瀝青路面水損害的形成與防治

李春峰

(冀州市交通局)

瀝青路面水損害的形成與防治

李春峰

(冀州市交通局)

摘 要:針對當前公路建設中普遍存在的問題，結合冀州市近幾年新建、改建的幾條瀝青路面水損壞現象，分析了其產生的原因并提出治理措施。

關鍵詞:瀝青路面;水損壞;措施

1 瀝青路面水損害的形成

1.1 上面層滲水

水損害與上面層的空隙率密切相關，當空隙率大于滲水的臨界值7%時，便會出現不同程度的滲水。路面上部分地表水從面層的空隙中滲到路面基層中，集聚在路面夾層中，這些集聚水，在車輛荷載的反復作用下，隨著路面上下反復運動，它沖擊著路面材料，使路面材料松散解體，從而導致路面的早期損壞。

1.2 中面層存水

按密級配設計的中下面層，實測空隙率波動范圍甚寬，形成了水損害分散不連續的特征。我國路面基層普遍采用半剛性基層，也是不透水的，上面滲入路面和冰凍地區春融期融化的水容易積聚在基層表面，成為浮漿，而雨季水進入瀝青層內部是不可避免的，遺憾的是路面設計一般不考慮路面結構層內部的排水問題，相反，普遍設計了埋置路緣石、砌筑式路肩、漿砌擋墻，阻礙了滲入路面內部的水排出，而有的路段縱坡不順，攔置式路緣石使路表水不能從邊緣迅速排出，反而阻水導致局部積水，這個問題在橋面板上特別突出。

1.3 重交通的作用

對于超重車引起危害也是很明顯的。我國公路路面設計荷載是100KN的軸載，但隨著大量的重型車和拖掛車通過，它們的很多車軸載都超過100 kN。據我國有關方面統計研究在路面行駛的貨車有45% ～95%是超軸載的，所以瀝青路面一些結構薄弱地段出現路面早期損壞是不足為奇的，如果有水害存在，路面的早期損壞會提前到來。

1.4 環境條件

一些特殊路段如近郊道路，未能根據路段自然的地質、地貌、水文狀態，嚴格按照公路路基排水設計要求而設計，全線的排水溝、管道、橋涵未構成完整的排水系統，地下水和部分地表逕流水危害著路基、路面強度和穩定性，或者路基標高設計偏低，路基土是處于潮濕狀態和過潮濕狀態。

2 預防水損害的措施

2.1 選料要精良，提高水穩定性

(1)瀝青:要選用重交通瀝青或將優質瀝青按照對瀝青路面路用性能的特殊要求進行改性處理，為提高瀝青的溫度穩定性和抗老化性能，一般用混融法摻入SBS進行瀝青改性，改性瀝青的流變性的變化，改善了瀝青混凝土的抗永久變形能力、抗裂能力和與礦料的粘結力，它對解決水損害將會有良好的效果。但改性瀝青必然要增加相對的成本，除了少數重要的工程和交通量特別大的工程外，它不可能成為普遍采用的結構材料。

(2)集料:集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質，并具有足夠的強度和耐磨耗性或適當的顆粒級配。在通常情況下，石灰巖等堿性集料，與瀝青的粘附性好，但耐磨耗性差，不能適應瀝青路面表面層抗滑及耐磨耗的需要，采用石灰巖石料鋪筑的瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)路面，所期望的石料之間的嵌擠能力不能很好地形成。相反，花崗巖、砂巖、石英巖等酸性巖石，石質堅硬、致密、耐磨性強，能充分發揮集料之間的嵌擠作用，但它與瀝青的粘附能力卻不好，容易在水分的作用下造成瀝青膜的剝落，很快導致瀝青路面的掉粒、松散、坑槽等水損害破壞。

(3)填料:宜采用石灰巖等憎水性石料磨細得到的礦粉，礦料要求潔凈、干燥、無雜質小于0.075 mm的顆粒含量大于8%，無團粒結塊現象，礦粉含水量小于1%，高級公路瀝青混凝土面層不宜采用粉煤灰做填料，用回收粉塵做填料時，其用量不得超過填料總量的50%。

(4)纖維素穩定劑:制做傳統瀝青混凝土和多碎石瀝青碎石混合料SAC均不用纖維素穩定劑，如制做瑪蹄脂瀝青碎石混合料SMA時，為避免瀝青在高溫時從混合料流出和提高瀝青混合料的穩定性，要加入適量的纖維素穩定劑，劑量為混合料的0.3%～0.4%

2.2 配料要準確，減少空隙率

根據瀝青混凝土所處層位和使用功能，選擇合適的礦料級配曲線，從而減小空隙率。研究分析，瀝青路面的空隙率在8%以下時，瀝青層中的水在荷載作用下一般不會產生動水壓力，不容易造成水損害破壞。而排水性混合料的路面空隙率大于15%時，一般都采用改性瀝青，且水能夠在空隙中自由流動，也不容易造成水損害破壞。而當路面空隙率為8% ～15%的范圍內時，水容易進入混合料內部，且在荷載作用下易產生較大的毛細壓力成為動力水，易造成瀝青混合料的水損害破壞。因此，在原材料規格、性質達到相應標準時，應優先選用較先進、性能優良的瀝青混凝土礦料級配，實現高溫穩定、低穩抗裂、抗車轍能力強、抗水害能力強、抗滑耐磨、抗疲勞老化能力強的瀝青混凝土面層。

2.3 鋪壓要合理，增大密實度

瀝青混凝土的現場鋪筑要用帶自動找平、振密、熨平設備的攤鋪機，路面寬度超過7 m時，最好用兩臺攤鋪機前后間距小于50 m，同步鋪筑，實現縱縫熱接，因一次鋪寬超過10 m時，將會出現粗粒料離析現象。在按施工規范的要求做好工序的橫向接縫，確保路面平整度。

SAC和SMA瀝青混合料因粗碎石較多，內摩阻力增大，壓實功也要增加，壓實這種瀝青混合料的關鍵是:高溫、高頻、低頻、慢壓，緊跟攤鋪機一次性壓實，初壓溫度控制在140～145℃ ，先用振動壓路機碾壓，再用鋼輪壓路機碾壓，不準使用輪胎壓路機碾壓，終碾溫度不得低于80℃ 。SBS改性瀝青、SAC、SMA型瀝青混合料碾壓溫度還要提高10℃，瀝青混凝土壓實度要達到98%，空隙率小于4%。

2.4 基礎要穩固，搞好排防水

穩固、強度均勻的基層和路基是瀝青路面防止早期破壞、保持耐久性的前提。瀝青路面對路基的要求是不產生不均勻沉降，不產生重垂沉降或側向滑移;不產生嚴重的冰凍拱脹或春融軟化。而對基層的要求是基層強度要具有水穩定性和冰凍穩定性，不產生唧泥、水浸軟化，凍融后強度不能有大的衰減;基層要有一定的強度、較高的彈性摸量，為路面提供均勻穩定的支撐條件;基層要有較好的沖刷能力，在強氣流、強水流沖刷下，不會產生過大的沖刷，致使板底脫空。同時，基層還要有較輕的干縮裂縫和溫縮裂縫，防止產生嚴重的反射裂縫，路面上基層宜采用二灰碎石或二灰礫石，下基層采用水泥穩定砂礫碎石半剛性基層。要實現基礎穩固，除做好路面基層之外，還要做好路面排水和封水工作的設計和施工。

中圖分類號:U416.217

C

1008-3383(2011)06-0096-01

收稿日期:2011-04-17