淺析瀝青路面水損害成因及防治措施

郭紅濤 符元元

摘 要：瀝青混凝土路面是我國高等級公路路面結構的主要形式，在已建高等級公路中瀝青路面所占比重高達90%左右。在其普遍應用的同時，也面臨著嚴重的病害問題，尤其是水損壞現象。瀝青路面因其自身存有空隙，導致水分極易滲入路面結構。而瀝青混合料內集料所具備的天然親水性，致使水被瀝青膜所替代。瀝青混凝土如無粘結劑，則會產生嚴重的離析現象，進而降低荷載承受強度。在行車荷載長期作用下，瀝青路面破壞不斷加劇，最后整個路面都將被損壞，進而影響行車安全，增加交通事故率。為此，研究瀝青路面抗水損壞顯得極為關鍵。

關鍵詞：瀝青路面；水損害成因；防治措施

1 瀝青路面水損害成因分析

瀝青路面水損害嚴重影響瀝青路面路用性能和使用壽命，產生水損害的根本原因是瀝青路面結構內部的滯留水在車輛荷載的作用下產生孔隙水壓力，孔隙水壓力正負循環對瀝青混合料產生沖刷作用破壞瀝青-集料界面，使瀝青從集料表面剝落，進而導致瀝青混合料松散、強度降低。

1.1 瀝青上面層水損害

因瀝青表面層混凝土具有不均勻性，在局部瀝青混凝土空隙率較大位置往往先出現水損害現象。松散、坑槽等為其主要特征。若能及時維護，則對路面性能不會造成太大影響。一般來講，高等級公路都會選用密實型上面層，但水損害同樣也會產生。

1.2 瀝青上面層和中面層水損害同時出現

這種情況往往分為3類：1）瀝青上面層和中面層都屬于較大空隙率的半開級配瀝青混凝土，降水時在上面層和中面層內極易滲入自由水；2）上面層為較大空隙率半開級配，且中面層瀝青混凝土為密實型的情況下，如降水時間過長，上面層在滲入自由水后，經過一定時間，將由中面層薄弱位置向中面層內滲入，且會在上面層和中面層間滯留；3）上面層和中面層瀝青混凝土均為較小孔隙率密實型材料，因瀝青混凝土具有較大不均勻性，且壓實度不夠，將大大增加局部小面積瀝青混凝土的實際孔隙率，這種情況下，在上面層和中面層之間也會長期滯留自由水。

1.3 瀝青路面結構層水損害

瀝青路面結構層出現水損害是指滲入上面層的水經中面層向下面層滲入。若防水層或下封層存于下面層表面，此時將大大減少滲入水量，在下面層滯留的水將降低下面層混凝土強度，導致瀝青和骨料剝落，或出現松散現象。如無防水層或下封層，滲入下面層的水則會在半剛性基層頂面直接滯留，此時經荷載作用，自由水將產生動水壓力，并對基層進行嚴重沖刷，從而出現灰漿現，進一步可發展為坑洞、網裂、變形等病害。

2 工程概況

某公路工程總長度為135.37km，為雙向四車道，27m為路基寬度，23m為路面寬度，自通車運營以來，因交通量不斷增加，重載超載現象嚴重，導致路面破損問題較大，已經嚴重影響行車速度、舒適度。為全面提高該路段行車安全、滿足通行需求，決定對該路段進行大修施工。該路段內K1820+20～K1841+763.2段舊瀝青混凝土路面結構加鋪后，存有較為嚴重的滲水現象，原路面結構為AC-251瀝青混凝土下面層（8cm）+ AC-201改性瀝青中面層（6cm）+ AK-13改性瀝青混凝土上面層（4cm），加鋪方案為加鋪SMA-13瀝青混凝土（4cm）+改性乳化瀝青粘結層+AC-20C瀝青混凝土（6cm）+改性乳化瀝青粘層+原路面銑刨重鋪。

該方案中需銑刨加鋪行車道、超車道上面層，通過調查分析可見，右幅超車道、行車道病害不多，可直接選用就地熱再生進行處理，針對硬路肩病害處理，可直接加鋪處理，無需銑刨重鋪。因本地區具有較為豐富的降雨量，在SMA-13瀝青混凝土加鋪之后，局部路段存在冒水問題。由實地調查結果顯示，行車道連接硬路肩位置、再生車道連接銑刨加鋪車道位置為冒水集中部位。為保證工程質量，必須做好該位置滲水處理工作。

3 瀝青路面水損壞處治措施

針對冒水產生位置，為防止通車運營后出現嚴重水損壞問題，必須對其冒水原因進行分析，且采取科學有效的措施進行處治。

3.1 路面滲水原因

自冒水問題產生之后，施工單位及時通過銑刨法對部分路段硬路肩進行了處治，發現仍有層間水從路面結構層內滲入。通過調查滲水路段，可得出以下原因：

第一，據設計方案分析，在舊瀝青路面段處治方案內選用的處治方法為銑刨加鋪。針對原硬路肩并未實行銑刨加鋪。因施工時，不能保證瀝青新鋪路面結構不出現滲水問題，同時，由于沒有及時結束中央分隔帶邊緣現澆水泥混凝土施工，致使雨水浸入，路面結構層內大量水分浸入，因水具有流動性，極易順著路面結構層空隙、銑刨層底面等不斷擴散，也可能達到硬路肩連接行車道位置，由于硬路肩在長期行車荷載影響下，密實度良好，水流至該位置，無法進行擴散，進而導致水大量聚集，經日照作用，順著未完全壓實的位置水份將逐步上升，進而產生冒水問題。

第二，選用就地熱再生處治的路段，由于將適量新料加入再生車道施工混合料內，進而增加了其油石比，經碾壓施工，密實程度良好。水份橫向擴散至此部位時，由于橫向排除措施不足，極易有冒水現象產生于再生車道和銑刨加鋪車道連接位置未全面壓實區域。

第三，施工不到位，也是冒水問題產生的原因。銑刨后如無法合理確定層間粘層撒布量，無法充分碾壓施工接縫部位，如何合理控制瀝青新鋪混合料結構層孔隙率等，都會產生冒水問題。

3.2 路面滲水處治措施

在對施工進度、施工成本等因素綜合考慮的基礎上，應制定科學、合理的路面滲水處治措施。具體如下：

1）針對SMA-13瀝青混凝土加鋪路段，無論滲水部位在哪里，都可依照合成坡度或橫坡度方向開槽處治，一般可在冒水位置下側設置開槽部位，且在45cm以內控制開槽寬度，20cm以內控制其深度。要求開挖到位，滿足相關施工要求，且清理干凈底部。

2）按照由下至上的順序進行填筑施工，填筑材料以碎石、C35小石子混凝土等。填筑結構如下：10～30mm碎石盲溝（8cm）+C35小石子混凝土（7cm以上）+封層+粘層+SMA-13（5cm）。

3）選取防水土工布覆蓋盲溝底部、頂部及低側，同時選取透水土工布裹住較高一側。

4）按照現場施工情況，長大縱坡位置、凹型豎曲線底部在選用開槽處理法時，應適當加密處理。

3.3 處治效果評價

待完成滲水處治施工后，經一次強降水后，對路面處治路段進行觀察分析可見，在橫向排水通道開挖之后，之前滲水、冒水部位已不存在此類現象，且排水通道邊部可見水流出。則表明橫向排水通道可對下滲到路面層間的雨水進行有效匯集，并利用橫向排水通道向路面以外排除，進而可防止產生路面結構水損壞現象。

4 結束語

綜上所述，作為重要的交通基礎設施，公路在國民經濟發展中發揮著至關重要的作用。瀝青路面是高等級公路最常見的路面形式，通過多年探索，大大提升了瀝青路面設計、施工技術與管理水平，且獲得顯著的成績。在調查研究中發現，當前高等級公路瀝青路面使用一定年限后，往往會出現諸多早期病害問題。其中最為明顯的就是瀝青路面水損害，為此，必須找出水損害的原因，只有這樣才能保證選用的措施科學、有效，才能有效控制瀝青路面病害，延長路面使用壽命。

參考文獻

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