設計階段

山區公路等級普遍較低，但路面結構層的厚度必須保證，要改變“強基薄面”的不當做法，盡可能采用“強基厚面”設計，保證路面面層厚度，提高面層防水性能是解決瀝青路面水毀損害的關鍵一環；強路表排水設計。首先要設計適宜的路面橫坡；其次是調整路肩排水設計，將路緣石做平或外移攔水帶，減少雨水在路肩匯流的狀況；在路面結構層內設置排水系統。水分通過瀝青面層的空隙或裂縫滲入面層內部，必須及時排除，可在瀝青表層下，在路面外側與路緣石交界處設置一道路面層間集水盲溝，溝寬宜在6cm～10cm之間，內填小石子，縱向每5m埋設橫向軟式排水管，將盲溝內匯水橫向排至路基外，以解決路表水侵入內部造成水毀損害的問題。

4.2 施工階段

保證良好級配必須選好原材料，做好施工配合比，校正設計配合比與施工配合比之間的偏差，保證結構層的空隙率在設計規定范圍內；瀝青面層需經過壓實成型后才能通車使用，其壓實性能對瀝青路面的物理力學性質有著重要影響，瀝青混合料經充分壓實可以明顯增加路面材料的不透水性和強度，這對提高瀝青路面的水穩定性和降低水毀損害有重要意義；合理選用抗剝落劑是保證混合料的粘結力的重要措施。

4.3 保養階段

加強日常小修保養工作。瀝青路面水毀損害要及時預防：要做好路面日常清掃工作，及早處治細小病害，防止病害擴展；要加強排水系統的養護；要加強橋涵接頭等薄弱環節的養護；做好預防性養護工作，合理安排大中修工程。瀝青路面有其合理使用壽命，超期服役必然加重其病害的發展，加速水毀損害的發生。在其合理使用期限內必須正常安排大中修，如適時進行封層、罩面或加鋪面層等，這樣可形成良性循環，從而有效防止水毀損害的發生。3)在管理上應重視超限超載運輸的控制和管理，減少超限運輸車輛對公路的損壞。同時加強管理，保護公路的完整性，避免侵害路面現象的發生，也可有效防止其水毀損害的發生。

結語

瀝青路面的水破壞已經成為我國高速公路瀝青路面破壞的一種主要模式。瀝青路面結構在公路建設中采用的比重最大，所以正確認識水破壞給瀝青混凝土路面帶來的危害，認真分析瀝青路面水毀病害成因，深入探索其防治方法，指導公路建設，進一步提高建養水平，對我們今后公路建設和養護具有非常重要的指導意義。