公路水損壞及防治措施探討

劉衛杰 張躍東

（河南省交通建設工程有限公司，河南 鄭州 450052）

1 前言

據國內的大量路面損壞狀況調查和路面使用經驗表明。由于公路運輸的日漸繁忙、里程的延伸及車輛荷載的日以增大，瀝青路面的水損害情況日益加劇，造成一個嚴重的公路路面病害問題。本文對公路水損壞提出了防治措施。有利于改善了路面的使用功能以其使用壽命。

2 公路早期損壞的類型

我國公路路基路面存在的較為普遍的早期損壞現象，總體可歸納為以下幾類：

瀝青面層早期損壞：車轍、泛油、松散、坑槽、水損害破壞；水泥混凝土路面斷板、折角、接縫跳車；橋面鋪裝局部破損；結構物連接不順暢、橋頭及接縫跳車；路基沉降，如軟土路段、高填土路堤、半填半挖路段的沉降和開裂；高邊坡滑塌。對于以上這些造成公路的早期損壞，在很大程度上是由于施工管理混亂，不嚴格按照規范施工造成的。但也不排除其他原因，如：規范本身的原因，設計的原因，汽車的嚴重超載等。這些損壞大多發生在雨季，基本上都與水有關系，損壞路段往往存在壓實不足和排水不良問題。

瀝青路面作為一種無接縫的連續式路面，因其具有足夠的力學強度，能適應各種行車荷載，且行車平穩舒適，噪聲低以及便于維修的特點，在我國公路鋪筑中占有一定的比例。所謂瀝青路面水損害，主要是指滲透入瀝青路面的自由水分在溫度變化及車載負荷的作用下，逐步侵入瀝青與集料的界面上，導致瀝青膜從集料表明剝離以及集料之間的黏結力喪失而發生路面破壞的過程。其危害主要形式表現為：①網裂、變形和坑洞。滲入路面的降雨或路面積水長期滯留在繼承頂面，浸泡和沖刷半剛性繼承混合料表層的細集料，形成灰漿，在行車荷載作用下，灰漿通過瀝青面層空隙被擠壓出路表，出現翻漿現象。若數量較少，則引起路面的變形和網裂；如數量過多，則可能形成坑洞現象等。②松散、坑槽。滲入路面結構層內的自由水可使瀝青及集料之間的粘結力減弱，從而導致瀝青混凝土強度逐漸降低，直至完全松散。在行車論幾下易產生壓縮變形，甚至產生剪切變形，輪下的瀝青混凝土向外側擠出，使輪跡帶下陷，同時其兩側鼓起，形成嚴重的坑槽，極大地影響路面的交通運輸。③泛油和油斑。泛油和油斑這種病害產生的主要原因是混合料離析。粗集料和細集料分別集中于鋪筑層的某些位置，使瀝青混凝土不均勻，導致集料和瀝青分離，瀝青集中到一處形成泛油和油斑。

3 瀝青路面水損壞的原理機制及原因

3.1 瀝青路面誰損壞的原理機制

3.1.1 水降低瀝青和集料之間的粘附力及粘結力

依據極性理論，瀝青可以理解為表面活性物質在非極性碳氫化合物中的溶液。瀝青和各集料等經過一定級配形成混合料之后，粘附于各種石料表面形成吸附層。水損害有可能是從瀝青面層的下面層開始的。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，給瀝青路面水損害造成了潛在的威脅。所以在集料與瀝青膜剝離、發生松散后，瀝青混合料不再成一個整體，集料在荷載作用下對基層表面產生撞擊，基層的粉質部分如水泥、石灰、粉煤灰以及土質部分便成為稀漿，通過路面的縫隙向上擠出，在瀝青路面上可以看到白色的唧漿，面層可見局部的龜甲狀裂縫，這是瀝青路面水損害最明顯的標志。當瀝青路面上出現一塊塊泛白色的網狀裂縫區的時候，下面層已經成為瀝青膜完全脫落的松散集料，坑槽已不可避免。結構強度降低。黏附力和黏結力的損失相互影響，共同造成水損害及導致其惡化。

3.1.2 路面內部動力水壓的沖刷破壞

降落路面的雨水大部分經路面的橫坡和縱坡排走，但亦有相當一部分通過路面的空隙、接縫等滲透入路面結構之內。若路基及路面下層為透水性較低時，滲入路面結構內部的自由水便無法滲出，被強迫形成滯留水，長期浸泡和沖刷基層材料中的結合料，使之形成灰漿而被擠壓處路面，降低了瀝青路面的強度及承載力。從而降低瀝青路面結構的整體強度，從而產生各種形式的破壞。

3.2 瀝青混凝土水損害的原因

3.2.1 設計角度分析

造成瀝青路面誰損害破壞的主要原因之一是瀝青混合料空隙過大，設計的時候，有時為了考慮瀝青路面的抗滑性能，保證路面行車有一定的構造深度，混合料沒計空隙率一般都在60%以上，而據有關資料介紹，孔隙率在8%-12%之間，路面水最容易浸入面層混合料內部自由流動，再加上車輛荷載的反復作用，面層中的水產生壓動力，這部分水逐漸侵入瀝青與集料的界面上，使瀝青膜漸漸地從集料表現脫離，最終導致瀝青與集料之間的黏結力喪失造成水損害破壞。

3.2.2 施工角度分析

瀝青面層混合料的壓實度不足是導致水破壞的最直接原因。壓實度越高瀝青混合料嵌鎖越緊、越密實，實際孔隙率就越小。但往往在實際施工中，由于壓力機具故障、操作不規范、碾壓不均勻、碾壓遍數不夠、碾壓控制不好，造成地方壓實度不足，而且有時為了片面追求

平整度。忽視了壓實度。最終導致面層混合料壓實度不足。孔隙率過大，帶來水損害破壞。

3.2.3 排水設施分析

搞好路面排水設施，對保證公路的使用性能和使用壽命具有十分重要的作用，排水是指水滲入面層后，應使其迅速排出。這就要求基層應擁有足夠的孔隙率用以供應排水的需要和簡歷完整的排水通道。

4 公路水損害的防治措施

就目前瀝青路面而言，雨水透入瀝青面層往往是不可避免的，既然瀝青路面的水損害是來源于瀝青膜從集料表面的剝離，其條件是水分介入到瀝青與集料界面上，改變了瀝青、集料與水分的關系所造成的。那么，排除結構因素，預防水損壞的關鍵就要通過下面幾點途徑來解決：

4.1 堵水

堵水主要包括幾個方面：一是改造中央分隔帶，鏟除草皮，鋪設水泥預制塊，并用砂漿勾縫，減少從中央分隔帶滲入結構層的水量；二是加強對各種接縫、斷板裂縫的重新灌縫工作，保證板塊接縫和斷板裂縫的密封效果。此處尤其應注意灌路肩與路面間的接縫，因為此接縫已被沖刷成一個較嚴重的進水通道。接縫的灌縫工作應在下面介紹的灌漿穩板工作完成之后進行。

4.2 灌漿穩板

灌漿穩板的主要作用：一是填充作用；二是堵水作用；三是提高抗水沖刷能力。

4.2.1 填充作用

灌漿可以填充板底脫空、穩定層粒料空隙、大粒徑粒料周邊的空洞、各種裂縫等，擠占自由水存在的空間，恢復板快均勻支撐，有效仰制病害的進一步發展，避免板快斷裂和破碎。

4.2.2 堵水作用

灌漿可以將路面接縫、裂縫、中央分隔帶和邊溝等滲水縫隙堵住，減輕地表水向板底的滲入。同時，灌漿形成一層密實的封水層，有效地抑制毛細孔地下水的滲透軟化，與路面板接縫灌縫結合，有效減輕水泥混凝土路面板水破壞的程度。

4.2.3 提高抗水沖刷能力

灌漿可以使水泥漿滲透進基層的微孔隙，形成致密的較高強度的結石體，并在脫空處形成一層高強度耐沖刷的水泥砂漿層，大大提高了原有基層材料的抗水沖刷能力。

4.3 邊緣排水

經過上述兩種措施的處治，在一定程度上減少了結構層中的自由水，但結構層中依然存在著較多的自由水，這些水如不能很好地排出，水損害就依然存在。為此我們增加了邊緣排水措施，邊緣排水施工按如下方法進行。

5 結語

在公路的早期破壞中，水損害發生后使得瀝青從集料表面脫落，從而使路面出現松散、剝落、坑洞等病害，嚴重危害道路的使用性能。水對瀝青路面的滲透導致唧漿，加速路面不規則裂縫、坑槽的形成與發展，并導致路面下陷，是路面早期破損的主要原因之一。因此，只有解決好公路水損壞及其防治的問題，才能大幅度提高公路的使用壽命和行車舒適度。

[1]王金龍.瀝青路面水損壞及防治措施研究[J].濰坊學院學報,2009,(02).

[2]葉志成,朱朝輝.瀝青路面早期水損壞的原因分析[J].安徽建筑,2005,(04).