瀝青路面水損害防治措施

叢軍威

摘要：隨著國民經濟的迅猛發展，公路交通量日漸增多，各種車輛層出不窮，加之氣候及其它因素的影響，各種不同類型的公路路面病害也屢見不鮮。而一些高等級公路的某些路段出現了泛油現象，開始時顏色較淺，并拌有輕微沉陷。隨著時間的推移，特別是長期下雨后，路面的顏色愈來愈黑，并出現輪跡處路面向兩邊推擠而隆起，輪跡處繼續沉陷，再發展，靠近輪跡的隆起部分破損，很快就出現松散、坑洞。松散的集料表面光溜溜的，瀝青膜已剝落貽盡。這些都是典型水損害現象。本文主要分析了水損害的防治措施，并簡述了多孔混凝土排水基層在防治水損害方面的應用。

關鍵詞：瀝青路面;水損害;多孔混凝土;排水基層

瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、振動小、噪音低、施工期短、養護維修方便等特點，目前我國高等級公路以瀝青混凝土路面為主。然而近幾年來，相當一部分高等級公路的瀝青路面在遠未達到設計年限時就發生不同程度的早期破壞，有的瀝青路面甚至只使用了2～3年。究其原因有二，一是超載、超限車輛的大幅度增加;二是對于瀝青路面，經過長期的實踐，半剛性基層已成為主要的基層形式，但是常用的半剛性基層材料（如水泥穩定粒料、二灰穩定粒料）排水能力差，無法排除由各種途徑滲入其中的水分，水分滯留在半剛性基層頂面，在高速行使車輛作用下，產生動水壓力沖刷基層混合料表層的細料形成漿體，水分長時間的浸泡和沖刷導致基層強度和剛度顯著降低，瀝青路面不可避免地遭受水損壞作用，最終導致瀝青路面破壞。

1改善路面結構

改善路面結構的質量和結構強度來減小水損破壞。改善路面結構的質量主要是提高瀝青與礦料的粘結力要求，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。為減輕剝落現象，改善瀝青混凝上的水穩定性和耐久性，需要增加瀝青與礦料的粘結力。改善路面結構主要是提高壓實標準，增加現場孔隙率指標。路面水損害與壓實度不足有著密切的聯系。配合比設計時孔隙率為4%的同一種瀝青混凝上，在不同壓實度下的現場孔隙率有明顯的差異。在壓實度98%和97%時，現場孔隙率約為6%和7%。在這種情況下，面層的透水性就會大大減少。

2 采用防滲水能力較好的密級配面層

研究表明，瀝青混合料的透水性隨著孔隙率的增加而增大，而且存在一個臨界值8%。當混合料的孔隙率大于8%后，其透水性將隨孔隙率的增加急劇增大。這意味著較大孔隙率的瀝青混合料面臨著更為嚴重的水損壞。一般認為，當瀝青面層的孔隙率小于4～5%時，混合料的孔隙相互不聯通，難以透水;而混合料的孔隙率大于15%時，混合料內的孔隙相互聯通，水可以自由地在瀝青層內流動。Terrel.R.L認為瀝青面層的孔隙率介于5%～15%的范圍內，最容易因剝落而導致水損害。

3 設置抗沖刷能力強的基層

隨著交通量的日益繁重和交通荷載的逐年增加，沖刷和唧泥變得非常嚴重。為解決這一難題，于是采用堅固密實抗沖刷能力強的基層。例如，密級配二灰碎石基層，水泥或者石灰處治基層。但這些基層都是密實的低透水性材料，阻礙了路面滲入水的迅速排除。水一旦進入路面結構，反而更容易受水侵蝕而發生沖刷和唧泥現象。

4 路面排水設施

排除進入道路結構內部的水，最有效的措施是設置路面排水設施，主要包括路面表面排水，路面內部排水，或者設置排水瀝青面層。

4.1表面排水

表面排水一直以來都是路面必需的排水方式，雖然能迅速將水排走，但當降水歷時較長時，路表面不可避免地長時間處于積水狀態，水總會沿路面接縫或裂縫以及面層空隙等滲入路面結構內，尤其是在車輛荷載作用下會滲入的更快。

4.2排水瀝青面層

排水瀝青面層在國外應用較多，這種面層是用大空隙率的多孔性瀝青混合料鋪筑而成，能迅速排走路表雨水且具有防滑、抗車轍和消音等功效。目前這種結構形式在我國的適用性尚需進行研究論證。

4.3路面內部系統

無論是從防止水進入路面結構或是提高基層的抗沖刷能力，采取防水的措施在一定程度上可以減緩水損壞的出現，但在公路使用過程中，水泥混凝土路面會出現翹曲和撓曲及填縫料損失現象，瀝青路面會產生反射裂縫等。這些現象本身對路面不會造成大的危害，但由于水的浸入，加之車輛荷載的反復作用，將會加劇其發展，大大縮短路面的使用壽命。實踐表明，在路面的使用期限內，將水徹底排除在路面結構外幾乎是不可能的，有效防治或減輕路面水損壞應從路面內部排水入手，即設置路面結構內部排水系統。路面結構內部排水系統包括路面邊緣排水系統和排水基層的內部排水設施。其中排水基層是路面內部排水系統的主要形式。依據國外經驗，排水性基層可以由多孔隙水泥穩定碎石材料、瀝青穩定碎石材料和級配碎石材料組成。

采用多孔隙穩定類碎石材料鋪筑道路排水基層，可使滲入路面結構內的水分能夠通過豎向滲流進入排水層，然后經橫向滲流進入各種排水設施而被引出至路面結構之外，這種路面內部排水系統有利于改善路面的使用性能并提高道路的使用壽命。多孔混凝土亦稱為大孔混凝土或多孔貧混凝土等，作為一種新型的排水基層材料，是介于水泥穩定碎石和普通混凝土之間的一種貧混凝土。由于具有更開的級配，并較之水泥穩定碎石的水泥用量有所增大，多孔混凝土的排水性能和強度都比水泥穩定碎石有很大提高。

5 結語

排水基層一般可分為兩類：一類是未經處治的開級配碎石集料排水基層，另一類是水泥或瀝青處治碎石集料排水基層。未經處治的碎石集料在施工過程中容易出現較大的變異性，在施工攤鋪時易出現離析，并且碾壓時不易壓實穩定，在施工機械行駛下易出現推移變形。在路面施工完成后由于荷載的長時間作業，容易產生變形，使得面層形成不均勻支撐，從而使路面結構破壞。因而一般情況下是不采用級配碎石作為排水基層。瀝青處治碎石材料在國外已經得到較為廣泛的使用。考慮到我國目前國產瀝青依舊供不應求，瀝青材料價格仍然非常昂貴，和水泥穩定碎石相比需要更高的工程造價。并且我國是水泥生產大國，水泥年產量居世界首位，價格便宜，資源豐富，因此多孔混凝土排水基層有著廣闊的應用前景。而在多孔混凝土排水基層的研究上，國內的相關資料較少，成果也不明顯，因而未來對多孔混凝土排水基層進行研究是很有必要的。

參考文獻：

[1]劉朝暉，李宇峙. 透水性瀝青路面研究綜述[J]. 交通科技，1995，9（2）：1-11.

[2]沈金安. 開級配多空隙排水型瀝青路面[J]. 國外公路，1994，14（6）.

（作者單位：威海市文登區交通運輸局）