公路瀝青路面水損病害類型及修補工藝

楊 艷

(貴州省貴定公路管理段，貴州 貴定 551300)

1 水損壞機理

水損壞指的是路面中有水存在時，受溫度與交通荷載連續作用，使路面的瀝青與集料發生離析，導致路面產生損壞。造成破壞的主要原因為水進入到路面后將使瀝青和集料之間失去粘結力。基于此，對于水損壞的研究，可以從界面破壞與動水壓力入手進行。

在瀝青與集料之間的交界面上，如果水分進入，將對瀝青和集料之間的粘結造成很大影響，降低粘結力，使路面產生水損壞。若水分通過不同的途徑到達路面內部，則先會使瀝青薄膜被侵入，使界面失去粘結力，阻斷瀝青與集料之間正常粘結，集料逐漸開始剝落，導致路面產生水損壞現象。

公路工程施工中，一般會對路面設置一定路拱或超高，這樣做的目的是為路面排水創造良好條件，避免路面積水。然而，在公路運營時，路面在溫度與行車荷載持續作用下將產生裂縫，并且對瀝青路面而言，其空隙也相對較大，這些都會為水的進入提供通道，另外，如果路面下層結構所用材料不具良好的透水性，則進入到路面當中的水將很難排出。

殘留于路面中的水，受活性荷載持續作用，將逐漸滲入至瀝青薄膜當中，使粘結力不斷降低，引起水損壞。如今，道路實際通行量越來越大，路面受到的活荷載作用明顯增加，時路面中自由水變為動力水。這些動力水受到壓力的進一步作用將快速進入到瀝青薄膜處，加快水損壞產生速度，包括松散、坑槽與唧漿。

2 水損壞類型

2.1 網裂變形

如果路面上的積水從空隙或裂縫中進入，則會滯留于上、下面層之間的交界部位。水不斷對瀝青薄膜造成侵入，使瀝青和集料之間的粘結被破壞。可見，路面剝離一般是從路面的面層下層開始的，不斷向上部傳遞和擴散。在路面的下面層結構被破壞以后，由于上面層受到行車荷載持續作用，將產生不同程度的網裂與變形。

2.2 坑洞

如果路面上、中面層均為半開級配混合料，而下面層為密實級配混合料，則路面上產生的積水將很容易進入并長時間滯留于上、中面層當中，水進入上面層后，會在中面層上的薄弱部位到達中面層，同時長時間滯留。此時，受溫度與活荷載持續作用，水將對瀝青薄膜造成侵入，使瀝青和集料之間的粘結被破壞，導致大量集料剝落，松散的集料無法抵抗行車荷載，在車輪作用下被帶走，進而在路面上產生坑洞。

2.3 唧漿

路面被破壞后，混合料將變得松散，使水進入到基層或路基。受到行車荷載持續作用，自由水會變成動水，存在一定動水壓力，對混合料造成沖刷與抽吸，使混合料中細小顆粒被剝離，沿動水的方向發生運動。在這些細小顆粒通過混合料中的空隙到達路面后，就產生了唧漿。在水分到達路基處后，路基由于水的存在強度大幅降低，而路面由于受到活荷載而產生裂縫或坑洞，導致細小顆粒大量向上移動，產生唧漿。

3 水損壞修補

3.1 小面積修補

如果路面產生的是面積相對較小的水損壞，包括坑槽與松散，則可通過灌縫、破碎坑補來修補。由于此類病害的主要產生原因為水進入到路面中，由上至下的使路面表層被破壞。事實上，此類病害對路面正常行車造成的影響并不很大，但受動荷載持續作用將使病害不斷發展，需要得到及時有效的修補。如果路面上已經產生比較嚴重的病害，包括唧漿、坑槽與網裂，則說明路面的基層已經被毀壞，此時要對整個路面結構實施維修處理。對此類病害進行維修處理時，通常要將路面破碎，一直開挖至病害產生具體位置來修補。

3.2 大面積修補

如果路面上產生了規模相對較大的水損壞現象，則要對瀝青路面實施大中修，常用方法包括罩面、補強、就地再生。若面層防水效果沒有達到預期要求， 導致路面產生水損壞， 則要先對局部病害實施維修處理，然后對路表面進行拉毛，以原路面為基礎進行新面層的鋪筑。如果路面基層本身就有質量問題，則要將整個路面挖除，然后重新鋪筑基層與面層，使其質量滿足要求，雖然這種方法最為徹底，但需要很長的時間，且成本很高。如果路面上的水損壞面積很大，且交通壓力也很大，則可封閉單側車道，對其進行路面實施冷銑刨處理，再進行新路面的攤鋪。需要注意的是，該方法僅僅可以對現有病害進行處置，無法預防新水損壞現象的發生。如果路面上產生了很多病害，但現有維修成本比較有限，則應優先考慮就地熱再生的方法來修補。

對于就地熱再生，它是指采用專門的機械設備對原路面實施加熱與翻送，并摻加適量新瀝青或新混合料及再生劑，在相對較高的溫度條件下進行拌和、攤鋪與碾壓，以此實現對瀝青路面的資源利用和再生。這項技術主要包含三種工藝類型，即整形再生、復拌再生與加鋪再生。其中，整形再生是指先對原路面進行加熱，使其軟化，然后就地添加適量再生劑進行翻送與熨燙，在其表面攤鋪一層新的混合料，最后將其碾壓成型；復拌再生是指對舊路面進行加熱和銑刨，然后摻加適量再生劑與新的瀝青或混合料，通過拌和、攤鋪與碾壓成型，其中，新混合料實際摻加比例通常不超過30%；加鋪再生是指對舊路面進行加熱與銑刨，然后就地摻加適量新混合料與再生劑，通過拌和形成新的再生混合料，用復拌機對其進行攤鋪，最后將其碾壓成型。

就地熱再生技術主要具有以下優勢特點：實現了對路面材料的再生利用，能大幅減少材料及其運輸方面的費用；施工僅需占用一條車道，對路段交通造成的影響相對較小；能對舊路面混合料級配組成進行修正，從而修正破壞；能有效改善路面的橫坡、縱斷面及路拱；可完全利用舊料，沒有廢料產生與排放；施工可實現流水化，成型速度快，每日能完成的施工量不少于1.5 km；在施工完成后，能直接對表面層進行使用，不用設置罩面，對路面的標高不會造成太大影響；實現了對舊路級配的有效調整與優化，改善路面性能，特別是高溫性能；所需新混合料數量相對較少，由于要補充舊路面上產生的變形，所以舊路標高不會發生太大變化；實現了對再生層與下承層之間的熱粘結，整個路面結構的實際受力可保持連續，具有較強的整體性，延長實際的使用壽命。然而，這項技術也存在一些缺點，比如再生深度有限，保持在2.5～6.0 cm范圍內，而且不能去除已經無法滿足要求的混合料，混合料級配的實際調整幅度有限。

4 結束語

綜上所述，水是導致瀝青路面產生病害的主要原因，預防路面水損壞是公路建設與養護的關鍵所在，需要引起相關人員的高度重視，在明確水損壞機理與類型的基礎上，采取合理有效的工藝方法進行修補，以此使路面始終保持良好的性能狀態，延長路面結構使用壽命。