高速公路瀝青加鋪層唧漿原因分析

戰翔鵬

在高速公路瀝青路面的諸多損害病變中，唧漿是一種較為常見的破壞現象。半剛性基層瀝青路面唧漿現象，系指半剛性基層表面細料在雨水和車輛荷載作用下被侵入基層內的有壓水沖刷成漿，并沿面層裂縫唧至瀝青面層表面。如果排水不暢，隨著降水量的增加，路面基層表面及空隙中的細料在高壓水流作用下，沿面層縫隙唧出至瀝青面層，形成沖刷唧漿現象。如果基層、底基層的裂縫一直延伸到路基，而基層地下水位較高，毛細作用較強，則在底基層及路基界面上亦將產生沖刷。

實踐證明，路面的沖刷唧漿現象是普遍存在的，只不過是沖刷作用程度有大有小而已，路面沖刷唧漿現象往往發生在瀝青面層較薄、路面結構組合不當且基層施工質量較差的路段中。

某高速公路瀝青面層厚度為15 cm，經過多年的運營，路面破損較多，平整度較差，需要加鋪瀝青混凝土來改善行駛性能。在加鋪4 cm AC-16瀝青混凝土兩個月后即迎來雨季，不到半年里，路面出現了大量的裂縫和唧漿現象，為查明病害產生的原因，避免病害的進一步擴大，開展了一次專項檢測。

1 唧漿處路面狀況

本次調查共選取三個典型路段，每段50 m。調查發現，三個典型路病害共同點是:裂縫都在3條以上，路基都屬于填方，唧漿均在凹形豎曲線兩側，唧漿處有裂縫，且裂縫處都有沉陷。

2 典型路段滲水系數檢測結果

唧漿是瀝青路面常見病害之一。唧漿是由水損壞引起的，而根據水的來源可分為地表水下滲和地下水上升兩種。不論是自上而下的還是自下而上的，路面表面孔隙率大、滲水、裂縫未封閉、結構層排水不暢及地下水位高等是唧漿病害的最主要內部因素;水和交通荷載是造成唧漿病害的最主要外部因素。

因此，對唧漿路段路面滲水系數進行檢測，了解路面滲水情況，非常必要。三個典型路段滲水系數檢測結果如表1所示。

表1 滲水系數檢測結果

從表1可以看出，唧漿路段正常路面基本不滲水，但是路面材料離析處及路面修補處，路表面孔隙較大，滲水系數非常大。

路面裂縫兩側雖不滲水，但是張開的裂縫為水的下滲創造了通道，尤其是由基層反射裂縫引起的路面開裂，地表水將輕易的順縫而下，直達基層內部，甚至是底基層和路基。

路面材料離析，粗細集料分布不均勻，導致路表面孔隙偏大，也容易造成路表水下滲。而當離析出現在車道輪跡帶時，行車作用尤其是重載或超載車輛作用，必將加劇水的下滲和結構層材料的沖刷作用。路面修補處空隙率大，修補面不平整，補丁與原路面接縫處理不佳，使得整個修補處就變成了一個與修補面積同樣大小的儲水池，修補材料長期受雨水浸泡，混合料將逐漸變松散，而隨著雨水的繼續下滲，基層材料不斷被沖刷，進而在車輛作用下唧至路面。新增盲溝本是為增強路面的內部結構縱橫向排水功能，但由于回填修補材料、設置方式等種種缺陷，該處卻又成了唧漿的發源地。

可見所調查的三個典型路段路面裂縫未封閉或封閉效果不好，材料離析，修補材料空隙率大，是地表水下滲的主要原因。

3 現場芯樣情況

對唧漿處進行鉆芯取樣，觀察芯樣完整性、裂縫發展深度及發展方向。分析代表芯樣及芯樣洞內情況，可以發現下面幾個有規律性的結論:

1)多數芯樣表現為加鋪層與舊路面分離、面層與基層分離、上基層與下基層分離，層間結合較差。下面層下部、下基層上部均有不同程度的松散，說明沖刷現象在面層底部、基層表面和基層內部均有發生。2)鉆芯完成后筆者試圖用海綿吸干洞內水，以便觀察洞內各結構層情況，但大多數情況下很難實現，尤其是當鉆芯處位于裂縫或離析處，有水源源不斷地從基層上表面或下基層上表面涌入洞內，直至灌滿整個芯樣洞。如此看來，唧漿路段路面結構層層間已存有大量的水，內部排水不暢，路面各結構層已處于浸水狀態，整個唧漿路段似個浴缸，而結構層材料將長期浸泡在其中。3)有的芯樣基層完全松散，說明基層強度偏低。

通過以上分析可以判斷:面層與基層接觸面，基層與下基層接觸面均存在不同程度的沖刷現象，而路面裂縫是由基層裂縫反射引起，路面內部積水較多，排水不暢，整個結構層處于飽水狀態。

4 面層芯樣體積指標試驗

為了解唧漿路段路面材料的空隙率，特在唧漿處0.5 m范圍內鉆取芯樣，面層芯樣體積指標試驗結果如表2所示。

表2 唧漿段面層體積指標試驗結果

調查路段瀝青加鋪層采用4 cm AC-16改性瀝青混凝土，設計空隙率為4.5%。由表2可知，路段Ⅰ兩個芯樣面層實測空隙率平均值為5.5%，高于設計值約1個百分點;路段Ⅱ兩個芯樣上面層實測空隙率為6.2%，高于設計值約1.7個百分點。

5 重載及超載車輛作用

交通荷載是產生水損壞不可忽視的外因，而在交通量大的高速公路上，路面承受動水沖蝕作用的時間較長，更容易導致路面結構的水損壞。重載和水的共同作用更會加速路面的破壞，在路面剪應力超過路面的抗剪切極限強度時會導致車轍的產生。交通量增大還會引起早期裂縫，成為水進入路面結構的通道，加快病害的發展。據調查，該雙向四車道高速公路平均日交通量達到了18 000輛，超載占貨車比例的35%，最重的貨車重達175 t，最大軸載超載率達到了245%，超載非常嚴重，重載和超載使路面內部產生更大的動水壓力，加劇了唧漿破壞作用。

6 排水情況

路面表面排水主要是通過路線的縱坡和橫坡，現場調查發現，唧漿路段橫坡不良，縱向裂縫沉陷，路肩雜草叢生，排水口淤積等現象多發，路表水長時間聚集在路面上，進一步加劇了路面的破壞。

7 結語

依據本次檢測結果，得出該高速公路瀝青加鋪層過早出現唧漿病害的主要原因如下:1)加鋪層混凝土離析、空隙率偏大、裂縫多、修補質量差、路面排水不良，造成大量地表水下滲。2)結構層內部排水不暢，層間水分較多，路面已處于飽水狀態。3)超載現象嚴重，動水水壓力大，基層強度偏低。

［1］ JTJ 073.2-2001，公路瀝青路面養護技術規范［S］.

［2］ JTG F40-2004，公路瀝青混凝土路面施工技術規范［S］.

［3］ JTJ 052-2000，公路工程瀝青與瀝青混合料試驗規程［S］.