公路瀝青路面水損病害類型及修補工藝

從20世紀30年代開始，國外大批學者、研究人員對瀝青路面水損病害的形成機理、影響因素進行了大量系統的研究，但迄今為止仍未能徹底解決該問題。隨著我國科學技術的進步，國內學者也開始對瀝青水損問題展開了研究，并取得了相關的成果。本文分析了瀝青水損病害產生的內在原因，然后對幾種主要形式的水損病害原因進行了闡述并總結了病害的修補工藝。

瀝青路面水損病害機理

瀝青路面的水損病害是指瀝青路面在內部存在水分時，受到交通荷載和溫度荷載的循環作用，導致瀝青和集料離析而造成的路面損壞。破壞的原因主要是由于水分的滲入，導致瀝青與集料界面失去黏結力。因此，國內外學者對瀝青路面水損病害的研究主要從界面破壞和動水壓力兩個方面展開。

破壞瀝青與集料的黏結力

在瀝青和集料相交的界面上，由于水分的進入，從而降低了瀝青與集料的黏結力，造成了瀝青路面的水損病害。當水分通過各種途徑進入到瀝青路面內部后，首先會侵入瀝青薄膜中，導致界面上的黏結力降低，進而阻斷瀝青和集料間的黏結，使得瀝青從集料表面剝落，造成了瀝青路面的水損破壞。

裂縫易滲水

公路在修建中，都會將路面設計成中間高兩側低的路拱，或者內側高、外側低的道路超高，這些設計都是為了便于降雨等自然因素導致的路面積水能夠順利排出。但是，在運營過程中，路面往往由于溫度和汽車荷載的作用出現各種裂縫，而且瀝青混凝土路面也會出現空隙。這樣就造成了一部分水分滲入路面層之中。而且當路面下層結構或者路基的透水性較低時，進入路面中的水分將無法排出。

動水壓力加速病害發生

遺留在路面內部的水分在活荷載的循環作用下，迅速滲入瀝青薄膜中，進而使得黏結力喪失而產生水損病害。而隨著經濟的發展，對道路通行能力的要求越來越高，車輛運行速度越來越快，作用于路面的汽車荷載越來越大。由于汽車等活荷載作用在路面上，導致了瀝青路面中的自由水形成了動水。動水在壓力的作用下，加速了進入瀝青薄膜的速度，更加速了瀝青路面出現松散、坑槽、掉粒和唧漿等水損病害。

瀝青路面水損病害類型

瀝青路面水損病害的幾種主要形式有：瀝青路面面層出現松散、掉粒、剝離、麻面和坑槽等病害，瀝青路面基層出現唧漿病害，路面表面出現網裂、龜裂等現象。本文分析網裂變形、坑洞、唧漿三種主要的水損病害成因的。

網裂變形

當路面的積水通過瀝青路面的裂縫和空隙等途徑進入到瀝青路面內部，水分就滯留在路面下面層和上面層的交界面上。水分逐漸滲入瀝青薄膜內部，破壞瀝青與集料的黏結力。因此，瀝青路面的剝離都是從面層下部開始，并逐漸向面層上部擴散。當路面下面層破壞之后，上面層在車輛荷載的作用下，會產生網狀裂縫和變形等病害。

坑洞

當瀝青路面的表面層和中面層都采用空隙率較大的半開級配瀝青混凝土，而底面層采用空隙率較小的密實型瀝青混凝土時，路面由于降水或其他原因帶來的積水較容易滲入并滯留在瀝青路面的表面層和中面層內，在水分滲入瀝青路面的表面層后，會從瀝青路面的中面層薄弱處進入中面層，并滯留在表面層和中面層中。在溫度荷載和活荷載的循環作用下，加速了水分進入這兩層的瀝青薄膜中，破壞瀝青與集料界面的黏結，使瀝青從集料表面剝落。剝落后形成貫穿瀝青路面表面層和中面層的坑洞損壞。

唧漿

當路面面層發生損壞之后，路面的混合料松散剝離，導致水分進入路面基層和路基當中。在活荷載的循環作用下，只有滯留的自由水產生動水壓力，在出現裂縫的范圍內，動水不斷的沖刷和抽吸混合料，導致組成混合料的細小顆粒剝離，并沿著動水流動方向運動。當這些細小顆粒沿著瀝青混合料的空隙向上運動到路面表面時，便形成了唧漿病害。當水分進入路基后，路基在水的浸泡下降低了強度，路面在活荷載的作用下出現網狀裂縫、變形和坑洞等病害，組成路基的細小顆粒材料也會沿著瀝青路面的空隙向上運動，形成唧泥病害。

瀝青路面水損病害修補工藝

小面積水損修補工藝

當瀝青路面出現諸如松散、坑槽以及裂縫等較小面積的水損病害時，可采用灌縫、破碎坑補及熱輻射加熱等維修工藝。因為這一類的病害主要是因為水分進入路面，從上而下的引起路面表層的破壞。這一類的病害對行車影響并不大，但是在動荷載的作用下導致病害發展速度較快，需要及時維修。當瀝青路面出現嚴重坑槽、網裂沉陷和唧泥等病害時，說明路面基層內已發生了自下而上的、較嚴重的水損破壞，這就需要對路面結構進行專項的維修。此類病害在維修時，需將路面破碎，挖到病害發生的位置進行修補，一般采用傳統的破碎坑修補方法。

大面積水損修補工藝

當瀝青路面出現較大規模的水損破壞后，應對瀝青路面進行大中型維修，主要有：整體罩面、局部補強，全面補強、罩面，冷銑刨熱攤鋪，表層就地熱再生等方法。

當原路面整體的面層防水未達到預期效果，瀝青路面出現水損病害時，首先應對局部病害進行小型維修，然后對表面進行拉毛處理，在原路面的基礎上鋪筑新的路面面層；當路面基層本身存在嚴重的質量問題時，應將路面全部挖除，重新鋪筑基層和面層進行路面修復，但是這種維修方法時間長、成本高。

當瀝青路面出現較大規模的水損病害，而交通壓力又較大時，可封閉單車道，對單車道的病害層進行冷銑刨挖除，然后鋪筑新的路面結構。這種方法只能被動的對出現的病害進行維護，并不能有效的預防水損病害的出現。

當瀝青路面出現了大量的病害，而維修投入成本又有限時，可以采用表層就地熱再生修補工藝。該工藝利用相關機械設備，直接對路面進行加熱、破碎、鋪平，實現舊路面一次成型新路面的維修，可以消除路面的裂縫、松散、坑槽等病害。這種技術因為有良好的推廣前景和經濟效益，近些年來得到了快速的發展。

結語

科研人員對瀝青路面水損病害進行了大量研究，通過分析瀝青與集料的界面作用，可分析瀝青路面水損病害出現的原因。但這些努力尚未能夠徹底解決瀝青路面的水損破壞。針對該問題，又發展出了一套瀝青路面水損破壞修復工藝，通過對路面的修補，保持道路運營的舒適安全。

瀝青路面的水損防治研究仍有大量的工作需要進行，應從材料微觀的作用機理上進行深入的研究分析。在瀝青路面施工中，要有高素質的施工團隊，并嚴把材料質量、施工質量關，在施工階段才能保證路面的質量；而運營階段應加強養護和維修，保證道路運營的舒適安全。