瀝青路面唧漿病害的產(chǎn)生原因與防治措施

（1.武漢工程大學(xué)交通研究中心，湖北 武漢 430074；

2.華中科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430074；

3.湖北高路公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，湖北 武漢 430051）

瀝青路面唧漿病害的產(chǎn)生原因與防治措施

（1.武漢工程大學(xué)交通研究中心，湖北 武漢 430074；

2.華中科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430074；

3.湖北高路公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，湖北 武漢 430051）

為提高唧漿防治的針對性與有效性，分析了唧漿病害的產(chǎn)生原因，其中內(nèi)因包括半剛性基層的特點、瀝青面層的空隙率與病害、中央分隔帶滲水；外因包括水與行車荷載.將防治唧漿的措施歸納為罩面加鋪填封類、挖補(bǔ)銑刨再生基層類、導(dǎo)水排水類、注漿封堵類及其它，闡述了各類措施的特點與適用范圍.

半剛性基層；瀝青路面；唧漿；產(chǎn)生原因；防治措施

0 引 言

水進(jìn)入路面內(nèi)部浸泡基層形成灰漿，在行車荷載的擠壓與泵吸作用下從面層裂縫或空隙中噴射出來，即形成唧漿.唧漿病害分布廣，是半剛性基層瀝青路面的常見病、多發(fā)病.唧漿發(fā)展演變快，處治不及時，則可能迅速發(fā)展為網(wǎng)裂、松散、坑槽等其它病害，導(dǎo)致路面大面積損壞.唧漿表現(xiàn)在面層但產(chǎn)生于基層，發(fā)生初期具有一定的隱蔽性，較難預(yù)防，目前尚沒有十分滿意的處治方法，是困擾我國幾代公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)人員的難題.

為了促進(jìn)唧漿防治技術(shù)的發(fā)展，提高防治效果，分析了半剛性基層瀝青路面唧漿病害的產(chǎn)生原因，從現(xiàn)有路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)中歸納出適用于唧漿防治的5類措施，并闡述這些措施的特點與適用范圍.

1 唧漿病害的產(chǎn)生原因

半剛性基層瀝青路面產(chǎn)生唧漿病害的原因較多，但無外乎內(nèi)因與外因兩方面.

1.1 唧漿病害的產(chǎn)生內(nèi)因

1.1.1 半剛性基層的特點 半剛性基層具有強(qiáng)度高、板體性好、造價低等優(yōu)點，半剛性基層瀝

青路面是我國公路普遍采用的結(jié)構(gòu)型式.然而半剛性基層的固有特點也是產(chǎn)生唧漿的重要原因：a.半剛性基層溫縮、干縮大，易開裂，裂縫向上傳遞反射，形成至下而上的貫穿裂縫，成為水進(jìn)入路面內(nèi)部的通道.b.半剛性基層非常致密，基本上不透水.水進(jìn)入路面內(nèi)部到達(dá)基層頂面后既難以向下滲透，又很難蒸發(fā)，長時間滯留在基層頂面，浸泡基層使之軟化，形成灰漿.c.半剛性基層抗沖刷性差，在行車荷載引起的動水壓力反復(fù)作用下，基層容易被沖刷剝蝕.

1.1.2 瀝青面層的空隙率與病害 我國高速公路瀝青面層多按照密實、不滲水的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，但實際上很難保證面層完全不滲水.原因有：a.瀝青面層的空隙率偏大.由于施工時壓實度不夠、混合料離析等原因，我國高速公路瀝青路面的空隙率一般在5%～15%范圍內(nèi)，不少路段在10%以上［1］，使水通過面層空隙進(jìn)入路面內(nèi)部成為可能.b.瀝青面層裂縫、松散等病害導(dǎo)致滲水，引發(fā)唧漿.而灰漿唧出時又加劇面層病害，進(jìn)一步加劇滲水與唧漿，使面層病害與唧漿互為因果，交替加劇路面損壞.

1.1.3 中央分隔帶滲水 為美化路容、防眩光等目的，我國高速公路多采用開放式的中央分隔帶.然而，這種不封閉的中央分隔帶發(fā)生滲水的可能性很大，原因有：a.施工時不理解中央分隔帶防排水的原理，或施工不嚴(yán)格，導(dǎo)致滲水.b.打防護(hù)欄立柱時刺穿中央分隔帶的防水土工布，造成滲水［2］.c.中央分隔帶縱向排水溝、橫向出水管不通暢、被堵塞等原因，導(dǎo)致中央分隔帶的水無法及時排出，而沿路面結(jié)構(gòu)層中的縫隙滲透擴(kuò)散，進(jìn)入路面內(nèi)部.另外，大量觀察統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，中央分隔帶越寬，路面唧漿越嚴(yán)重，而在中央分隔帶的開口路段，唧漿相對較少［3］.這表明開放式的中央分隔帶易發(fā)生滲水現(xiàn)象.

1.2 唧漿病害的產(chǎn)生外因

1.2.1 水是產(chǎn)生唧漿的必要條件 水是產(chǎn)生唧漿的必要條件，即便路面基層存在松散細(xì)料，沒有水也不會產(chǎn)生唧漿.水的來源有大氣降水、地下水、人工灑水、水蒸氣凝結(jié)水、薄膜移動水等，但主要來源是大氣降水.在雨季或梅雨季節(jié)路面長時間遭受雨水浸泡，更容易發(fā)生唧漿病害.

1.2.2 行車荷載是產(chǎn)生唧漿的動力來源 灰漿從基層表面唧出路面的動力主要來自行車荷載的擠壓和泵吸作用.降雨時瀝青路面表面產(chǎn)生薄層水膜，車輪高速行駛在水膜上，輪下產(chǎn)生巨大的動水壓力，每遇到空隙率較大處就將水強(qiáng)制壓入瀝青面層，沖刷基層.輪胎駛離此處時，由于泵吸作用，基層表面的灰漿會被吸出路面［4］.每駛過一輛車，就會在該處造成一次擠壓與泵吸作用.

動水壓力隨車輛荷載的增加、車速的提高而增大，車速120 km／h時的動水壓力約為40 km／h時動水壓力的9倍，大致相當(dāng)于40 m高的水頭［5］.所以，交通量大、車速快、重載車多的路段更容易產(chǎn)生唧漿.

2 唧漿病害的防治措施

唧漿屬于水損害，凡能防止水進(jìn)入或滯留于路面內(nèi)部的措施均有助于防治唧漿.目前路面養(yǎng)護(hù)方法眾多，既有傳統(tǒng)的挖補(bǔ)、“開膛破肚”式維修，又有最新的、快速無損高聚物注漿技術(shù)等.對這些技術(shù)進(jìn)行梳理分類，歸納出適用于半剛性基層瀝青路面唧漿防治的5類措施，如表1所示.

表1 唧漿病害的防治措施Table 1 Prevention and control measures for slurry pump

罩面、加（重）鋪、填封類措施的主要作用是改善或增強(qiáng)面層性能，特別是防水性能.其中①～④屬于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的范疇，適用于路況總體（面層、基層）良好、僅需改善面層性能的情況，如面層輕微裂縫、滲水等.⑤～⑦適用于基層狀況良好但面層損壞嚴(yán)重，需要加鋪或重鋪面層的情況.

挖補(bǔ)、銑刨、再生基層類措施主要包括更換或再生基層的各類方法，適用于唧漿嚴(yán)重、已造成基層損壞的情況.其中①、②屬于傳統(tǒng)挖補(bǔ)維修唧漿的方法，壞到哪一層就挖到哪一層.當(dāng)基層損壞面積較大，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后可選用③、④等基層冷再生方案.

排出進(jìn)入路面內(nèi)部的水是防治唧漿的關(guān)鍵，導(dǎo)水、排水類方法的直接目的就是排出路面內(nèi)部的水分.其中，增設(shè)排水性基層是指在路面大修時在瀝青面層與半剛性基層之間增設(shè)一層透水層，厚度8～15 cm，材料為級配碎石、排水式瀝青穩(wěn)定碎石（ATPB）或大粒徑透水性瀝青混合料（LSPM）等，以便將少量滲入路面內(nèi)部的水導(dǎo)出，能從根本上防止唧漿，并能有效延緩反射裂縫的發(fā)生.

注漿封堵類措施主要包括水泥注漿、高聚物注漿等微損維修方法.壓注水泥漿是非開挖維修路面內(nèi)部病害的常用方法，應(yīng)用廣泛，工藝成熟，水泥漿材與基層的相容性好.缺點是注漿孔徑（創(chuàng)口）大，需要養(yǎng)生，開放交通晚，對交通影響大，且漿材對路面的污染較大.

高聚物注漿技術(shù)1980年發(fā)明于芬蘭，目前已在包括我國在內(nèi)的36個國家推廣應(yīng)用［6］.其原理是通過向道路結(jié)構(gòu)體內(nèi)注射多組份高聚物材料，漿材迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹并形成泡沫狀固體，填充結(jié)構(gòu)中的空隙，擠密周圍松散基層，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的整體性，實現(xiàn)快速、微創(chuàng)防治路面內(nèi)部病害［7］.武漢工程大學(xué)道路交通課題組研制了高聚物注漿材料的配方，開發(fā)了配套的注漿設(shè)備，2011年7月在湖北省京港澳高速公路實施了路段試驗.圖1是京港澳K1098＋470處治前的路況，行車道與緊急停車道分界線上有一處唧漿點（見圖1（a）），路面與護(hù)欄污染嚴(yán)重（見圖1（b））.圖2是實施高聚物注漿3個月以后的路況，路面無唧漿（見圖2（a）），護(hù)欄無污染（見圖2（b）），表明高聚物注漿處治唧漿病害效果顯著.此外，高聚物注漿經(jīng)濟(jì)性良好，如處理一道長3.75 m的裂縫，高聚物注漿估算費(fèi)用為2 068元，而壓注水泥漿約需3 600元，前者經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢顯著.

圖1 京港澳高速K1098＋470實施高聚物注漿前的路況Fig.1 The road before grouting polymer in Beijing－Hong Kong-Macou Expressway K1098＋470

圖2 京港澳高速K1098＋470實施高聚物注漿3個月后的路況Fig.2 The road after grouting polymer three months in Beijing-Hong Kong-Macou Expressway K1098＋470

高聚物注漿的主要缺點：a.高聚物固化物與基層材料的膠結(jié)相容性差.b.注漿量難以把握，注漿量過少封堵欠密實，注漿量過多則導(dǎo)致路面抬升隆起，影響行車安全與舒適.但總體而言，高聚物注漿方法巧妙，微創(chuàng)、無損、快速、安全，有獨(dú)特優(yōu)勢，適用于處治路面內(nèi)部的早期病害，用于唧漿防治效果較好，并可用于其它工程領(lǐng)域，應(yīng)用前景廣闊.

3 結(jié) 語

防治唧漿應(yīng)突出一個“早”字、重視一個“防”字，從面層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與基層預(yù)防性補(bǔ)強(qiáng)兩方面著手，前瞻性、預(yù)防性地采取措施，將唧漿病害消滅在初期，而不要等路面已經(jīng)發(fā)生明顯唧漿后才亡羊補(bǔ)牢、被動處治.防治唧漿時可以采用一種措施，也可幾種措施綜合使用，以有效、經(jīng)濟(jì)為原則.此外，選擇唧漿防治措施時應(yīng)調(diào)查面層、基層與中央分隔帶的狀況，分析找準(zhǔn)產(chǎn)生唧漿的原因，有的放矢、對癥下藥，提高唧漿防治的針對性與有效性.

［1］李麗民.基于空隙率下的我國高速公路早期破壞研究［J］.湖南城市學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，17（1）：18-20.

［2］沈金安，李福普，陳景.高速公路瀝青路面早期損壞分析與防治對策［M］.北京：人民交通出版社，2004.

［3］李如敏.瀝青路面唧漿現(xiàn)象成因分析及治理技術(shù)［J］.交通世界，2006（1）：76-77.

［4］薛志良.瀝青路面水損壞原因分析及施工控制［J］.交通世界，2010（11）：107-108.

［5］沙慶林.高速公路瀝青混凝土路面的早期破壞［J］.公路，2004（11）：76-80.

［6］Uretek UK Ltd.The subsidence solution［EB／OL］.http：／／www.uretek.co.uk／about.com／2011／09／08.

［7］冉龍強(qiáng).高聚物注漿補(bǔ)強(qiáng)在高速公路路面維修過程中的應(yīng)用［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2007（8）：152-154.

Causes and preventive measures for slurry pump of asphalt pavement

HU Guo-xiang1，LI Jing2，TIAN Wei-hai3，LI Jie1，2
（1.Transportation Research Center，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430074，China；
2.School of Civil Engineering ＆ Mechanics，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China；
3.Hubei Gaolu Highway Engineering Supervision and Consulting LTD.Corporation，Wuhan 430051，China）

In order to improve the effectiveness and pertinence of slurry pump prevention，the causes of slurry pump disease were analysed.The internal causes include semi-rigid base characteristics，surface layer porosity and diseases，central strip seepage.The external causes include water and driving load.The slurry pump control measures were summarized as asphalt overlay，patching or milling base，water drainage，grouting and other，and the characteristics and scope of these measures were explained.

semi-rigid base；asphalt pavement；slurry pump；causes；preventive measures

陳小平

U418.6＋6

A

10.3969／j.issn.1674-2869.2011.11.015

1674－2869（2011）11－0059－03

2011－09－12

湖北省自然科學(xué)基金項目（2010CDB11108）；武漢工程大學(xué)科研基金項目（13105081）

胡國祥（1970－），男，湖北天門人，副教授，博士.研究方向：路面養(yǎng)護(hù).