淺談水對瀝青路面造成的破壞及預防

摘要：本文提出了水對瀝青路面造成的破壞及預防方法。

關鍵詞：水 瀝青路面 破壞 預防方法

中圖分類號：U416 文獻標識碼: A 文章編號：1674-098X(2011)10(b)-0000-00

習慣上將早期破壞分為裂縫、修補和坑洞、變形、表面損壞及其他損壞，而水損壞則作為早期損壞現象一般單獨討論，因為其危害最大，往往可以引起其他病害的產生。與國外早期破壞相比，我國的早期破壞出現得更早，許多僅為l—3年，即路面在設計壽命期前l／4至l／3期間內。所發生的過早的各種形式的路面破壞，主要有車轍、開裂、卿漿、泛油、松散、坑槽等幾種形式，而其中大部分都可能是水損壞后所引起。

1 瀝青路面產生的水破壞現象

表面層產生坑洞；表面層和中面層同時產生坑洞以及局部表面產生網裂和形變；唧泥、網裂、坑洞;其他水破壞現象。

2 瀝青路面水破壞的原因

外因主要有交通量、交通組成、降雨量以及不盡完善的路面排水系統;內因為排水設施不完善、瀝青混合料空隙率過大、路面滲水、路面壓實度不足、瀝青混合料抗水損害能力不足、厚度偏薄等。

3 瀝青路面水破壞具體分析

3.1 從設計角度分析

造成瀝青路面水損害的主要原因之一是瀝青混合料空隙率過大。瀝青混合料的空隙率是影響瀝青路面透水性的主要因素，混合料空隙率越大，透水性也越大。瀝青混凝土的空隙率過大，降水容易透入結構層中，使瀝青路面產生各種各樣的水破壞。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。

3.2 從施工的角度分析

從基層考慮：半剛性基層強度高，容易開裂，反射到路面會加速水破壞。我國的高速公路路面結構基本上采用半剛性基礎結構，其干縮性和溫縮性相對較大，故其施工碾壓、養護過程中不可避免地產生裂縫。在冬季突然降溫時基層的裂縫會因為溫度收縮而繼續拉裂，將給同樣產生溫度收縮的瀝青混凝土面層一個附加拉應力，兩個拉應力疊加一旦超過瀝青混凝土的抗拉強度，瀝青混凝土將產生溫度型反射裂縫;從面層考慮：瀝青面層混合料的壓實度不足是導致水破壞的最直接原因。根據壓實度與空隙率的的計算公式：

壓實度＝實測密度/馬歇爾密度

空隙率＝1－實測密度/理論密度

壓實度＝（理論密度/馬歇爾密度）（1－空隙率）

可知，壓實度越高瀝青混合料嵌鎖越緊，越密實，實際空隙率就越小。碾壓過程應遵循少量噴水，保持高溫，梯形迭進的原則。但往往在實際施工中，由于壓力機具故障、操作不規范、碾壓不均勻、碾壓遍數不夠、碾壓溫度控制不好，造成部分地方壓實度不足，而且有時為了片面追求平整度，進行低溫碾壓，降低壓實度標準，忽視了壓實度，最終導致面層混合料壓實度不足，帶來水損害破壞。

3.3 從排水設施分析

我省位于南方多雨潮濕地區，雨水較為頻繁。搞好路面排水設施，對保證公路的使用性能和使用壽命具有十分重要的作用，對防止路面水損害更有其特殊的功能。

3.4 從原材料規格分析

集料規格的好壞，直接影響到瀝青與集料粘附性能、粘結力大小。有四種理論可以解釋瀝青與集料間的聯結力的機理，單用一種理論有時無法解釋瀝青混合料在實際使用中為什么聯結力會喪失。這四種理論是:

力學特性：此時聯結力依賴于集料的特性，如:表面紋理、多孔性、吸收性、表面吸附和顆粒尺寸等。一般說，表面粗糙的和多孔的集料可以使瀝青更好的吸附其表面，并因此提供較強的聯結力。

化學反應：依賴于瀝青和集料化學成分，由于瀝青含有羥基酸組份，所以往往和堿性石料有較強的聯結力。

表面能理論：試圖通過集料與瀝青或水間的表面能，來解釋瀝青與集料的聯結力。

分子定向和排列：分子排列理論認為集料表面的剩余化合價或表面電荷是非常重要的，當集料顆粒表面分布有不平衡的電荷時，就會產生一種不平衡的表面能，如果集料顆粒表面被相反極性的液體所裹覆，表面能會得到平衡。這時界面間會產生較強的聯結力。當兩種液體(瀝青和水) 同時接觸集料顆粒表面時，能夠使集料顆粒表面能達到最佳平衡要求的液體會和集料表面產生最強的聯結力。因此，水的出現導致瀝青剝落與集料的表面電荷有關，因為水在平衡集料顆粒表面電荷方面優于瀝青。

4 瀝青路面水破壞的預防

4.1 完善路面排水設計

在公路路面設計時，應進一步完善路面排水設計。

設置好分隔帶和路肩的防、排水設施，是防治高等級瀝青路面雨水侵滲破壞的一個重要方面。

在路面結構層中設置防水層、基層頂面設置封層，在瀝青面層結構組合設計中，至少兩層按密級配瀝青混凝土設計或設置必要的隔水層，以減少面層滲水。

在中央分隔帶或路肩范圍內鋪設不透水或低透水性的防滲層，以達到防水阻滲、保護路面結構的目的。

4.2 加強施工管理

從面層考慮：施工前原材料的選用必須規格、均勻，配合比設計必須嚴密，而且注意防止集料的污染。從層間考慮：下面層與基層之間必須澆灑透層油，瀝青面層之間需涂粘層油，護肩、路緣石與瀝青混凝土接觸面之間也應涂粘層油。從基層考慮：采用提高基層抗拉強度，在面層與基層結合部位鋪設土工布等以緩減半剛性基層材料的收縮應力。

4.3 嚴格控制原材料規格

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。施工前原材料的選用必須規格、均勻、合理，配合比設計必須嚴密。

4.4 采用新材料、新工藝

盡可能采用新型防水材料在瀝青面層表面涂上一層防水材料，形成不透水的薄膜封層，減少路面水在路面的滯留時間，使路面水盡快排到路基邊溝，從而大大減少路面水的侵入，能使瀝青面層中因降雨而聚集的水大大減少，減少水對路面的破壞。

4.5 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。

4.6 加強反超限運輸管理

應該嚴格按照《公路法》、《超限運輸車輛行駛公路管理規定》要求，加強反超限運輸管理執法力度。在重要路口設點檢查，不得讓超載車輛進入高速公路，強行卸載，減少超限超載運輸車輛對公路成的損壞，延長公路使用年限。