瀝青路面水損壞的成因分析及處理措施

【摘 要】水損壞是瀝青路面使用過程中常見的一種病害，它的出現直接影響了瀝青路面的使用質量及行車安全，因此，瀝青路面水損壞的處理受到業界人士的廣泛關注。本文詳細分析了瀝青路面水損壞的成因，對于水損壞嚴重的路段，給出了結構設計、防排水設計、施工、控制車輛超載和養護維修等方面有效的處理措施。

【關鍵詞】瀝青路面；水損壞；成因；處理措施

我省是降水豐富的地區，水損壞在瀝青路面中較為常見。主要表現為路表面發生松散和坑槽，水分積存在基層表面，使瀝青層與基層之間的連續狀態遭到破壞。如果水損壞進一步發展，就會導致其他的一系列諸如裂縫、唧漿、松散、坑槽等多種形式的破壞。瀝青路面水損壞的成因復雜多樣，因此，分析造成水損壞的成因，并提出相應的水損壞處理措施，對于提高路面使用性能，延長路面使用壽命具有重要意義。

1、道路水損壞的特點

1.1 自上而下的表面型水損壞

該種類型的水損壞主要是由水自上而下的滲入使瀝青從集料表面脫落，失去粘著力。并且由于汽車荷載的壓應力和高速行駛產生真空吸力和剪應力的反復泵吸作用，使瀝青膜從剝離發展到松散、掉粒、坑槽。這種泵吸作用形成的水損壞主要是表層坑槽。

表面坑槽的形成與瀝青混合料的空隙率有很大的關系。目前大多數瀝青混合料設計空隙率為3%～5%，施工完畢后，大多數要求最大壓實度達到93%，即空隙率為7%。2～3a后，可以認為是達到了設計空隙率。若路面沒有壓好，空隙率大于7%，就容易滲水?？障堵试?%～12%之間的路面是水損害的高發區。

1.2 自下而上的水損壞

當半剛性基層瀝青路面的瀝青層較薄時，瀝青路面的水損壞經常是自下而上發展的。這種現象發生在地下水位高或者多雨地區。

這類水損壞主要發生在雨季或梅雨季節、季節性冰凍地區的春融季節，有時一場幾天雨就導致嚴重破壞。并且主要是行車道破壞嚴重，超車道一般沒有破壞，顯然與重車、超載有關。水損壞之初一般都先有小塊的網裂、冒白漿，然后松散成坑槽。

其主要過程為：路面表層水從縫隙或空隙大的裂縫進入路面，當瀝青路面存在薄弱環節，例如由于離析造成上下有連通的空隙，水能更快的進入路面內部，并很快進入到基層表面。由于半剛性基層過分致密，不能迅速將水排除時，水便滯留在瀝青層和基層界面上。在汽車荷載作用下，下面層瀝青混和料的粗集料對基層造成損傷，并形成灰漿。如果基層表面存在薄弱環節，如鋪筑瀝青層前就有浮灰、修補的薄層等，遇水很快就成為灰漿?；覞{從上下連通的孔隙中被荷載擠出，成為唧漿。

2、水損壞成因分析

瀝青路面的早期損壞基本上都與水有關，主要表現為在通車后的第一個雨季，瀝青路面出現不同程度的車轍、表面松散、坑洞等損壞。這種現象在南方多雨地區尤其明顯，并造成一定的經濟損失和社會影響。

瀝青路面產生水損壞不是由單一因素引起的，而是多個因素共同作用的結果。

2.1 降雨量

降雨次數多和降雨量大，特別是降水延續時間長，自由水可能進入瀝青面層的機會就多，自由水滲透進入瀝青面層的量就可能大。

2.2 原材料

道路瀝青路面原材料的質量對路面的使用性能和使用壽命至關重要。瀝青路面原材料的控制包括對粗集料、集料、瀝青、礦粉等的質量管理和檢查。集料的品質差（如棱角性差）、雜質多等以及礦粉的性能、配比和瀝青使用性能等都會影響集料與瀝青的粘附，而集料與瀝青的粘附力下降會導致瀝青膜與集料之間喪失粘結力并從集料顆粒表面脫落下來，從而形成滲水縫隙，滲水又加劇破壞瀝青膜與集料粘附，從而引起面層剝落和松散，削弱瀝青混凝土路面強度和密實性。

2.3 排水設計

不重視路面結構內部的排水設計，路面排水設施設計中多強調路基范圍內水的排泄，而半剛性基層自身過于致密，排水性能差，缺乏基層排水性能指標，容易形成半剛性基層開裂的反射裂縫和溫縮裂縫，使路面過早開裂，各層結構組合不當等這些設計原因也造成了滲水，形成了早期瀝青路面水損壞。

2.4 施工

瀝青混凝土的施工勻質性控制不當，施工質量管理不嚴，片面追求平整度，放松了對壓實度的控制，造成瀝青混凝土的壓實度偏小，現場實際空隙率偏大，另外瀝青混凝土的不均勻造成局部空隙率更大。另外在施工過程中容易發生原材料污染嚴重，層間粘結不成整體等現象。

2.5 重載交通

道路重型車輛數量顯著增多，而且超載現象嚴重，這些是促使瀝青路面產生早期水破壞的重要外因。高壓動水壓力對瀝青路面的反復沖刷，最終導致路面的水損壞。

3、水損壞的機理分析

瀝青路面的水損壞主要包括兩方面的作用：

首先，水滲入瀝青混合料本身存在的孔隙以及路面結構排水不暢產生的內部積水等對瀝青產生乳化作用，將瀝青的粘附性減小，從而導致瀝青膜從集料表面脫落而產生破壞。

其次，當車輛高速通過時，交通荷載作用使得集料之間的剪切力破壞了瀝青膜，形成的泵吸作用使得路面結構遭到破壞，從而導致水損壞現象。

4、水損壞的處理措施

4.1 設計措施

1）合理設計路面內部與外部排水系統

合理設計中央分隔帶的排水設計，避免其橫向滲入路基。保證路面排水通暢，在路面設計中考慮路面內部水和縫隙水的排除問題，在路面結構內設置排水層，通過設置大粒徑瀝青碎石基層，充分利用其透水性能，將滲入路面結構內水分盡快排出。

2）采用密實瀝青混凝土

由于密實瀝青混凝土的空隙率不大于5%，具有良好的不透水性能，而且具有良好的高溫抗永久形變能力，因此采用密實瀝青混凝土對于減少水破壞現象具有重要作用。

3）提高瀝青與集料的粘結力

為了減輕瀝青因車輛荷載作用而產生的剝落現象，改善瀝青混凝土的水穩定性和耐久性，需要改善瀝青和集料的粘結性能。在配合比設計實驗中應該對各種原材料的最佳組合進行嚴格實驗，改善瀝青與集料的粘結性。

4.2 施工措施

1）提高壓實標準

瀝青混凝土的壓實度對其物理力學性質有著至關重要的影響。瀝青路面的空隙率在8%以下，設計空隙率4%，壓實度為96%時，荷載作用不會產生動水壓力，不易產生水損壞，因此在施工過程中，應盡可能的提高瀝青面層的壓實度，表面層的壓實度應不小于98%，中面層或底面層的壓實度應不小于97%的情況下，將大大減少早期的水損壞現象。

2）注重施工質量

瀝青路面原材料的選用必須規格、均勻合理，配合比設計必須嚴密，而且注意防止集料的污染。在施工過程中必須注意瀝青混凝土拌合的均勻性以及攤鋪的寬度，防止粗細集料離析。嚴格控制瀝青混合料拌合溫度、出場溫度和碾壓溫度，從而提高瀝青與碎石的粘附性能。建議在采用與瀝青粘附性不好的酸性集料時，應考慮采用消石灰來改善粘附性。

3）應用路面防水材料，減少路面水損壞

目前道路瀝青路面結構中，在瀝青面層表面涂上防水材料，形成一種不透水的薄膜封層，能使瀝青層中因降雨而集聚的水分基本沒有或大大減少，從而基本消除瀝青面層產生水破壞的外因，延長路面使用壽命，減少養護費用。而且可以在瀝青路面的中面層表面設置防水層，防止雨水進入瀝青面層中，目前主要應用的SBS改性瀝青防水層，提高了防水層的高溫抗剪強度，改善了防水層的低溫抗裂性與延緩反射裂縫上升的能力，對瀝青路面結構進行保護。

4.3 嚴格控制車輛超載

隨著交通量的不斷增長，重型超載車輛大量通行于道路是造成道路路面早期損害的重要原因之一。因此，應嚴格控制超載車輛的通行。按照《公路法》及交通運輸部《超限運輸車輛行駛公路管理規定》的要求，采取道路入口嚴格檢查的辦法，通過強制卸載等手段，加強對超限運輸車輛行駛道路的管理，以減少道路的損壞。

4.4 養護維修

路面出現水損壞時，應采取及時有效的養護處理措施，以免裂縫深度和范圍擴大，維修養護的基本原則是維修后保證路面平整和封閉裂縫，以避免降水或路面積水下滲而引發進一步的水損壞。

5、結束語

綜上所述，瀝青路面水損壞與瀝青路面的設計、施工、使用、養護和管理均具有緊密的聯系。因此，必須采取綜合措施，選擇合理實用的材料進行施工，并優化路面排水系統，加強日常的養護管理，最大限度地避免水損壞對瀝青路面造成的不良影響，提高瀝青路面的穩定性，以達到瀝青路面安全、舒適和高效運行的目的。

參考文獻：

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