淺談半剛性瀝青路面水破壞的原因及防治措施

陳申江

摘 要：在通常條件下水破壞是瀝青路面破壞最主要的因素之一。因此，要消滅半剛性路面早期水破壞這一質量通病，需要設計、施工和養護管理各方主體各負其責，任何一個環節松懈都可能給路面的質量留下隱患。

關鍵詞：半剛性路面，水破壞，原因分析，防治措施

在通常條件下水破壞是瀝青路面破壞最主要的因素之一。高等級公路瀝青路面的破壞水主要來自地表水。地表水通過瀝青面層空隙或縫隙，或者由中央分隔帶等各種途徑進入到路面結構內，若不能及時予以排除，就會浸濕各結構層材料甚至路基上，使其強度下降，變形增加，承載力降低，使用壽命縮短。更為嚴重是，進入路面結構層之間的空隙水分，在行車荷載的作用下，會成為高動力的水流，沖刷層面材料并產生唧漿現象，使瀝青面層出現剝落、松散等病害，從而使整個路面結構的使用性能迅速下降并破壞。因此，如何有效防治路表大氣降水向瀝青路面內浸滲，及時排除有可能滲入的水分，已成為高等級瀝青路面設計、施工和養護工作共同的至關重要的課題。

1水破壞的表現形式以及內因、外因

1.1表面層產生坑洞

由于表面層半開級配瀝青混凝土的空隙率較大以及由于密實式瀝青混凝土的壓實度不夠和不均勻性大，使局部小面積的實際空氣率較大，降水過程中，雨水下滲的速度變慢并滯留在表面層瀝青混凝土的空隙中。在高速行車的作用下，每次產生的動水壓力使瀝青從碎石表面剝落出來并導致路面破壞。

1.2表面層和中面層同時產生坑洞以及局部表面產生網裂和形變

當表面層和中面層都是空氣率較大的半開級配瀝青混凝土，而底面層為空氣率較小的密實瀝青混凝土時，降水過程中，自由水較易滲入并滯留在表面層和中面層內。當表面層是半開級配、中面層為密實式瀝青混凝土時，降水過程中，自由水透入表面層后有較長時間從中面層的薄弱處透入中面層，并滯留在表面層和中面層內。大量快速行車使此兩層內瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青剝落，導致表面產生網裂、形變（下陷）和向外側推擠，或產生坑洞。

1.3唧漿、網裂、坑洞

水透過瀝青面層滯留在半剛性基層頂面，在大量高速行車作用下，自由水產生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細料，形成灰白色漿，灰漿又被行車壓唧到路表面，在灰漿數量大的情況下，可能立即產生坑洞。數量小的情況下，可使路面網裂或變形。

1.4車轍

自由水侵入瀝青面層后，使瀝青與碎石的黏結力減弱。在行車荷載作用下，滯留在面層下部的水使礦料，特別是粗粒碎石表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落，使瀝青混凝土的強度逐漸損失，直至完全松散。在行車輪跡不但產生壓縮變形，更嚴重的是產生剪切形變，輪下松散的瀝青混凝土向兩側擠出，使輪跡帶下陷，同時向兩側鼓起，形成嚴重轍槽。

總之，產生水破壞的內因一是Ⅱ型瀝青混凝土的空氣率較大；二是施工規范要求的壓實度太小，以及規范測定試件體積的方法有嚴重缺陷，使瀝青混凝土現場實際空隙率過大；三是瀝青混凝土的不均勻性大，使現場局部空隙率更大；四是瀝青與碎石的黏結力不足；五是我國路面設計方法習慣上不考慮路面結構排水和不設置有效防水層。瀝青路面產生水破換的外因是降水量、交通量和交通組成，以及行車速度，通常降水量大的多雨潮濕地區，水破壞現象較降水量小的半干旱和干旱地區嚴重；交通量大和載重車輛多的高速公路較交通量小和載重車輛少的高速公路更嚴重。

2減少瀝青路面水破壞的措施

2.1瀝青面層的各層都用空隙率不大于4%的密實瀝青混凝土。

不管瀝青面層是一層、二層還是三層，各層都應該采用密實式瀝青混凝土，但專門設計的排水層不包括在內。抗滑表層也應該是空隙率不大于4%的密實式瀝青混凝土。用密實式瀝青混凝土來顯著減少表面水透入面層結構。

在具體選擇礦料級配時，除考慮不透水性外，還要考慮混合料的高溫抗永久形變能力，對表面層混合料則還要考慮抗滑性和增強抗裂縫能力。

2.2提高瀝青與礦料的黏結力要求

一旦水進入瀝青混合料中，在快速重載車輛作用下容易產生瀝青剝落現象。為減輕瀝青剝落現象，改善瀝青混凝土的水穩定性和耐久性，需增強瀝青與礦料的黏結力。筆者建議：對于用做中面層和底面層的瀝青混凝土，要求瀝青與礦料的黏結力不小于4級；對于用做表面層的瀝青混凝土，要求瀝青與礦料的黏結力不小于5級。

2.3提高壓實標準，增加現場空氣率指標

瀝青混凝土的壓實度對瀝青混凝土的物理—力學性質有著至關重要的影響。配合比設計時空隙率為4%的同一種瀝青混凝土，在不同壓實度下的現場空隙率有明顯差別。在壓實度為96%時，現場空氣率將接近8%，在壓實度為98%時，現場空氣率將接近6%，前者的滲透系數將明顯大于后者。為了盡可能提高瀝青混凝土面層的不透水性，筆者建議，表面層的壓實度不小于98%，中面層和底面層不小于97%；現場空隙率標準為表面層不大于6%，中面層或底面層不大于7%

2.4路面結構中設排水層或防水層

試驗證明，一旦水進入路面結構層后，最好的辦法是在面層底部設置多孔隙瀝青混合料排水層，使水盡快排出路外，排水層宜直接鋪到邊坡面，必要時在處于土路肩內的排水層頂面用土工布保護，防止土顆粒滲入排水層內部。

防水層的目的：防止進入瀝青表面的水繼續下滲到面層的下層及到達并滯留在基層頂面，避免其導致沖刷、唧漿和路面坑洞等水破壞。

建議將防水層設在表面層下面，可防止水滲入下層造成水破壞，也可防止表面層不均勻性大時，水往下滲透或動力水被壓穿透表面層到下部面層中。由于此層既起防水作用，又使表面層與中面層牢固黏結在一起，所以起名為黏結防水層，幾年來，黏結防水層在多條高速公路上應用，既有用SBS改性瀝青、SBR改性瀝青，也有用廢輪胎粉改性瀝青。同時在基層頂面用熱噴重交瀝青和單一尺寸碎石做黏結層。

2.5合理設置中央分隔帶和路肩的防、排水設施

在中央分隔帶或路肩范圍內鋪設不透水或低透水性的防滲層，以達到防水阻滲、保護路面結構的目的。防滲層的設置，應與中央分隔帶或路肩排水結合起來，統一考慮。防滲層可以采用表層鋪面型式，也可采用下臥埋置的下封式或側封式，還可采用它們的組合型式。防滲層可選用瀝青處治混合料或土工合成材料，水泥混凝土，漿砌混凝土預制塊或石材等。需要引起注意的是，設置的防滲層或鑲邊路緣石與瀝青路面邊緣相接時，接縫應填充密實，銜接緊密，以防雨水侵滲進入路面結構內部。

路表水通過路面橫破向下側的中央分隔帶或路肩排流，再由中央分隔帶或路肩排水設施予以排除。

2.6及時修復瀝青路面局部破損，有效處治各種病害

瀝青路面在使用過程中，會出現裂縫、麻面、松散、坑槽、泛油、油包、擁抱、脫皮、啃邊等破損病害。若不及時有效地處治修復，將導致病害加重迅速擴散，并引發路面滲水破壞，從而形成惡性循環，加速瀝青路面破壞。

針對路面使用過程中出現的不同類型的破損病害，應認真調查研究，分析病害形成的原因與后果，采取行之有效的技術措施，及時處治修復，以保持路面的完好狀態。

3結語

綜上所述，半剛性瀝青路面早期水破壞，不僅與設計、施工等路面形成前的環節有關，而且與路面形成后的使用、養護和管理聯系緊密。因此，要消滅半剛性路面早期水破壞這一質量通病，需要設計、施工和養護管理各方主體各負其責，任何一個環節松懈都可能給路面的質量留下隱患。