沥青路面水损害及其防治措施

沥青路面水损害及其防治措施

摘要：当前我国公路建设发展速度迅速，极大提高国内公路运输能力。但是随着车辆超载和公路本身存在的缺陷，沥青路面存在很多破坏，但是究其原因，主要是由于水的作用导致路面产生松散、掉粒、网裂等损害。本文分析了沥青路面水损害的原因，并提出了相应的防治措施，从而保证公路质量和使用寿命。

关键词：沥青路面水损害影响因素防治措施

前言

随着我国经济的快速发展，道路建设发展日新月异。但是由于我国道路运价结构的不合理和高等级道路的管理体系不完善，以及道路设计、施工工艺等多方面因素，车辆超载和渠化交通日益严重，沥青路面耐久性和路面结构的早期破坏问题也日益突出。调查表明，许多高速公路通车一至两年以后，甚至不到一年，其沥青面层就产生了大量麻面、松散、掉粒、卿浆、坑洞、网裂等破坏现象，结构内部剥蚀程度相当严重。这一切都严重削弱了沥青路面的使用性能，大大缩短了其使用寿命，阻碍了沥青路面结构及其应用技术的进一步推广。

研究表明，沥青路面的早期破坏70%-80%与路面的水稳性有关，即是由水损坏引起的。由于其直接影响路面平整度，降低了路面使用性能和服务质量。因此，水损坏已成为我国沥青路面最严重的破坏形式之一。无论是在湿热的南方，还是寒冷的东北，即使在干旱的西北，在通车后不久，都不同程度出现水损害问题。因此研究如何防止和解决沥青路面水损害问题具有深远的社会影响和重大的经济意义。

1 沥青路面水损害

沥青路面水损害，是指沥青路面在有孔隙水的工作条件下，由于交通动荷载和温湿胀缩的反复作用，进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的循环作用，致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面，造成沥青膜从集料表面剥落、沥青混合料内部逐渐丧失粘结力、路面结构使用性能下降，并伴随麻面、松散、掉粒、坑洞或唧浆、网裂、辙槽等病害发生，同时诱发其他路面病害的损坏现象。

2 沥青路面水损害的主要类型

（1）水损害破坏发生在雨季，也可能是黄梅季节，也可能是冰雪融化的季节，有时一场大雨就导致路面大面积严重破坏。

（2）行车道破坏严重，超车道一般没有破坏，显然破坏与荷载有关，尤其与重车、超载交通有关。

（3）路面破坏之初一般都先有小块网裂、冒白泡，然后松散成坑槽。

（4）发生水损害破坏严重的地方一般是透水较严重且排水又不畅的部位，如挖开可见下面有积水或浮浆；一般不会全路同时破坏，显然与沥青混合料不均匀或离析有关；有些不均匀严重的路段可能是泛油与水损害同时发生。

3 沥青路面水损害形成原因及机理分析

沥青路面的强度来自沥青本身的粘结力，集料之间的嵌锁作用、内摩擦力以及沥青与集料的粘附作用，粘附作用是保证前两个因素发挥强度作用的条件。沥青路面水损害，一般认为与两种作用过程有关，一是粘附性不足：由于集料对水分的吸引力比沥青大，水分可进入沥青与集料之间，沥青与集料表面的接触角减小，粘结力降低，从而导致沥青薄膜剥落，使集料裸露而破坏。二是沥青与集料的粘聚力减弱：由于水分浸入路面，使沥青变软，粘度降低，导致沥青路面的整体强度减小。这两种作用过程往往是同时存在又相互影响。

从设计、施工、养护等几个角度分析，发生沥青路面水损害的原因可以归结为沥青混合料空隙率过大、路面渗水、排水设施不完善、压实度不足、沥青混合料抗水损害能力不足和厚度偏薄等。

4 沥青路面水损害防治措施

4.1 原材料

（1）选择与沥青粘附性好的集料，比如玄武岩；石屑的质量必须符合新修订的规范要求，减小含泥量，积极使用机制砂；矿粉必须是石灰岩矿粉，不使用酸性石料的石屑。

（2）采用酸值较小的沥青，采用改性沥青，加强与集料的粘结；采用针人度较小的沥青。

（3）掺加消石灰或具有长期有效的抗剥落剂。

4.2 配合比设计

（1）严格控制设计空隙率。

（2）确保水稳定性检验指标合格。

4.3 加强路面施工质置的管理

（1）采取措施，加强路面基层质量，减少基层开裂，并对裂缝封闭处理，减少因此而引起的沥青面层反射裂缝，对面层反射裂缝必须封闭处理，防止水进入面层结构。

（2）控制沥青混合料施工各环节的温度，满足运输、摊铺、碾压的要求，保证面层密实、平整、不离析且满足横向排水要求。

（3）为避免由于骨料被压碎而产生的不利影响，双钢轮再碾压过程中应严格按照要求进行，既要保证骨料不被压碎，又要保证压实度。

4.4 沥青路面的结构形式设计

（1）在基层与面层之间设置过渡层

在半刚性基层沥青路面的沥青层下设置级配碎石过渡层或者铺设稀浆封层可以有效地改善沥青路面的水损害。过渡层有两个作用：首先是排水，经过沥青层的水分在达到半刚性基层前先进入级配碎石层，它可以横向排走，不会损伤半刚性基层表面，产生浮浆；其次是隔断半刚性基层收缩开裂引起反射裂缝。

（2）采用合理的公称最大集料粒径与沥青面层压实厚度相匹配。

（3）适当调整半刚性基层的矿料级配和对设计强度的要求。

半刚性基层过分致密、强度过大、刚度过大，是造成沥青路面水损害的重要原因。适当调整无机结合料稳定集料的矿料级配，使其粗集料的比例进一步增加，适当减少水泥、石灰、粉煤灰剂量，降低其强度和刚度是必要的。按目前认识，以控制水泥稳定碎石的7d抗压强度在3Mpa～4Mpa为好，即下限不低于3Mpa，上限不高于4Mpa。

4.5 加强预防性养护

（1）采用热拌沥青混合料或冷补材料及时补坑。由于修补坑槽使用的混合料量少，可常备一些冷补材料。

（2）采用专门的施工机械进行扩缝、清缝、补缝、灌缝作业。

（3）对渗水严重的路段立即采用微表处全面封水或喷涂表面复苏剂。

5 结论

在高速公路沥青路面早期损坏的各种现象中，沥青路面的早期水损坏是最主要的一种类型。因此，研究如何防止和解决沥青路面的早期水损害问题具有深远的社会影响和重大的经济意义。虽然目前来说对于实体工程的排水处治取得了较好的效果，但仍需要在理论、设计、施工、养护和测试等方面进行更加深入细致的研究。

参考文献：