瀝青混凝土路面水損害的防治措施

陳鳳英（福建省交通建設工程監理咨詢有限公司）

瀝青混凝土路面水損害的防治措施

陳鳳英（福建省交通建設工程監理咨詢有限公司）

水損害是瀝青路面主要病害之一，因此，如何克服水損害問題引起了人們的關注。在施工過程中，水損害產生的原因很多，本文結合福州繞城高速西北段瀝青路面的施工經驗淺談高速公路瀝青路面水損害的防治措施。

高速公路；瀝青路面；水損害；防治措施

近年來，隨著我國道路交通量日益增大，車輛迅速大型化且嚴重超載。現有高速公路的有效服務時間普遍未能達到其設計使用年限，常常在通車2～3年便出現了較為嚴重的早期破損現象，正常維修期大大提前，縮短了瀝青路面使用壽命，增大了養護工作量，經濟損失巨大。而水損害是瀝青路面主要病害之一，本文針對水損害產生的原因、防治的措施，結合福州繞城高速公路西北段瀝青路面施工經驗淺談自己的一點看法。

1 工程概況

福州繞城高速公路是國道主干線系統和國家高速公路網的組成部分，也是福州市線公路網的重要路段。西北段路面的范圍為閩侯縣竹岐鄉至終點洋門樞紐互通段。路面采用組合式柔性基層路面結構，即面層采用改性瀝青混凝土抗滑表層（AC-16C）+改性瀝青混凝土下面層（AC-20C）結構，基層采用瀝青穩定碎石上基層（ATB-25）+級配碎石下基層+3%水泥穩定碎石底基層結構。福州繞城高速公路所處的氣候條件為多臺風，多雨季，其交通荷載重，增加了水損害產生的概率，因此水損害的防治是一項很重要的工作。

2 水損害產生的原因

所謂水損害即降水透入路面結構層后使路面產生早期破壞的現象。通過實踐和分析，水損害的原因主要可歸納如下：

（1）集料質量原因。瀝青混凝土施工中，集料的需求量很大，而集料資源越來越缺乏，不少地區的集料已經面臨資源枯，加上對集料的規格質量不夠重視，使得集料的質量不穩定，造成瀝青與集料之間粘結力下降，一旦水侵入瀝青混合料內部，便會造成水損害破壞。

（2）混合料的原因。①混合料的設計不合理，瀝青混合料空隙率過大，是造成瀝青路面水損害破壞的主要原因之一。根據有關研究，空隙率8%是滲水程度的分界點，大于8%以后滲水性急劇增大；②瀝青混合料離析造成空隙率變大，透水更厲害。造成離析的現象的原因有很多，如瀝青混凝土中集料大小顆粒配比不合理，造成局部粗集料偏多，細集料偏少或局部細集料偏多，粗集料偏少；而在施工中運輸和攤鋪過程都很容易造成粗細顆粒離析。熱拌瀝青混合料特別是粗粒式瀝青混合料，從拌和機向運料汽車上放料時，由于落高大，易出現瀝青混合料離析。瀝青混合料從運料車上倒入攤鋪機受料斗時，還可能會再次出現離析。

（3）路面壓實度不足，空隙率過大，帶來水損害。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。造成壓實度不足的原因有很多，從原材料到現場施工機械都可能造成壓實度不足。例如混合料的級配設計不合理，路面下承層不平整，壓力機碾壓遍數不夠、碾壓溫度控制不好，這些都可能造成壓實度的不足。

（4）路面積水，路面受水侵蝕，空隙中充滿了水。由于排水系統不建全，連續降水后，路面積水，再加上行車荷載的作用，導致路面破壞，還有道路中央分隔帶的排水設計不夠完善，雨水通過中央分隔帶滲入路面結構層內部，最終導致水破壞產生。

3 水損害防治的舉措

實踐和分析均證明，水損害的主要原因是路面透水和混合料離析，只要克服了透水和離析，嚴重的水損害現象就可以避免。為了防止路面水損害，應針對主要原因和次要原因，分別采取相應的對策。結合繞城高速西北段瀝青路面施工從以下幾方面防治水損害。（水損害主要發生在抗滑磨耗層，文中所提及的繞城高速公路瀝青路面的指標為抗滑磨耗層AC-16C的）。

3.1 原材料的控制

3.1.1 集 料

在配比設計以前，切實監控集料的加工和其他備料工作，認真檢驗加工出來的集料是否適用，若不適用應采取措施處理，備料工作應為配比設計創造條件。集料主要存在的問題是產品合格率低、級配變異性大，就容易導致路面離析，透水現象嚴重。福州繞城高速公路西北段所用的集料采取就近取材的原則，選用為潘渡碎石場的碎石。為了提高集料質加工質量，在加工過程中認真調試破碎機上破碎腔的反擊板與板錘之間的間隙，使公稱最大粒徑對應篩孔的通過率接過監控目標值；定期檢查易損配件和篩網，及時更換；集料加工生產線上安裝了吸塵裝置，減少集料的粉塵含量，以增強集料與瀝青的黏附性。同時施工單位，監理單位，科研所三方定期對集料的加工質量進行檢測，如有變異，立即調整，使集料的各指標符合技術規范要求。

3.1.2 瀝青

優用選用改性瀝青，或在瀝青中添加高溫抗剝落劑，可以增強瀝青與集料的黏附性，減少水損害的產生。福州繞城高速公路西北段瀝青路面AC-16C層，選用瀝青為華特SBS70改性瀝青，經檢驗瀝青的各項技術性能符合規定要求。同時摻入了0.4%抗剝落劑，抗剝落劑為重慶智翔鋪道技術工程有限公司生產，型號為AR-68，通過檢測，與集料的粘附性達到5級。

3.2 混合料設計的控制

3.2.1 級配的控制

在混合料設計中，應注意避開級配范圍內的水害危險區，選用滿足密水、均勻、抗滑和高穩定性要求的混合料級配。福州繞城高速公路根據原材料篩分結果，為了減少離析，根據混合料級配控制原理選用了（9.5～16）mm，（4.75～9.5）mm，（2.36～4.75）mm，（0～2.36）mm四種規格的集料，調出1號、2號、3號三種級配，按經驗取5.0%初試瀝青用量對三種級配進行馬歇爾試驗。根據馬歇爾試驗結果進行參數分析，選定2號級配為設計級配，其級配滿足規范要求，AC-16C層級配如表1。

表1

3.2.2 瀝青用量及相應的設計空隙率控制

為了防止路面透水，應正確選定瀝青用量及相應的設計空隙率，使路面殘留空隙率不超過透水臨界值。一般認為，瀝青混合料的設計空隙率控制3～5%的范圍內是適宜的，對重載交通是4～6%。結合福州繞城高速公路設計交通量大、軸載重等客觀條件，抗滑磨耗層空隙率的技術要求為了3～6%。根據馬歇爾試驗結果，確定最佳瀝青用量為5.1%，其空隙率為4.4%。在確定了生產配合比后，選擇K25+718.9～K25+815.2（右幅）作為試驗室段的鋪筑。通過試驗段的現場的檢測，其壓實度99.2%，空隙率4.8%，滲水系數97mL/min滿足規范的要求。

3.3 保證瀝青混合料拌和均勻，盡量減少離析和壓實不均勻的影響

瀝青混合料拌和不均勻就不能充分發揮瀝青的膠結作用，導致水穩性降低。為確保混合料拌和均勻可以通過試拌以確定合適的拌和時間。一般拌和時間為45min左右。瀝青混合料的離析和路面在局部壓實度的不均勻是造成路面局部水損害的根源所在。減輕瀝青混合料的離析，可從以下幾個方面著手：

（1）加強集料的生產管理，仔細清除覆蓋層，盡量使用合格的變異性小的清潔均質集料，繞城高速公路在集料的質量控制方面在上文中已闡述。

（2）嚴格控制拌和廠的加熱溫度和混合料的出廠溫度，以確保混合料的攤鋪溫度。在施工過程中拌和樓應嚴格按照配合比生產，并嚴格控制每盤的生產周期不宜少于60s（其中干拌時間不少于10s），瀝青加熱溫度165℃，集料加熱溫度185℃，拌和溫度控制在175℃左右，高于195℃為廢棄溫度，避免溫度太低或過高，確保混合料性能穩定。

（3）不得在低于最低氣溫和施工遇雨時施工。尤其是瀝青表面層應盡量安排在氣溫最高的一個月內施工，同時應安排在白天氣溫高的時間段施工。福州繞城高速上面層的施工集中在7、8、9三個月，正好是高溫氣候。

（4）碾壓過程應嚴格按《技術規范》要求施工。碾壓過程遵循少量噴水，保持高溫，梯形迭進原則，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大，壓實度不足，造成路面滲水。

3.4 設計完善的排水系統

在公路路面設計時，應進一步完善路面排水設計，減少路面積水。福州繞城高速公路在路面結構層中設置防水層、路表設置上封層、面層內部設置下封層，在中央分隔帶處設置縱橫向排水滲溝。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，以減少其對路面水損害。

4 結語

水損害是瀝青混凝土路面常見的病害，其形成的原因有很多，不僅與材料和設計有關，而且和施工路面的施工質量關系非常大。為了減少瀝青路面的水損害的發生，避免嚴重的水損害產生，應該做到合理設計，優選材料，規范施工，減少混合料的離析，保證鋪筑路面的均勻密實，從而延長瀝青路面的使用壽命。

［1］中華人民共和國行業標準.公路瀝青路面施工技術規范（JTGF40-2004）.北京：人民交通出版社，2004.

［2］梁錫三.瀝青混合料設計及質量控制原理.北京：人民交通出版社，2008.

［3］沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現象及預防.北京：人民交通出版社，2008.

U418.6

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2095-2066（2016）29-0201-02

2016-9-27