淺談高速公路瀝青路面水損壞及防治措施

摘要：水損壞是高速公路建設中顯現出來的的熱點問題，其產生的原因復雜多樣。本文從其成因剖析，闡述了造成水損壞的機理，并從排水設計及施工控制兩方面針對具體情況展開分析，給出相應的防治措施和解決辦法，為道路建設應用提供了有益的參考。

關鍵詞：高速公路；瀝青路面；水損壞；防治措施

一、引言

隨著我國高速公路建設的飛速發展，瀝青路面以其良好的力學強度、可連續無縫施工、行車舒適、噪音低等優越性能，在我國各種公路鋪裝中占有很大的比例。但隨著社會需求不斷增加，高速公路上的載重車輛比例隨之大幅上升，車輛超載現象時有發生并愈演愈烈，導致瀝青路面損耗程度嚴重，常常達不到應有的設計壽命就不得不進行維修，嚴重影響其正常發揮交通運輸功能，同時也給國家和社會造成了巨大損失。經過學者們不懈的努力，通過改善瀝青混合料并采用剛性基層路面結構，低溫開裂、疲勞開裂等以往造成瀝青路面破壞形式已得到有效改善。然而水損壞這種破壞形式又浮現出來，成為控制公路工程質量的主要問題。

二、水損壞的成因

水損壞是指在瀝青路面存在水分情況下，由于車道荷載及環境溫度變化的耦合作用，水分滲入瀝青與骨料交界面，導致界面剝離破壞粘結力喪失。由水損壞可誘發一系列相關并發癥，如路面產生龜裂變形、坑洞等。路面水損壞的成因有：

1) 長時間的降水后，大量自由水透過路表瀝青面層進入基層頂面，短時間內來不及完全排出，一部分滯留自由水在高速公路大量快速行車的作用下，自由水產生的水壓不斷沖刷混合料，產生的灰白漿被行車壓唧至路表從而使路面發生龜裂、變形。

2）由于瀝青混凝土自身的不均勻，其局部間隙較大處易產生坑洞。采用改性瀝青處理排水性混合料間隙大于15%的問題可使水在空隙間自由運動，且能一定程度上防止水損壞。但當實際空隙小于15%時，由于水的毛細作用，毛細水壓力形成動力水，易導致水損壞情況的發生。

三、水損壞的防治

瀝青路面水損壞通常是由多種不利因素耦合作用下形成的，自然因素通常不可控，工程施工建設中應盡量從人為因素上著手，在瀝青混合料質量、混合料拌合、路面排水、機械壓實等方面考慮，采取相應措施手段防止水損壞的發生。

3.1 優化排水設計

1) 路基、路肩排水

有效排除路表水的關鍵在于合理設計路基與路肩橫坡。路肩橫坡設計值越大越有利有排水，但過大的橫坡將會影響正常行車的安全。設計時應綜合考慮，在南方降水量充沛的多雨地區可適當提高坡值，在北方氣候寒冷地區，考慮行車安全應取低值。

路基與路肩橫坡施工時為簡便起見通常坡度相同，但對于超高段為避免路肩積水流入行車道，設計時行車道橫坡應與路肩橫坡相反。為疏干路基土體，路肩上可設施橫向盲溝。擋水路緣石會使路面排水滯留，形成水坑的同時妨礙內部積水及時排出，乃是造成水損壞的隱患，可采用平放路緣石的辦法解決這種問題，在近年來工程實踐中較為常見。

2) 設置排水系統

路面內、外部排水系統設置是否合理是保障路面順利排水的重中之重。對于潮濕路基段，應在路面結構層中鋪設透水性高的碎石墊層，并在路基兩側配置溝槽，利用碎石墊層的透水性，及時將結構層內滲水排出。挖方路段應設置縱向排水盲溝，以防路基地下水涌出導致其含水量過大不能及時排出而導致的承載力降低情況出現。

3) 分隔帶排水

設計時凸型中央分隔帶雖然可將多數降水排出，但不可避免地仍有少量雨水滲入分隔帶。解決辦法可將分隔帶路面端部及分隔帶底部用砂漿抹灰處理，并涂瀝青再鋪設工布。中央分隔帶底部，縱向設置盲溝并埋設透水管、橫向設置排水管，組成縱橫交叉的排水系統將滲入雨水排出。

3.2 施工控制

1) 瀝青混合料質量

當瀝青混合料水穩定性不足或者防剝離劑未到達設計要求時，易發生水損壞情況。骨料通常呈堿性，施工時應選用酸性較小的改性瀝青，以達到瀝青與骨料有效粘結。骨料選擇時應注意其與瀝青的粘結性能，骨料質量應滿足規范要求，盡量減少泥沙含量。

2) 混合料拌合

骨料拌合前應分別堆放并采取一定的隔離措施，如設隔離墻等，以避免不同檔的骨料混合而人為增大骨料的變異性。細骨料比表面積較大，堆放時應注意避免淋雨，防止其含水量過高最終影響瀝青混合料拌合時的配合比。

瀝青混合料可采用間歇式拌合機和連續式拌合機拌制，對于高速公路宜采用間歇式拌和機。混合料拌合時可通過試拌確定，一般以拌合45min為宜。對于加入纖維的混合料應適當延長拌合時間，但在拌合時應注意時間不宜過長，以免纖維纏繞結團影響效果。拌合時溫度不宜過低，合理的溫度可使骨料均勻包裹于瀝青中。

3) 混合料鋪裝

為減小料車卸料與料車余料的溫度離析，可在料車卸料前控制料斗中的余料量，待料車供料二者混合后一起進入粉料倉。鋪裝攤鋪中要保持連續作業，非必要情況下盡量不停頓。攤鋪速度宜控制在2～6m/min的范圍內，對改性瀝青混合料及SMA混合料宜放慢至1～3m/min。調整分料器轉速保持慢速恒定，不連續運轉將導致瀝青混合料顯著離析。混合料轉運車可將料車卸料不間斷攪拌，在攤鋪機與料車之間轉運時能減慢混合料離析速度，條件允許時應盡可能使用，以保證混合料一致均勻。

瀝青路面施工的最低氣溫應符合JTG F 40-2004公路瀝青路面施工技術規范規定，寒冷季節遭遇大風天氣降溫時不得鋪筑瀝青混合料。每日施工開始階段宜采用交高穩度的混合料。

4) 壓實成型

瀝青路面壓實后不透水性增強，為盡可能提高其隔水性能，減小水損壞發生幾率，應按規范相關操作碾壓，提高瀝青面層壓實度。前文中提到，荷載作用下瀝青層自由水可產生水壓力而導致水損壞發生。經研究表明，在瀝青路面設計孔隙率4%而壓實度為96%的情況下，瀝青層中水為薄膜水，荷載作用下不產生水壓力。

四、結語

水損壞是高速公路建設中的新問題，其產生的原因復雜多樣，本文從其成因剖析，闡述了造成水損壞的機理，并從排水設計及施工控制兩方面針對具體情況展開分析，給出相應的防治措施和解決辦法，為道路建設應用提供了有益的參考。

參考文獻

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