瀝青路面水損害的影響因素及防治措施探討

王　剛　梅中粱　孫玉彬

摘要：水損害是公路瀝青路面常見(jiàn)病害之一，與之相關(guān)的路面出現(xiàn)麻面、剝離、掉粒松散、坑槽；路面基層受到損害發(fā)生唧泥，出現(xiàn)網(wǎng)裂、龜裂；路基變形發(fā)生沉降、開(kāi)裂；路基坍塌等病害嚴(yán)重影響著路面的服務(wù)水平和實(shí)用壽命。針對(duì)這些病害認(rèn)真分析了其影響因素并提出了相應(yīng)的防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；水損害；影響因素；防治措施

中圖分類號(hào)：U415.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198(2009)12-0293-01

1概述

針對(duì)近年來(lái)瀝青面層發(fā)生的大面積水損害破壞，仔細(xì)分析這些損壞情況，可總結(jié)出以下特點(diǎn)：

。

(1)水損害破壞發(fā)生在雨季，也可能是黃梅季節(jié)，也可能是冰雪融化的季節(jié)，有時(shí)一場(chǎng)大雨就導(dǎo)致路面大面積嚴(yán)重破壞。

(2)行車道破壞嚴(yán)重，超車道一般沒(méi)有破壞，顯然破壞與荷載有關(guān)，尤其與重車、超載交通有關(guān)。

(3)路面破壞之初一般都先有小塊網(wǎng)裂、冒白泡，然后松散成坑槽。

(4)發(fā)生水損害破壞嚴(yán)重的地方一般是透水較嚴(yán)重且排水又不暢的部位，如挖開(kāi)可見(jiàn)下面有積水或浮漿；一般不會(huì)全路同時(shí)破壞，顯然與瀝青混合料不均勻或離析有關(guān)；有些不均勻嚴(yán)重的路段可能是泛油與水損害同時(shí)發(fā)生。

2瀝青路面水損害機(jī)理與原因

瀝青路面的水損害破壞是指瀝青路面在存在水分的條件下，經(jīng)受交通荷載和溫度脹縮的反復(fù)作用，一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上，易引起瀝青和石料界面粘附性降低；另一方面由于水分的浸泡或動(dòng)水壓力等的作用，瀝青膜漸漸從集料表面剝離，并導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)力損失而發(fā)生的路面破壞過(guò)程。

瀝青路面的強(qiáng)度來(lái)自瀝青本身的粘結(jié)力，集料之間的嵌鎖作用、內(nèi)摩擦力以及瀝青與集料的粘附作用，粘附作用是保證前兩個(gè)因素發(fā)揮強(qiáng)度作用的條件。瀝青路面水損害，一般認(rèn)為與兩種作用過(guò)程有關(guān)，一是粘附性不足：由于集料對(duì)水分的吸引力比瀝青大，水分可進(jìn)入瀝青與集料之間，瀝青與集料表面的接觸角減小，粘結(jié)力降低，從而導(dǎo)致瀝青薄膜剝落，使集料裸露而破壞。二是瀝青與集料的粘聚力減弱：由于水分浸入路面，使瀝青變軟，粘度降低，導(dǎo)致瀝青路面的整體強(qiáng)度減小。這兩種作用過(guò)程往往是同時(shí)存在又相互影響。

由上述瀝青路面水損害概念和機(jī)理分析可知；水的存在是瀝青路面水損害的內(nèi)因和先決條件，交通荷載是其損害的外部條件。在工程實(shí)踐中，瀝青路面產(chǎn)生水損害的原因可以從以下方面來(lái)分析：

從設(shè)計(jì)角度，發(fā)生瀝青路面水損害的原因主要有以下方面：

(1)防排水設(shè)計(jì)。不重視防排水設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)中最薄弱環(huán)節(jié)之一；路面結(jié)構(gòu)層排水不暢；中央分隔帶向路面體滲水；路表面及邊溝排水不暢，路面積水；挖方段路基滲水，排水一般采用堵的方式，盲溝效果不好。

(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式單一；未考慮瀝青路面自身排水；半剛性基層過(guò)于致密，排水性差，缺乏基層排水性能指標(biāo)；路面薄，受離析影響大；路面過(guò)早開(kāi)裂，有半剛性基層開(kāi)裂的反射縫和溫縮裂縫；各層結(jié)構(gòu)組合不當(dāng)，瀝青滲水。

(3)材料及配合比設(shè)計(jì)。瀝青混合料水穩(wěn)定性不足，采用抗剝落劑，沒(méi)達(dá)到目的；瀝青混合料礦料級(jí)配不合理、空隙率過(guò)大；路面密水性差；混合料水穩(wěn)定性不足。

從施工角度，發(fā)生瀝青路面水損害原因主要有以下方面：瀝青路面的離析嚴(yán)重，混合料施工性差；瀝青路面的密水性差；施工壓實(shí)不足，不敢放開(kāi)碾壓，壓實(shí)度數(shù)據(jù)弄虛作假；施工污染嚴(yán)重，層間粘結(jié)不成整體。

從養(yǎng)護(hù)角度，仍延續(xù)中低級(jí)公路的養(yǎng)護(hù)模式和養(yǎng)護(hù)習(xí)慣，不變采用搶救養(yǎng)護(hù)方式，即安排養(yǎng)護(hù)從申請(qǐng)計(jì)劃到批準(zhǔn)實(shí)施的周期太長(zhǎng)。不能及時(shí)封縫、灌漿；超載車使動(dòng)水壓力增大。

3瀝青路面水損害防治措施

瀝青路面水損害是當(dāng)前道路界一項(xiàng)技術(shù)難題，其產(chǎn)生原因是復(fù)雜多樣的，無(wú)法通過(guò)單一技術(shù)途徑輕易解決；因而，必須做好病害前“防”，同時(shí)做好病害發(fā)生后的“治”，從各個(gè)方面采取綜合治理措施，將病害發(fā)生的可能降低到最小程度。

3.1采用合格的路用材料

(1)盡可能選擇與瀝青粘附性好的集料，但不要迷信玄武巖；石屑的質(zhì)量必須符合新修訂的規(guī)范要求，減小含泥量，積極使用機(jī)制砂；礦粉必須是石灰?guī)r礦粉，不使用酸性石料的石屑。

(2)采用酸值較小的瀝青，采用改性瀝青，加強(qiáng)與集料的粘結(jié)；采用針人度較小的瀝青。

(3)推廣摻加消石灰或具有長(zhǎng)期有效的抗剝落劑。

3.2采用合理的配合比設(shè)計(jì)

(1)采用新規(guī)范的配合比設(shè)計(jì)方法，停止使用Ⅱ型及B型抗滑表層級(jí)配，采用粗型S型礦料級(jí)配。

(2)嚴(yán)格控制設(shè)計(jì)空隙率，統(tǒng)一空隙率計(jì)算方法。

(3)在規(guī)范中增補(bǔ)滲水系數(shù)指標(biāo)。

(4)確保水穩(wěn)定性檢驗(yàn)指標(biāo)合格。

3.3加強(qiáng)路面施工質(zhì)置的管理

(1)采取措施，加強(qiáng)路面基層質(zhì)量，減少基層開(kāi)裂，并對(duì)裂縫封閉處理，減少因此而引起的瀝青面層反射裂縫，對(duì)面層反射裂縫必須封閉處理，防止水進(jìn)入面層結(jié)構(gòu)。

(2)控制瀝青混合料施工各環(huán)節(jié)的溫度，滿足運(yùn)輸、攤鋪、碾壓的要求，保證面層密實(shí)、平整、不離析且滿足橫向排水要求。

(3)不宜采用強(qiáng)振方式，為避免由于骨料被壓碎而產(chǎn)生的不利影響，應(yīng)采用重型輪胎壓路機(jī)進(jìn)行搓揉碾壓，即保證了骨料不被壓碎，又能保證密實(shí)度。

3.4瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)

(1)積極采用柔性基層或組合式基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)。

采用柔性基層瀝青路面后，水可以從級(jí)配碎石基層中排走，同時(shí)由于瀝青層自身較厚，進(jìn)入路面的水路徑加長(zhǎng)，進(jìn)入基層的水量也大為減少。這樣將有效地防止自下而上的水損害發(fā)生。即使它不能防止自上而下的水損害，維修養(yǎng)護(hù)也會(huì)簡(jiǎn)單的多。

(2)設(shè)置級(jí)配碎石過(guò)濾層作為排水層。

在半剛性基層瀝青路面的瀝青層下設(shè)置級(jí)配碎石過(guò)渡層可以有效地改善瀝青路面的水損害。過(guò)渡層有兩個(gè)作用：首先是排水，經(jīng)過(guò)瀝青層的水分在達(dá)到半剛性基層前先進(jìn)入級(jí)配碎石層，它可以橫向排走，不會(huì)損傷半剛性基層表面，產(chǎn)生浮漿；其次是隔斷半剛性基層收縮開(kāi)裂引起反射裂縫。

(3)采用合理的公稱最大集料粒徑與瀝青面層壓實(shí)厚度相匹配。

(4)適當(dāng)調(diào)整半剛性基層的礦料級(jí)配和對(duì)設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求。

半剛性基層過(guò)分致密、強(qiáng)度過(guò)大、剛度過(guò)大，是造成瀝青路面水損害的重要原因。適當(dāng)調(diào)整無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料的礦料級(jí)配，使其粗集料的比例進(jìn)一步增加，適當(dāng)減少水泥、石灰、粉煤灰劑量，降低其強(qiáng)度和剛度是必要的。按目前認(rèn)識(shí)，以控制水泥穩(wěn)定碎石的7d抗壓強(qiáng)度在3Mpa～4Mpa為好，即下限不低于3Mpa，上限不高于4Mpa。半剛性基層的強(qiáng)度越高越好的看法不正確。改變目前只控制下限不控制上限的情況。

3.5加強(qiáng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

(1)采用熱拌瀝青混合料或冷補(bǔ)材料及時(shí)補(bǔ)坑。由于修補(bǔ)坑槽使用的混合料量少，可常備一些冷補(bǔ)材料。此材料即使在雨天也不妨礙修補(bǔ)，且能立即開(kāi)放交通。

(2)采用專門的施工機(jī)械進(jìn)行擴(kuò)縫、清縫、補(bǔ)縫、灌縫作業(yè)。美國(guó)SHRP計(jì)劃除Superpave外，還有一個(gè)課題就是裂縫的修補(bǔ)，可見(jiàn)對(duì)其的重視程度。由于縫細(xì)不好灌縫，有時(shí)需要適當(dāng)擴(kuò)寬。灌縫的材料需要有較高要求，通車后不被擠出，不被帶走。

(3)對(duì)滲水嚴(yán)重的路段立即采用微表處全面封水。微表處是目前國(guó)際上使用最廣泛的封水方式，其他可以采用的還有噴涂表面復(fù)蘇劑。