瀝青路面滲水現象產生的原因及防治措施

范 婷

(山西遠方路橋(集團)有限責任公司,山西 大同 037006)

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瀝青路面滲水現象產生的原因及防治措施

范 婷

(山西遠方路橋(集團)有限責任公司,山西 大同 037006)

結合工程實踐經驗，分析了瀝青路面滲水產生的原因及其危害性，并從面層結構選擇、粗細集料選用、混合料合成級配、拌合碾壓溫度、施工工藝及路面防排水系統等方面，提出了綜合防治措施，以提高瀝青路面的使用壽命。

瀝青路面，滲水現象，防排水系統，原材料

1 概述

近年來，隨著我國基礎設施建設步伐的進一步加快，我國公路通車里程也大幅增加。據交通部統計，截止到2010年年底，我國公路通車里程已達398.4萬km，其中高速公路通車里程已達7.4萬km。在高等級公路中，瀝青混凝土路面由于其造價低廉、修補方便和行車舒適性好等諸多優點而被廣泛采用。正當全國各地的公路建設拉開如火如荼的建設高潮，一個不容忽視的質量隱患呈現在每一位建設者的面前。在已建成通車的多條高速公路路面出現局部或大面積的網裂、坑洞、唧泥等現象。筆者通過近兩年來對多條高速公路的質量跟蹤調查，發現出現上述現象的主要原因是:瀝青路面滲水系數過大。

水是公路工程質量的第一克星，防水與排水是考驗公路耐久性的最關鍵指標，路基含水量過大會導致土體強度指標嚴重下降，這一點在土壤剪切試驗中可以得到證明，而路面結構中的自由水在泵吸及反復凍融的共同作用下會導致掉粒、松散、網裂、坑洞、唧泥等病害，有些路面由于連接層遭到水的破壞，甚至會出現大面積推移現象，而瀝青路面的主要作用就是防水，從各等級公路路面結構的設計來看，即使表面層為開級配排水式瀝青混合料(OGFC),其下部也必須有一層密級配瀝青混合料作為隔水之用，從另一個角度講，密級配瀝青混合料的滲水指標與其壓實度及空隙率可建立良好的對應關系，事實上，密級配瀝青混合料路面的滲水系數也應作為現場檢驗的關鍵指標。

既然水是破壞瀝青路面路用性能的主要元兇，那么我們在工程實踐中就要封堵水源，使水不易或根本不能進入路面當中。在工程建設中，我們應該如何做，筆者通過多年的施工實踐經驗并結合近年來國內外一些先進的施工防治措施，總結出如下防治措施。

2 瀝青路面滲水的防治措施

2.1 完善的路面防排水系統

為防止地下水的滲入，在基層鋪筑完成后，待基層表面干燥后，清掃干表面的浮塵即灑透層油，然后加鋪下封層。下封層鋪好后測其滲水系數要小于10 mL/min或不滲水。待鋪筑完上面層后再筑攔水帶等排水設施將路面表面積水盡快排入排水溝流出，以防大面積的積水滲入路面結構層而破壞路面。對于中央分隔帶未進行硬化封閉的道路，應設置中央盲溝排水，潮濕地區的超高地段還應設置中央分隔帶集水槽和集水井，并在豎曲線低點設置埋置于路基內部的橫向出水口。

2.2 原材料的選用

1)集料與填料的選用。集料的吸水率和填料的親水系數可以反映出礦物材料的親水性，吸水率及親水系數越高表明水分更易滲透至混合料內部并長期貯留，所以瀝青面層所用的粗、細集料及填料的各項檢測指標均應滿足JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術規范的要求。有些指標在不提高工程總體造價和當地材質條件能夠滿足的條件下，制定嚴于規范的標準。例如：對于粗集料的表觀密度，規范要求：表面層不小于2.60，其他層次不小于2.50(因為如果小于該值，集料就會有更多的開口或閉口孔隙，水分就容易從其滲入)，對于粗集料的吸水率，規范要求：表面層不大于2.0，其他層次不大于3.0。而對于大部分的集料來說都能滿足該要求甚至優于它很多，所以筆者建議將表觀密度要求為：表面層不小于2.70，其他層次不小于2.60，將吸水率要求為：表面層不大于1.0，其他層次不大于2.0；對于細集料的表觀密度、含泥量(<0.075 mm的含量)、砂當量規范要求分別為：不小于2.50、不大于3.0%、不小于60%，筆者建議對于細集料的表觀密度、含泥量(<0.075 mm的含量)、砂當量要求分別為：不小于2.60、不大于1.5%、不小于70%；對于礦粉等填料要嚴格控制其細度必須滿足規范要求。另外，還必須考慮集料與瀝青的粘附性等級，一方面可以通過瀝青改性的途徑來實現這一指標，另一方面還可以改變集料表面的極性來減弱親水性，增強親油性，例如用消石灰或水泥漿對粗集料進行預浸；對于細集料而言，應選擇質量穩定的石灰巖機制砂，盡量少摻配天然砂，但如果一種細集料無法滿足摻配要求時，首先應保證級配曲線的合理性；填料必須選擇親水系數小于1的礦物材料，而且數值越小，混合料抗剝落性能就越強。

2)瀝青的選擇。在高等級瀝青路面中，瀝青作為一種有機的膠結材料，它的種類與等級的選擇尤為重要。有條件的施工單位應盡量繪制本區域不同標號瀝青的溫度—粘度曲線，并在工地試驗室配置布氏粘度計，以方便確定各類瀝青的拌合、攤鋪、碾壓溫度，如果工作時的材料溫度低于了規范推薦粘度所對應的溫度，那么瀝青在混合料內的活動就會受到影響，瀝青混合料的空隙率就會變大，試驗證明，當現場混合料空隙率大于7%時，路面會出現大面積滲水。對于施工現場而言，粘—溫曲線是確定碾壓區域和碾壓遍數的重要參考依據。

從上面的分析中我們可以得到的結論是：粘度較小的高標號瀝青更易于壓實，但是粘度的降低同時也會造成動穩定度的下降，導致瀝青路面在使用過程中出現明顯的車轍，這一矛盾必須在配合比設計階段解決，事實上，配合比設計階段最為重要的三個指標就是：空隙率、動穩定度、滲水系數，值得關注的是:考慮到試驗室內壓實功和控制水平要高于現場，所以配合比設計階段對空隙率和滲水系數的要求都要明顯高于現場，這一點一定要區別對待。

2.3 路面結構層類型的選擇

為了使瀝青路面表面層結構更加密實，防止雨水下滲，我們通常采用密級配瀝青混合如：AC-13或SMA-13型路面結構層作為上面層，也就是細粒式密級配瀝青混合料，這里我們關鍵是控制4.75 mm，2.36 mm這兩個關鍵篩孔的通過率接近中值以及0.3 mm，0.6 mm兩級篩孔通過率不宜過大，既要保證級配曲線平滑又要保證其與最大理論密線的相對位置合理，特別注意中間集料不宜過多，以免造成“大S”級配曲線，這種級配雖動穩定度較高但難于壓實，現場殘留空隙率較大。借助Excel 2007電子表格的功能，反復調配各種集料的摻配比例，使混合料的間隙率及空隙率指標均符合《規范》要求，這樣才能兼顧高溫穩定性和抗滲性能的要求，有效阻止了水分的下滲。

2.4 配合比的設計和試驗段的鋪筑

在選定好路面結構層的類型后，我們就需進行目標配合比的設計，測定其各項性能指標，空隙率要嚴格控制在4%左右，滲水系數要求小于90 mL/min，經動穩定度及水穩定性檢驗合格后，完成目標配合比的設計。在進行生產配合比時，首先必須以目標配合比的標準級配曲線為基準，反復調配各熱料倉材料的摻配比例，使生產配合比曲線基本與目標配合比曲線接近，然后以目標配合比確定的最佳油石比為基礎，上下各浮動0.3%，再進行一次最佳油石比的選擇，完成生產配合比設計。鋪筑試驗路段目的是為了確定各道工序的溫度、碾壓工藝及松鋪系數等生產參數，同時也是對配合比設計的現場驗證。

2.5 料倉的標定及生產參數的調整

高等級公路瀝青混合料的拌合必須采用間歇式3000型或4000型全電腦控制拌合設備，在拌合前必須對各冷料倉的傳感計量系統進行準確地標定并繪制冷料倉流量標定曲線，以確保各冷料倉進料比例適配，不致出現溢料和等料現象。集料通過烘干筒加熱后通過各級振篩二次篩分后進入各熱料倉，我們對各熱料倉的集料篩分后借助Excel 2007電子表格的功能遵照上述原則進行合理的比例調整，直到滿意為止。

在拌合加熱時應特別注意：集料、瀝青的加熱一定要嚴格按照JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術規范有關規定加熱，礦粉不需加熱。尤其是瀝青，根據選用的等級加熱至所需的溫度,不能過高或過低。溫度過高，瀝青老化，瀝青與集料的粘結力降低，致使壓實后的混合料空隙增大，路面滲水增大；溫度過低，拌合不均勻，會出現花白料，壓實也不會密實。同時每盤料拌合時間應控制在45 s～60 s之間。

生產過程中，我們應根據配合比確定的標準曲線波動范圍及每日混合料馬氏試驗結果并結合現場檢驗對各項生產參數進行調整，實際上，路面施工過程中的各類病害均會造成滲水系數的異常，對于施工現場出現的各種問題一般依下述原則進行調整：

1)當現場混合料出現密集裂紋、推擁、泛油等現象時，表明級配偏細或油石比偏小；從材料的角度上講，可能是集料吸水率或填料的親水系數偏大；從現場處置的角度上講，可能是下承層清理不干凈，粘結層沒有起到作用造成的，我們應該有的放矢，有針對性的解決問題。

2)離析是瀝青混合料最為常見的病害，其產生的原因也相當復雜，主要有以下幾方面：a.拌合站拌缸系統出現故障，攪拌不均勻。b.拌合站落距太大，卸料時產生了二次離析。c.級配不合理，大直徑顆粒太多，造成了粗集料的集聚。d.溫度偏低，導致混合料流動性下降，攤鋪機二次攪拌起不到作用。e.如果混合料出現大面積滲水，首先應從混合料質量角度出發，檢查試驗室內各項指標是否在可控范圍內，如果馬氏空隙率超出規范規定的5%(上面應控制在4.5%以內),說明材料的級配或油石比存在問題，必須進行調整。反之，如果各項指標均符合要求，就必須從攤鋪和碾壓的角度查找原因。

2.6 合理的施工工藝

混合料的攤鋪、碾壓對路面滲水的影響也非常大，在攤鋪、碾壓過程中要注意以下事項：

1)嚴格按規范所要求的溫度及時進行攤鋪、碾壓。如壓實溫度過低，瀝青混合料就不能壓實，達不到所要求的壓實度，路面空隙率必然增大，滲水現象不可避免。

2)當采用兩臺或多臺攤鋪機進行縱向同時攤鋪時，每兩臺攤鋪機之間的間距不宜大于20 m～30 m，振動壓路機的碾壓速度宜控制在3 km/h～5 km/h，縱向接縫的搭接碾壓寬度為20 cm～30 cm，并對縱向接縫用大噸位輪胎壓路機進行搓揉碾壓，以防滲水。

3)振動壓路機應遵循“高頻、低幅、緊跟、慢壓”原則，振動頻率要求35 Hz～50 Hz，振幅為0.3 mm～0.8 mm。碾壓倒車時，應先停振停車，再慢速起動，以免瀝青面層產生推擁、開裂。

3 結語

我們在瀝青路面施工過程中嚴格把握以上六點關鍵點，瀝青路面的滲水現象將會大大地減少，瀝青路面的使用壽命將會大大地提高。我相信，在日臻完善的施工工藝和國家有關公路質量監檢措施的不斷加強，我國的公路建設質量定會得到進一步的改善。

[1] JTG F40—2004,公路瀝青路面施工技術規范[S].

[2] JTG D50—2006,公路瀝青路面設計規范[S].

[3] JTG/E 20—2011,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

On reasons for leakage of asphalt roadbed and prevention measures

Fan Ting

(ShanxiYuanfangRoadandBridge(Group)Co.,Ltd,Datong037006,China)

Combining with the engineering practice and experience, the paper analyzes the reasons for the roadbed leakage and its hazards, and points out the comprehensive prevention measures from the selection for surface topping structure, selection for coarse aggregate, grading of the mixture, mixed compaction temperature, construction craft and roadbed prevention and drainage system, so as to enhance the lifespan of the asphalt roadbed.

asphalt roadbed, leakage, prevention and drainage system, raw material

1009-6825(2017)11-0157-03

2017-02-08

范 婷(1986- )，女，工程師

U416.217

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