季凍區春融期間融雪水對瀝青路面的影響

李小軍

（吉林省交通規劃設計院，吉林 長春 130021）

東北季凍區，春季化凍時，由于路面結構層的吸熱和導溫性較強，路面下的路基土先于路肩下的融化，于是路基下殘余未化的凍土形成凹槽，化凍后的水分難以排出，路基上部處于過濕狀態。當融化至聚冰層時，路基濕度更大，有時甚至超過液限。這樣，路基在化凍過程中強度顯著降低，以至喪失承載能力，在行車荷載作用下發生彈簧、開裂、鼓包、車轍，嚴重時泥漿外冒，路面大面積破壞，而瀝青路面在存在水分的條件下,經受交通荷載和溫度脹縮的反復作用,一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上,同時由于水動力的作用,瀝青膜漸漸地從集料表面剝落,并導致集料之間的粘結力喪失而發生的路面破壞過程，成為瀝青路面水損害，水損害主要表現為:路面潮濕，顏色發黑;表面層出現松散、網裂乃至坑洞,松散的集料表面光溜溜的,集料與瀝青膜剝離,這是典型水損害現象。由于我省為季節性冰凍地區，春融期間路面結構出現此類破壞非常明顯。

1 水損害現象

1.1 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，而據有關資料介紹，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，造成水損害破壞。

1.2 瀝青混合料不均勻、空隙率過大。瀝青路面表面層和中面層同時產生的水損當表面層和中面層都是空隙率較大的半開級配瀝青混凝土時,降水過程中,自由水較易滲入并滯留在表面層和中面層內;當表面層是空隙率較大的半開級配、中面層是密實型瀝青混凝土時,在較長時間的降水過程中,自由水透入表面層后有較長時間從中面層的薄弱處透入中面層,并滯留在表面層和中面層內;當表面層和中面層都是空隙率較小密實型瀝青混凝土時,如果瀝青混凝土的不均勻性較大,壓實度不足,局部小面積瀝青混凝土的實際空隙率較大,自由水也會長期滯留在表面層和中面層內。以上三種情況,瀝青路面表面層和中面層在大量車行荷載的作用下,會導致兩層內瀝青混凝土中部分碎石上瀝青剝落,導致表面層產生網裂、變形和向外側推擠,或產生坑洞。

1.3 除瀝青混合料不均勻、空隙率過大有關外，還與瀝青和碎石間的黏結性能或有無抗剝落劑、交通量大小、重載車比重及公路沿線降雨量等因素有關。在中國南方潮濕地區，瀝青路面的水破壞數量及速度比北方干旱地區嚴重得多。近年來，部分高速公路開始采用改性瀝青或加抗剝落劑的SMA路面，雖然產生水破壞的數量和速度明顯改觀，但只要混凝土不均勻自由水能夠進入并滯留的地方也不同程度地產生了水破壞。

2 瀝青路面產生水損壞防治措施

2.1 健全路面排水系統，路基路面排水系統的主要作用是攔截、匯集、排除流向公路的地面水和地下水，將路基范圍內的土基濕度降低到一定限度以內，保證路基常年處于干燥狀態，確保路基路面具有足夠的強度和穩定性。須對排水設施進行經常性的、預防性的養護和維修，確保其功能完好、排水順暢。同時根據實際使用情況，要不斷改善路基排水條件。在在排水系統中尤其要注意路面排水，路面排水一般通過橫向排水，要保證路面結構具有足夠的路拱橫坡度，從而加快路面積水排除，要想保證路拱橫坡度，必須加強路面結構的養護維修，避免路面出現大面積的破壞，尤其是車轍和沉陷，造成路面積水，因此在施工中要強調路基路面結構的壓實度，避免不均勻的沉降，同時加強路面結構養護，避免出現路面積水。

2.2 施工過程質量控制，混合料的拌和、攤鋪和壓實 攤鋪和壓實兩項工作是路面施工的重要環節。攤鋪質量不好往往伴隨著裂縫、車轍等病害的發生。攤鋪過程中除嚴格按《規范》要求施工外，還應著重控制攤鋪溫度、供料速度與前進速度相協調、防止大料滾動離析等環節。碾壓過程應遵循少量噴水，保持高溫，梯形迭進的原則。決不能片面追求平整度，進行低溫碾壓，降低壓實度標準；低溫碾壓易造成空隙率多大，壓實度不足，使路面滲水，導致早期破壞；過度碾壓易造成構造深度偏小，甚至出現泛油病害，影響行車安全。碾壓過程要及時、迅速，并要保持碾壓要求。絕對不允許壓路機中途急停、轉向，一面發生推擠、擁包現象，從而影響平整度。

2.3 加強路面預防性養護，通過對路況的連續性檢測、評價和分析后，制定出合理方案對路面進行養護，以預防損害的發生。通過評價、預測、分析，并且考慮到交通量會逐漸增長，針對有可能出現病害的路面采取有效合理的解決措施，以防止微小病害的發生甚至惡化。經過預防性的養護措施，將路面結構出現的破壞消滅在萌芽狀態之中，尤其路面結構的破損造成水分的滲透，對路面結構出現水損害有著根本的解決作用。

3 結語

路面受到水的作用出現破損已成為瀝青路面的主要危害之一，應引起足夠的重視，并根據其成因從路面設計、原材料進場到具體施工，有針對性采取一系列預防和改善措施。同時，必須建立健全質量保證體系，從管理部門、設計部門到施工部門，層層重視、層層控制、層層落實。只有這樣，才能從根本上減少瀝青路面的受到水影響出現破損現象的發生，使公路的使用質量全面提高，更上新臺階。

[1]王虹.基于融雪化冰的傳導瀝青路面優化設計及粘彈性響應分析[D].武漢理工大學，2010.