瀝青路面水破壞的分析及預防措施

薛寶利

摘要：本文論述了公路地表水、地下水的由來，分析了瀝青路面水破壞造成的病害現象以及有效的預防措施。

關鍵詞：瀝青水破壞分析預防措施

一、概述

近幾年來，公路建設突飛猛進，對國民經濟和社會發展起著至關重要的作用，但是許多公路建成運營后，發生早期損害較為嚴重，特別是瀝青路面，主要表現在坑槽、松散、脫皮、麻面等方面。產生這些病害的主要原因是水的破壞，如何有效的控制水破壞，保證公路的安全、舒適、暢通，延長公路使用壽命，降低工程造價，是廣大公路工程技術人員的共同愿望。本文從瀝青路面設計、施工及管理等方面談談水對瀝青路面造成的破壞及預防措施。

二、水破壞的表現方式

公路水破壞在公路中的表現有很多種，但主要有一下幾種：軟彈、唧漿、坑洞、沉陷、裂縫、破碎等。

三、原因分析

1.水的由來

造成瀝青路面水損害破壞的主要原因之一是瀝青混合料空隙率過大。設計時，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，混合料設計空隙率一般都在6%以上，而有關資料介紹，空隙率在8%-12%之間，路面水最容易侵入面層混合料內部，一旦瀝青面層內部含有一定的水分，水將在瀝青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，這部分水逐漸侵入到瀝青與集料的界面上，使瀝青膜漸漸地從集料表面脫離，最終導致瀝青與集料之間的粘結力喪失，造成水破壞。尤其是瀝青類路面面層在使用初期，其透水性較大。因此，雨季表面水有可能透過瀝青面層進入基層和底基層中。表面水也有可能從兩側路肩或路面與路肩的結合處以及中央分隔帶緣石（通常是預制混凝土塊）與路面的結合處透入路面結構層中。如果瀝青面層上產生了裂縫，表面水更會從裂縫透入路面結構層中。如果中央分隔帶下部無排水盲溝，表面又沒有封閉，則雨水還可能從中央分隔帶透入路面結構層和土基上部。

在地下水位接近地表的地段，特別在路基填土不高時，地下水可通過毛細作用進入土基上部和路面結構層；在冰凍地區，由于冬季水分重分布的結果，路基上層和路面底基層都可能處于潮濕或過分潮濕狀態。瀝青面層雖不是完全不透水的，但卻能阻礙路面結構層和土基中的水分蒸發。

2 .瀝青路面的沖刷唧漿現象形成原因

（1）發生在裂縫處的唧漿、網裂現象

唧漿、網裂。水透過瀝青面層滯留在半剛性基層頂面，在大量高速行車作用下，自由水產生很大的壓力并沖刷基層混合料表面的細料，形成灰白色漿。灰漿又被行車壓唧，通過各種形狀不一和寬窄不一的裂縫（橫縫、縱縫、斜縫、網裂）到路面，灰漿還可能通過水滲入瀝青混凝土的局部小面積或個別通道被壓唧到路表面，使路面產生網裂和變形。

（2）局部唧漿和坑洞

坑洞。坑洞是最典型的水破壞現象。當自由水侵入并滯留在瀝青混凝土的孔隙中，不管是普通混凝土還是改性瀝青或加抗剝落劑的SMA，在行車作用下，特別是在降雨過程中和雨后行車道上的局部網裂會逐漸松散。松散的石料被車輪甩出形成坑洞。由于瀝青混凝土的不均勻性，坑洞總是首先在局部混凝土空隙率較大處產生，因此，它是隨機分布的一個孤立的坑洞。

水泥混凝土路面的面板下的基層同樣會產生沖刷現象。混凝土面板的接縫處由于板在行車作用下的泵吸作用造成唧漿現象；由于唧漿使混凝土板的邊、角脫空而造成邊、角斷裂。

（3）凍融現象

在冰凍地區，在地下水位接近地表或路基兩側有長期積水的情況下，如果路基填土高度不大，在冬季土路基中會發生水分重分布，在0-30C溫度較長期滯留的深度會形成嚴重的聚冰現象，土層中會有很多冰晶體，甚至冰夾層。這層土長稱做路基中的聚冰帶。到春融期間該聚冰帶化凍時，土層變的過分潮濕，使土基的強度急劇下降。如果在這種可能變得過分潮濕的土基上鋪筑直接與土基相接觸的路面結構層 的材料具有明顯的毛細水作用，例如含細土較多的粒料土、石灰土、水泥土等，則在這種材料層內也會發生水分重分布現象。如這些材料層又位于冰凍深度范圍內，則在這些材料層內也可能發生聚冰帶，到春融化凍期間，這些材料的強度也會明顯下降，導致路面整體承載能力明顯下降，甚至發生破壞。

四、處理方法

1.地表水的處理

（1）由于路基路面排水設計不夠完善，對路面排水設施不夠重視，造成路面破損狀況較為普遍。因此在公路路面設計時，應進一步完善路面排水設計，如：增加路拱、增設排水設施、保持邊溝暢通等。為了防止路面面層的滲透，應將其設計施工成不透水的密級配瀝青磨耗層，在路面結構層中設置防水層、基層頂面設置封層，在中央分隔帶處設置縱橫向排水滲溝，在土路肩處采用碎石填料進行填筑，在挖方路段應根據現場實際情況有針對性地進行排水設計，減少水在路面的停留時間，以減少其對路面的破壞。

（2）對于路緣石的施工應加以改進，在施工中多采用現澆（或預制）路緣石，這種施工方法，增加了路緣石的整體性能，外觀也達到了平整順暢。但它隔斷了路面滲水的排出，極易造成路面與路緣石的結合部產生水破壞。

京滬高速公路滄州段在路緣石施工中，采用了一種預制路緣石下鋪設10厘米無砂混凝土的施工方法，從使用效果看，路基外側有明顯的水分滲出，解決了路面滲水排不出去的難題。

（3）中央分隔帶滲水的處理，為了減少中央分隔帶滲水對路面的水破壞，在中央分隔帶中增設小型明溝或盲溝，將滲水從盲溝中排出，消除因滲水對路面產生的水破壞。

（4）嚴格控制集料規格。瀝青路面的材料、集料規格，直接影響到瀝青與集料粘附性能，直接影響到水損害的程度。所以應該加強對原材料的把關，每批瀝青進場都要進行試驗，保證瀝青的粘度、延度、針入度等各項指標符合要求，對每批集料進場都要嚴格進行抽檢、篩分。保證每批進場充分保證瀝青混合料的粘結性能，提高瀝青集料的粘結力，降低水對瀝青路面的破壞能力。

（5）壓實度對瀝青路面的使用性能和壽命影響很大，它是保證瀝青混合料密實度與空隙率大小的關鍵。因此在施工過程中，進一步加強管理，提高壓實機具標準。根據試驗段得出的碾壓數據，控制碾壓遍數、速度、時間、溫度。碾壓要均勻，派專人指揮負責，從輕到重、從慢到快、從兩邊到中間，輪跡要重疊，既要保證路面平整度、路拱橫坡度，又要保證壓實度。并根據施工規范要求的壓實度抽檢頻率，進行抽檢。發現壓實度不足的地方堅決返工，保證壓實度符合要求，降低混合料空隙率，減少水的侵入破壞。

（6）橋梁滲水的處理,對于鋪設瀝青混凝土鋪裝層的橋面，在設計施工中雖然對于橋面排水做了安排，但往往忽略了橋面滲水的處理，因此，在橋面兩側常出現水破壞現象。這是因為：一是泄水孔位置問題，泄水孔入口高出水泥混凝土面層，使滲水無法排出；二是由于泄水孔間距較大，滲水不能及時排出；三是梁體間在澆注契口縫時不飽滿有積水存在，空心梁體內部有積水，冬季產生凍脹造成破壞（已出現具體實例）；

解決方法：一是使泄水孔口高度設置在低于水泥混凝土面層0.5厘米的位置上，避免孔口積水；二是在橋面兩側設置易透水的結構層，京滬高速公路采用了在橋面邊緣處將瀝青混凝土下面層10厘米范圍內鋪裝無砂混凝土，使橋面滲水及時排出，經觀察使用效果良好；三是施工時注意契口縫震搗密實，吊裝前將梁體內積水清除干凈，如出現積水現象，立即在積水痕跡處打眼將水放出，避免凍脹。

2地下水的處理

對于地下水的處理根據各地地質、地理條件的不同有很多不同的處理方法。

（1）排除公路邊溝積水

當邊溝積水較多時，公路路基在一定范圍內受到水的浸漬，使路基產生水破壞。當公路沿線有良好的排疏宣泄條件時，可采用疏干路基邊溝范圍內的淺水層，加快路基自然固結的方法，將低軟土內的含水量，改善土壤物理性質。

（2）設置墊層

修筑適宜的結構墊層，以調節路基的水溫狀態，也是一種有效的處理方法，而且應用范圍比較廣泛。目前主要應用的是防水層和割斷層。防水層主要應用各種合成材料和瀝青、水泥等結合料，摻入集料共同組成不透水、抗沖刷的結構層，設置于路基和路面之間或路基底部，起到防止地下水侵入的作用。割斷層與防水層類似，主要目的在于割斷地下水的上升路徑，從而減小或消除其對路基的破壞作用。

（3）提高路基標高

人為提高路基標高，保證路基工作層在下水位以上一定高度，這是最簡單和傳統的解決方法。對路堤而言實現起來比較容易、簡單，但由于路塹和零填情況，還有當缺乏合格的填土時，實現起來可能不現實。

人工提高路基標高主要考慮地下水位高度和選擇合格的路基填料，保證公路路基穩定性所要求的路基標高應至少高出地下水位2M以上，同時提高標高可以預防和消除路基深層凍漲，兩者綜合確定高度。在提高的同時應特別注意填土不能破壞天然的地下排水條件，且不要造成出現人工水頭的條件。

五、加強公路養護管理

公路建成后，養護是關鍵。要延長瀝青路面的使用壽命，必須加強路面的養護管理。雨后要及時補洞，補洞要及時，補洞要規范、整齊，嚴格按照《瀝青公路養護技術規范》要求及操作規程進行養護，把瀝青路面的病害消滅在萌芽狀態，避免雨水從病害處滲入，造成路基彈簧路面大面積破壞。

六、 結語

瀝青路面發生的早期損害主要是水的破壞造成的，應著重從設計、施工、管理的角度出發，采取切實有效的措施，減少瀝青路面水的滲透，盡量降低水的破壞，相信只要我們共同努力，分析透公路水產生的原因，采取相應的治理措施，一定能夠消除隱患，減少公路破壞。