动水压力对沥青路面的损害研究
沥青混合料水损害的产生机理与防治措施
沥青混合料水损害的产生机理与防治措施摘要：我国高等级公路及市政道路多采用半刚性基层沥青路面的结构，一些高速公路在通车之后，长则2-3年，短则几个月，就出现一些比较明显的问题，其中水损害问题尤为严重。
本文论述了高速公路沥青路面水损害的产生机理及相应的预防措施，以供参考关键词：沥青路面；水损害；措施沥青混合料的水损害是沥青路面病害的主要成因。
南方多雨地区及北方少雨地区均存在由水损害导致的路面病害，从而影响沥青路面的服务水平和使用寿命。
因此，针对常见的水损害特点，研究沥青混合料水损害的产生机理，并基于水损害的成因提出合理有效的防治措施具有重要的理论及现实意义。
1 水损害的产生机制沥青与集料之间的粘附作用是影响沥青路面耐久性的主要因素，沥青与集料之间的粘附性受到破坏是沥青混合料水损害的主要成因。
沥青混合料水损害可以从微观和宏观两个角度进行分析。
其中微观角度是在分子尺度上解释了沥青和骨料中的内聚力和黏附性的失效；而宏观角度则用宏观力学理论来解释内聚力和黏附性的破坏。
1.1微观机制沥青混合料水损害的微观表现形式有以下几种：（1）沥青膜的乳化水与沥青接触后，缓慢扩散进入沥青中并进行乳化作用。
在拌合沥青混合料的过程中，集料表面的粘土粉末分散在沥青膜中，并在吸水后溶胀，从而进一步加速乳化。
（2）沥青膜的破裂集料内部受交通荷载及温度变化的影响，存在多种作用力。
且集料颗粒棱角处的沥青膜往往较为薄弱，破碎后水沿着沥青膜裂缝渗入到沥青与集料之间的相触点。
常温或高温状态下，水的润湿性远大于沥青，因此水会导致沥青和集料剥离。
同时集料中的粘土质灰尘也会加速集料的剥离过程。
（3）孔隙水压力的破坏路面水进入路面结构层的孔隙中，在车辆载荷的作用下，路面结构产生形变，导致孔隙中的水分流动受到阻塞，从而产生很大的孔隙水压力，对沥青混合料造成破坏。
同时，孔隙水压力也会引起沥青路面结构层的层间冲刷，加速沥青膜剥落，导致沥青混合料产生疲劳破坏，从而发生水损害。
浅谈沥青路面水损坏的影响因素与对策
３完善排 水 系统 。 、 ． 雨 雪水 渗入路 面 内部是难 以避免 的 ，
但是 当沥 青层 直 接铺 筑 在无 机 结合 料稳 定 集料 基层 上时 。 迅速排水 就 比较 困难 。 由于各种 原 因， 水积 存于路面结构 内 部时 ， 在养 护过 程 中 ， 般可 以考 虑 路 面边缘 排 水 ， 一 即层间 水 可 以通 过路 肩 设 置 的 纵 向排 水 盲 沟 排 出 ，盲 沟 宽度 为
水 的 进 入 是 沥 青 路 面 产 生 水 损 坏 的 本 质 原 。 起 路 面 引
水损 害的水源 ， 一般可分为 以下儿个方 面 ： １ 自然降水 。 ． 水损坏 的程度和速度 与城市道路 的降水量
大 小 有 密 切关 系 。 在 降水 量 不 大 的 情 况 下 ， 青 混 凝 土 透 水 沥
的 破 坏 须 采 取 两 种 极 端 的 养 护 方 法 ：第 一 种 是 采 用 绝 对 密
由于水对 沥青路 面造成损 坏 ， 因而把水 封住 ， 使其 不进
人 路 面， 或将 进人路 面的水及 时排走 ， 不在 路 面结构 内部滞 留， 就不会产 生水损坏 。所 以 ， 好路 面 的防排水 设施 十分 做
重 要 。 决 水 的 办 法 ， 是 封 ， 是 排 。 表 面 封 水 使 得 水 从 解 一 二 从
表 面排 走 ； 中面层 封水 ， 从 使水 从上 面层 中排走 ； 层表 面 基 封水， 防止水从 沥青 面层 下来浸 泡基 层 ； 水进 入 基层 ， 若 则
要采用 排水式基层 。当路 面出现坑槽 、 面 、 麻 松散等 现象时 ， 除对路 面进行一 般性修 补外 ，关键 是要 分析 水损 害产生 的
５动 水压力 导致的水损 坏 。 ． 沥青路 面在快速行 车或重载
探讨沥青路面水损害的防止措施
青一空气界面张力， 所以沥青可以在矿料表面铺展成薄层 当遇水时， 沥青一矿 料界 面张力 总是大 于矿料 一水 界面 张力 ， 所 以沥 青易于 剥落 。 本 理论 可解释 目 前存在 的一些现象 ， 因此 已为大 多数人接 受 。 但 在常温 下沥青 呈现固体状 态 ， 与
表面 能理 论 中液 体状 态 的假 设有较 大的出入 ， 并且 表面能理 论只考虑 了表面 张
矿料， 二氧 化硅含 量越 高 ， 酸性 越强 ， 与沥青 的粘 附性 越差 。 ２ ． 【 ． ３表面 能理 论
性质决 定 了水损害 是一 个普遍 的 问题 ， 特 别是 在潮湿 多雨地 区 。 水损 害问题 已
引起了世界各国的重视 ， 已开始从各种角度对此问题进行研究， 以减少和延缓 水对路面的损害程度。 因此加强对水损害的研究与防治， 对于提高公路建设质 量、 延长道路使 用寿命 、 减 少养护投 资等都有 重要意义 。 本 文分析 了静 水和动 水 对沥青路面的损坏机理， 并提出了沥青路面水损坏的防治措施 。 Ｉ 水 浸入 沥青 路面 内部 的途 径
建 筑与 工程
探 讨 沥 青 路 面水 损害 的 防止 措施
祝敏智
（ 德 州市 公路 工程 总 公司
郭
山东
伟
德州 ２ ５ ３ ０ ０ ０ ）
［ 摘 要】 水损坏 已成 为沥青 路 面早 期破 坏的 主要方 面之 一 。 本 文分析 了静 水和动 水 对沥青 路 面的损 坏机理 ， 并提 出 了沥青 路面 水损坏 的 防治措 施 。 ［ 关键词】 沥青 路 面 水损 害 防治 中图分类号 ： Ｕ ４ １ ６ ． ２ １ ７ 文 献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ —９ １ ４ ｘ（ ２ Ｏ ｌ ３ ） ３ ８ — ０ ｌ ３ ４ 一 Ｏ １
沥青路面水损害成因及防治措施
M AINTENANCE养护天地本栏目由高远路业集团独家协办由于具有表面平整无接缝、行车振动小、噪声低、开放交通快、养护维修方便等优点，沥青路面成为我国路面的主要结构形式。
沥青路面早期损坏的现象，如松散、坑槽、车辙等，严重影响了公路的服务水平和行车安全。
路面的早期破坏多与汽车的重载和超载有关，水损害也是造成沥青路面早期破坏的主要模式之一。
有的沥青路面在竣工通车后不久就发生了严重的水损害，严重危及路面的行驶质量和行车安全。
水损害的表现形式水损害是指水由沥青路面孔隙、裂缝进入路面内部后，在冻融、车辆轮胎动荷载产生的动水压力或真空负压抽吸的反复作用下，水分逐渐渗入沥青与矿料的界面或沥青内部，使沥青与矿料之间的黏附性降低并逐渐丧失黏结能力，沥青膜逐渐从矿料表面剥离，沥青混合料掉粒、松散，造成沥青路面结构整体性的破坏。
较为普遍的水损害现象有麻面、松散、掉粒、坑洞、唧浆、网裂、辙槽等。
松散类：路表麻面、松散、掉粒、坑洞。
沥青面层在孔隙水压力的反复作用下，使沥青膜从集料表面剥落、混合料中的集料相互之间丧失粘结力而逐渐变软直至松垮，导致麻面、松散现象。
在局部松散处，松散的集料颗粒逐渐掉粒、流失进而形成大小不一的坑洞。
裂缝类：唧浆、网裂、坑洞。
半刚性基层基顶结合料与从路表连通孔隙及裂缝处下渗的水混合，在行车荷载的反复作用下，产生的高速动水压力冲刷基顶形成灰浆并从裂缝中被挤压而出形成了唧浆现象。
随着基层结合料的逐渐流失，面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂，进而发展成坑洞。
变形类：辙槽。
在行车荷载作用下，滞留在面层内的水使集料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，沥青混合料强度不断损失直至完全松散。
行车轮迹带下不仅出现了压缩变形现象，而且产生了严重的剪切破坏现象，轮下松散的沥青混合料向两侧挤出并鼓起，在轮迹带下形成车辙。
辙槽内有时还伴随着唧浆和网裂现象。
水损害机理分析造成沥青路面水损害的因素很多，可分为外部因素和内部因素。
市政道路沥青路面水损害成因及有效防治研究
市政道路沥青路面水损害成因及有效防治研究摘要：随着社会经济的发展，市政道路沥青路面的普及范围越来越广泛，随之而来的沥青路面的水损害问题也越来越突出。
沥青路面的水损害问题已经逐步成为人们日益关注的焦点。
市政道路的水损害问题能否有效地防止以及解决直接关系到民生问题。
本文针对沥青路面的相关水损害问题进行了深入的探究，并提出了一些可实施的有效方法。
为以后市政路面的建设规划，提供了相关的预防措施以及解决措施。
关键词：市政道路；沥青路面；水损害；防治措施一、前言市政道路建设已经成为世界各地市政人员在城市建设工作中最为关心的问题之一，而沥青路面的水损害问题则是市政道路建设过程中比较突出的问题。
能够全面的认识到水对于沥青路面的破坏作用并且对症下药针对问题提出新的合理的解决措施，对于改善我国目前的市政道路问题，提高市政道路质量经成为市政道路建设中的首要任务。
二、市政道路沥青路面水损害成因近几年来，全球各国对于路面初期破坏的原因调查表明，在目前公路建设工程中，水是影响路面建设的最主要因素。
而水导致的沥青路面问题主要有以下几点原因：（一）沥青路面的选材问题导致沥青路面水损害不能避免。
在现在的道路建设过程中没有充分的关注沥青路面的选材问题，路面建设过程中颗粒大小不一样，选取的材料粗细不一，这就造成了沥青公路路面建设高低不平，凸凹起伏不断。
导致沥青路面水损害问题不可避免。
（二）荷载间接导致路面裂缝我国大多数的市政道路工程都是采用沥青混凝土进行建设，而使用这种路面最大的弊端就是：在车辆行车荷载的作用下，其使用的基层结合料极其容易因为路面渗水而导致结合料的流失、面层的开裂以及底部脱空，进而导致唧浆、网裂、坑洞等现象。
（三）水的压力导致路面松散在沥青混合料孔隙内的水压力作用下，沥青路面结构中容易出现松散、掉粒、麻面、坑洞、甚至垮松等一些不可避免的现象。
这种现象的主要原因是由于水压力的作用导致表面的沥青膜掉落，从而引起沥青混合料内部失去了最原始的粘接力。
沥青路面水损害成因分析及防治方法
沥青路面水损害成因分析及防治方法摘要：沥青路面水损害是常见的路面病害之一，因其破坏期早、性质严重而颇受关注，本文较系统地分析了沥青路面水损害的机理，剖析了其成因，从而提出了一系列防治方法和预防措施，为今后在沥青路面的设计、施工和管养提供参考和借鉴。
关键词：沥青路面；水损害；成因分析；防治方法；预防措施1、前言近年来，沥青路面以其力学性能好、行车舒适、噪音较低、施工期短、维修方便等众多优点得到广泛的使用，深圳市的市政道路也大量地采用沥青路面结构。
但由于深圳地处华南地区，高温多雨的季节时间较长，特别是雨水对沥青路面的影响较大，容易造成沥青路面的早期破坏，影响路面的正常使用。
因此，分析研究沥青路面水损害的成因，对延长沥青路面的使用寿命具有十分重要的意义。
所谓沥青路面水损害，主要是指渗透入沥青路面的自由水在温度变化和汽车荷载的反复作用下，这些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上，导致沥青膜从集料表面剥离落以及沥青混合料内部粘结力丧失而发生路面破坏的过程。
其路面的破坏形式主要表现为：①网裂、变形和坑洞。
渗入路面的雨水或路面积水长期滞留在基层顶面，浸泡和冲刷半刚性基层混合料表层的细集料，形成粉浆，在汽车荷载作用下，粉浆通过沥青面层空隙被挤压出路表，出现翻浆现象，轻可引起路面的变形或网裂，重则形成坑洞。
②坑槽、车辙、松散。
渗入路面结构层内的自由水可使沥青及集料之间的粘结力减弱，而导致沥青路面强度逐渐降低，直到集料完全松散，在车辆轮迹的作用下易产生压缩变形，甚至形成剪切变形，车轮下的沥青及集料向外侧挤出，使轮迹带下陷，同时其两侧鼓起，形成严重的坑槽。
2、沥青路面水损害的机理及成因2．1沥青路面水损害的机理2.1.1水降低沥青和集料之间的粘附力及粘结力依据极性原理，沥青可以理解为表面活性物质在非极性碳氢化合物中的溶液，沥青和各集料等经过一定级配形成混合料之后，粘附于各种石料表面形成吸附层；而水是极强性分子（含氢键），故容易依附于石料表面。
动水压力对沥青路面的损害研究
防水 工作 是地 铁 工 程 施 工 中非 常 重要 直 设 置 ７ 施 工 缝 ， 中５ 利 用 原 设 计 诱 道 其 道 的一 环 ， 为 防 水 技 术 的 应 用 在 很 大 程 度 导 缝 ， 本 车 站 施 工 缝 防 水 只 需 设 置 ２ 因 故 道 （） １ 由于地 铁 工 程 的 施 工具 有 排 水 型 以 上 会 对 地 铁 工 程 构 造 的 安 全 性 、 定 性 以 施 工 缝 ， 平 方 向 设 置 ２ 施 工 缝 ， 本 车 稳 水 道 即
及 全 封 闭 型 的 施 工 特 点 ， 以 依 据 工 程 结 及耐 久 性 等 产 生 重 要 影 响 ， 了 有 效 确 保 站 施 工 缝 防 水 共 需 设 置 ４ ， 直 施 工 缝 所 为 道 垂 构 的 特 点 和 用 途 ， 水 技 术 的 施 工 原 则 要 地 铁 工 程 在 施 工 和 运 营 过 程 中 的 工 程 质 防 水 材 料 采 用 镀 锌 钢 板 止 水 带 ， 板 厚 防 钢 遵 循 以 防 为主 、 多道 设 防 、 合治 理 以 及 防 量 ， 水 施 工 将 是 工 程 施 工 中 的 施 工 成 本 综 防 水 与 排 水 相结 合 的 原 则 。 投入 的 重 要 一 环 ， 以 在 地 铁 工 程 施 工 的 所 （ ） 了 能 有效 防 止 在 施 工 的混 凝 土 结 过 程 中 采 用 科 学 有 效 的 ， 且 经 济 划 算 的 ２为 而 构 中产 生 裂 缝 ， 高 混 凝 土 结 构 自防 水 的 防水 技 术 手 段 可 以 在 充 分保 证地 铁 工程 质 提
有 效 预 防 因受 混凝 土 收 缩 所 产 生 的 压 力 作
西安 市城 市快 速 轨 道 交 通 二 号 线 一 期 用量 规 定 为 １ ５ ／ 。 ． ｋｇ ｍ 用 ， 使 施 工 缝 分 布 疏 密不 均 的现 象 发 生 ： 工 程 铁 路 北 客 站 至 张 家 堡 段 土 建 施 工 而 第 四 、 站 与 人 行 道 以 及 风 道 接 口处 车 所 以 在 防 水技 术的 施 工 中还 应 遵 循 加 强 变 ＴＪ Ｇ－３ 同 段 （ 动 公 园 站 ） 运 动 公 园站 防 水技 术 的 施 工 。 车站 与人 行 道 、 道接 Ｓ 合 运 ， 在 风 形 缝 以 及 施 工 缝和 等 其 他 按 缝 部 位 的 防 水 起 始 桩 号 Ｙ ２＋９３０． 终 点 桩 号 口处 设 置 全断 面注 浆 管 以 及 遇 水 膨胀 止 水 Ｄ Ｋ ５， 施工 。 ＹＤＫ３ ｌ ． ， 长 １ ５ ３ 宽 ｌ ５ 埋深 条 ， 侧 墙 外 侧 的 自粘 式 防 水 卷 材 内 设 置 ＋ｌ ５ ８ 全 ８ ． ｍ， ８．ｍ， 在 （ ） 防 水 施 工 材 料 的 选 择 上 ， 要 遵 约 １ ｍ， ４在 还 ７ 主体 建 筑 面 积 ４ ０ ． ｍ２ 本车 站 防 外 贴 式 反 应 性 丁 基 橡 胶 平 板 型 塑 料 止 水 １１９ 。 循 选 择 那 些 防 水 性 能 和 耐 酸 碱 性 能 高 的 ， 水 等 级 为 一 级 。 用 外 包 防 水 及 结 构 自防 带 。 采
《2024年极端气候下沥青路面破坏机理与修复技术研究》范文
《极端气候下沥青路面破坏机理与修复技术研究》篇一一、引言随着全球气候变化的加剧，极端气候事件频发，对道路基础设施，特别是沥青路面的破坏问题日益严重。
了解沥青路面的破坏机理，并研究有效的修复技术，对于保障道路安全、延长路面使用寿命具有重要意义。
本文将探讨极端气候下沥青路面的破坏机理，并就修复技术进行深入研究。
二、沥青路面破坏机理1. 水损害在极端降雨等气候条件下，水分容易渗透到沥青路面的缝隙中，形成动水压力，导致路面结构松散、龟裂。
长期的水损害将加速路面的破坏。
2. 温度裂缝高温导致沥青软化，粘结力下降；低温则使沥青变硬变脆，易产生裂缝。
温度的极端变化将导致沥青路面的热胀冷缩，产生温度裂缝。
3. 疲劳破坏在交通荷载的长期作用下，沥青路面会出现累积的微小变形，当变形达到一定程度时，路面结构将发生疲劳破坏。
三、修复技术研究1. 材料选择与改进为提高沥青路面的耐久性，应选择耐高温、抗水损害的优质沥青材料。
同时，通过添加橡胶、塑料等高分子材料，改善沥青的粘结性和弹性，提高其抗裂性能。
2. 裂缝修复技术针对沥青路面的裂缝问题，可采用热熔补缝、压力灌缝等方法进行修复。
热熔补缝是通过加热沥青混合料填充裂缝；压力灌缝则是将特殊的高分子材料通过高压设备灌入裂缝中，以达到修复效果。
3. 预防性养护技术预防性养护技术是减少沥青路面破坏的有效途径。
如采用稀浆封层、微表处治等技术对路面进行封堵和加固，以延缓路面的老化速度。
此外，定期对路面进行清洁和涂刷防水材料，以提高其抗水损害能力。
四、研究展望未来研究应注重以下几个方面：一是进一步优化沥青材料的性能，提高其耐久性和抗裂性能；二是研究新型的修复技术，如利用纳米技术改善沥青的性能；三是加强预防性养护技术的应用研究，提高道路的维护水平。
同时，应注重跨学科交叉研究，整合材料科学、工程力学、环境科学等领域的最新研究成果，为沥青路面的修复提供更有效的技术支持。
五、结论极端气候下沥青路面的破坏是一个复杂的问题，涉及到材料性能、环境因素、交通荷载等多个方面。
沥青路面水损害成因分析与防治对策
境条件 、 排水设计不完善。实践表明， 沥青路面的水 损害 多发生在雨 季或 冻融循 环期 面层 透水 或排水 不
有 良好 的水 稳性 能 。但 在实 际操作 过程 中 ， 计 、 设 施 工、 养护管 理等各环 节仍 会 出现这样 那样 的问题 ， 沥
（ ） 分 以水 膜 和水 汽 的形 式 ， 入 沥 青 一矿 １水 进 料界 面并 逐渐 和沥青 分子 发生置 换 。由于矿料 表 面
对水 的 吸附力 比对 沥青 的 吸附力 强 ， 能 进入 沥青 水
面设计 、 施工、 养护管理等方面总结提出了水损害的
防治对策 。 １ 水损 害类型及 其形成 过 程
（） ２ 水分的进入使裹覆矿料颗粒并填充周 围间 隙的沥青软化 ， 矿料颗粒之间联结松散 ， 混合料强度 降低 。
（） ３ 在行 车 荷 载 的 反 复作 用 下 ， 生 的动 水 压 产 力进 一步加 剧 了 沥青 与 矿 料 的松 散 与剥 落 。另 外 ， 周 围环境 也对 沥青路 面 的水 损害 产生一 定影 响。 可见 ， 与 荷 载 的共 同作 用造 成 沥青 与集 料 的 水 剥离是 导致 沥青 路面水 损害 的最 主要原 因 。水损 害 有 个发 展形 成过 程 ， 多 先有 小 块 网裂 、 大 唧泥 ， 由上 而 下 的局部松 散逐 步 扩 大 ， 损 害 的显著 特 征 是 沥 水 青膜 的剥落 ， 重水 损 害发生 的层位 主要在 中面层 ， 严
不仅 中面层粗集料表面毫无沥青痕迹 ， 甚至细集料 也状如粉渣 ； 中面层剥落 的沥青会上挤表现为路面
沥青路面水损坏及其预防措施论文
沥青路面水损坏及其预防措施【摘要】水损坏已成为沥青路面早期破坏的主要方面之一。
本文分析了静水和动水对沥青路面的损坏机理，并提出了沥青路面水损坏的防治措施。
【关键词】沥青路面；水损害；防治沥青路面以其足够的力学强度、对行车荷载等各种作用的良好承受力、行车平稳、舒适、无振动和噪音小的特点，在各国的高等级公路建设中都占有很大的份额。
但在使用过程中，其所固有的一些缺点也逐步表现出来，如高温稳定性和低温抗裂性差、易老化、易出现水损害等。
水损害是指由于水的作用而引起沥青粘聚力和与矿料粘附性的下降，并进一步在水和荷载的作用下，出现剥落、坑槽、松散等破坏形式。
沥青和矿料本身性质决定了水损害是一个普遍的问题，特别是在潮湿多雨地区。
水损害问题已引起了世界各国的重视，已开始从各种角度对此问题进行研究，以减少和延缓水对路面的损害程度。
因此加强对水损害的研究与防治，对于提高公路建设质量、延长道路使用寿命、减少养护投资等都有重要意义。
本文分析了静水和动水对沥青路面的损坏机理，并提出了沥青路面水损坏的防治措施。
一、水浸入沥青路面内部的途径沥青路面尽管空隙率较小，但是绝对不透水是不可能的，尤其在使用初期，其透水性更大，现场测试结果表明，在开放交通前结构的渗水率较高，开放交通半年后其平均渗水率达20～30ml/min，室内试验结果也同样表明我国常用沥青混合料渗透系数较大，分别为：ac—16b为0.044cm/s，ac—25i为0.018cm/s，因此雨季表面水有可能透过沥青路面浸入基层和底基层中。
有专家指出路面渗入水是路面结构自由积水的主要原因。
表面水也可能从两侧路肩或路面与路肩结合处以及中央分隔带缘石（通常是预制混凝土块）与路面的结合处透入路面结构层中。
如果沥青面层产生了裂缝，表面水更会从裂缝透入路面结构层中。
在地下水位接近地表的地段，特别是路基填土不高时，地下水可通过毛细作用进入路面结构中。
沥青面层虽不是完全不透水，但却能阻碍路面结构层和土基中的水分蒸发。
季冻区城市道路沥青路面水损害的防治
在施工 中 ， 由于施工不 规 范 ， 造成 沥青 混合 料 的孔 隙 会
率过大或沥青与集料 的粘 附性差 ， 而Hale Waihona Puke 现沥青路面的水损 从害破坏。
城市道路沥青 路面水损害的成 因比较复杂 ， 归纳起来 主
要有 以下几个方 面。
２ １ 设 计 不合 理 ．
（） １ 沥青混合料孔 隙率过 大。
化、 渠道化发展没有给 予充分 的重视 与考虑 ， 在设计 中体 现 不够充分 。 （） ２ 降雨方面 的考虑不 足。 在设计 中， 城市道路 的地 面 、 地下 排水设 施 没有很好 地
的要求。②由于施工工艺水平不够， 各工序衔接不够紧密， 使压实时机控制不好 ， 使施工压实度不够或不均匀， 达不到 设计或施工规范的要求。③摊铺时集料出现离析， 造成局部
造成沥青混合料孔隙率过大的原因主要有： ①矿料级配
或沥青混合 料的施工配 合 比不能满 足沥青 混合料 的孔 隙率
（） １交通量与交通轴载方 面的考虑不足 。 城市道路沥青路面 的设 计多 根据 当地 的经验进 行结 构 组合设计及结构层厚度 的设计 ， 车辆荷 载 的大型化 、 型 对 重
是， 在大气降雨、 地下毛细水上升 、 路面结构排水不 良 沥青 及
混合料孔 隙较大等条 件下 ， 水 分进入 沥青混 合料 中 ， 使 由于 交通静 、 动荷 载和温度 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 ， 水分逐渐渗 入沥青与集 料的界面上 ， 并对 沥青起 到一定 的乳 化作 用 ， 同 时水在静水压力 、 动水 压力 、 面能 、 表 分子极 性及 物理 、 化学 反应等 的综合作用下 导致 沥青与集料界面表 面能下降 、 分子 间张力减小 ， 而使 沥青 与集料 的粘 结力下 降甚 至丧失 ， 从 沥 青混合料 的整体 强度 下降 ， 同时 由于 水 的浸 泡作 用、 的动 水 力作用及冻融循环等 因素 的影 响 ， 沥青膜逐渐从集料表 面剥 离， 导致集 料之 间丧失粘结 力 ， 而发 生沥 青膜从集 料表 面 从 脱落 ， 沥青混合料剥 落和松散 ， 继而形成 沥青 路面的坑槽 、 唧
沥青路面水损害研究分析
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沥青路 面水损害研 究分析
张景 羽
（ 黑龙江省龙 建路桥 第四工程有 限公 司， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ） 摘 要： 自从新 中国成立至今 ， 在半个世 纪的社会 发展 中我 国的公路事业取得 了突飞猛进 的发展 态势， 经历 了从无到有的发展历程 ， 截 至 目前整 个高速公路历程居 于全球第二 ， 为推动我 国现代化建设作 出了重大贡献 。在 我国的高速公路 建设 中， 其 中以沥青 混凝 土路 面 最为常见 。 但是 由于过 去施 工技术 、 施 工材料和施 工理念 的不够科学 ， 有此 引发的路 面问题也较为严重。 其 中水损 害作 为最 突出的路面病 害之一 ， 在这里我 们有 必要 对其表现形式 、 产生原 因和预 防措施进行深入研究与分析 。 关键词 ： 沥青路 面 ； 公路 ； 水损 害； 维修
近年来 ， 我 国公路发展 十分 的迅速 ， 截至去 年年底我 国的 国家 进入沥青 和矿料之 间的界 面上 ，矿料对水 的吸力 比对沥青 的吸力 公路 总里程 已经超 过了 ３ ７ ０万公里 ， 无论是公 路 的等 级 、 使 用寿命 大 ， 造成 沥青剥落 。 还是 功能上 ， 都取得 了巨大的成绩 ， 为我 国经济 和社会发展 都起 到 ２ ． ２ ． ２静水压力 了突出的推动作用 。但是随着公路事业 的陆续建 成且 投入使用 ， 由 静水压力作用沥青路 面的水损 害与软化和剥落两种过程有关 。 于路面结构病害而引发的车辆行驶隐患越来越普遍 ， 严重的影响 了 首先 ， 水能进入 沥青 中使沥青黏 附性减 小 ， 从 而导致混合料 的强度 社会经济发展 ， 甚至是威胁着人 民生命 财产安全。就当今 的路面结 减小 ； 其次 ， 水 能进入沥青膜和集料之 间， 阻断沥青和集料的相互黏 构损 害问题分析 ， 沥青路 面水 损害是最 为突出和严重 的一种 ， 因此 结 。由于集料 表面对水 的吸 附力 比对沥青 的吸附力强 ， 致使沥青与 在这里我们有必要对这一问题的出现进行分析 。 集料表面的接触面减少 ， 结果沥青从集料表面剥落 。 １ 沥青 路面水损 害概述 ２ ． ２ － ３动水压力作用 路面水损害表现形式 复杂多样 ， 但是 在相 同的气候条件下和破 行车车 轮是 挤 坏机理之下 ， 其产生 的破坏模式也存在着 一定 的相似性 。在 目前 的 压 ， 迫使空隙 中的滞留水沿隙四周挤压 、 渗流 。车轮驶离时 ， 轮后 的 水损害产生原因分析 ， 其主要 的机理包含 了剥 落理论 、 静压力 、 动压 真空抽 吸 、 路面 自身 的 回弹 ， 又会促使结构 内的滞 留水产生抽 吸和 力、 水压力等 多个 因素 ， 其 中最为 常见 的问题主要集 中在剥 落理论 回流 ， 如此动水压力的挤压 、 抽涮 ， 频繁交替作用于沥青 混合料 。 上。 在现代化社会发展 中， 沥青路 面因为其施工工期短 、 表面平整度 ３ 水 损 害 防 治 高、 维修方便 、 行 车噪音污染小 的优 势而得到 了普遍 的重视 ， 已成为 ３ ． １完善路面排水设计 路 面结构 中最常见 的形式 之一 。然而在 沥青路 面的早期损毁 工作 在早期 修建的道路工程项 目中， 因为公路排水设计不够合 理和 中， 其 中损毁现象 普遍存在 ， 如松散 、 坑槽 、 车辙 等问题最为严 重和 完善引发 的质量 问题极为突 出， 因此我们 在施 工中需要完善路面的 突出。虽然路段 的早期损坏很 大程度上都与车辆 的行车速度 、 重载 排水设施 。 在路 面结构层 中设防水层 ， 亦可在各层间设置粘油层 ， 基 有关 ，但是 它很 大程度上还是道路 的结 构整体性和材料息息相关 ， 层 顶面设置封层 ， 以利层 间粘 结和防水 ， 在中央分 隔带 处设置 防水 同时水 害作 为理 清早期破坏 中最 为主要 的形式之一 ， 从 我国的南 方 建材和纵横 向排水 渗沟 ，在土路肩处 采用等粒径碎石 填料进行 填 到北方普遍存在着这一 问题 。 就 当前公路沥青路面水损害问题进行 筑 ，在挖方路段应根据现场实际情况有针对性地进行排水设计 ， 以 分析， 它 出现的时间不一致 ， 有 的在施 工竣工阶段 、 都 出现了许多水 减少 路 面水 破 坏 。 损 害问题 ， 时间较短 的话几个月就 出现 了， 而时间较 长的话甚至会 ３ ． ２提高路面材料 的黏 附性与黏结力 出现 出产生大面积 的早期破坏 。尤其是 在我国的南方地区 ， 气温潮 对 沥青而言 ， 选择 黏性较大 、 不含 或少含对水 敏感 的组 成成分 湿、 降水量大 ， 这就使得水害尤为严重 ， 因此在这些地 区的水损 害研 的沥青 ， 或采用 聚合物改性沥青 ， 针对沥青水稳定性不足的问题 ， 可 究也最 为关注 。 掺加适宜 的抗剥离剂 ； 对集料而言 ， 就是要求表面粗糙 ， 含有较多 的 ２ 沥青路面水损害产 生原 因分析 铁钙镁 等高价 阳离子 ， 比表 面积大 ， 呈 憎水 性 ， 且 确保 表面干净 ； 在 ２ ． １常见的沥青路面水 损害性质分析 满足强度 的前提下 ， 适当放宽对集料致 密度和吸水率 的限制 ， 并通 目前 ， 国内学者 对于沥青 路面水损害的概念 已经有 了明确 的认 过酸碱性 测试 评价 ，选 择碱 性集料 ；对混合料 而言选择合 理的级 识 和定 义 ， 认 为水损害 主要 指的是有 沥青 路面的空 隙 、 裂 缝进入路 配 。 面 内部 之后 ， 受到冻融 、 车辆 轮胎 荷载压力 的影 响而产生 的水压力 ３ ． ３控制 路面孔 隙率 、 提高压实度 或者是真空负压抽吸反复作用之下 ， 水 分逐渐渗入沥青与矿料界 面 在 面层施 工过程 中 ， 常常 由于碾压 时混合料 温度 偏低 ， 碾压 不 与沥青 内部 ，使得沥青与矿料之间 的粘 附性得到 了极 大的降低 ， 从 及时 ， 施工操作不规 范或片面追求表 面平 整度等原 因 ， 压实度 不足 而失去 了丧失粘结的能力 。目前的沥青公里施工建设 中 ， 水损害 的 或者压实不均匀 ，造成沥清混凝土局部空 隙率大或水容易进入 ， 形 形式 主要 表现在三类 ， 如松 散性引起 的沥 青路面水损 害现象 ， 即路 成骨料局部松散脱落 ， 采用合理的压实工艺是保证沥青路面质量合 面 出现麻面 、 松散等 问题 。其次裂缝类 型的水损 害 ， 如路 面坑洞 、 网 格 的 一 个 重 要 因 素 。 裂、 唧浆等 ； 最后 一类是变形类 ， 如车辙等。 ４ 结 论 ２ ． ２水损 害原 因分析 高速公 路沥青路 面水损害问题是近年来研究 的热 点 ， 国内学 者 就当前 多年的工作机 理进 行分析 ， 其在 应用 的过程 中所造成的 主要从 表现形式 、 作用 机理及 防治措施研究 了水损 害问题 。水损 害 水 损害因素很多 ， 其大致上可 以分 为内部 因素和外部因素两种。外 表现形 式复杂多样 ， 但相 同气候条件下 ， 破坏模式具有相似性。 关 于 部 因素 主要 分为水 、 荷载 、 施工 方法 ； 内部 因素主要 包含了集料 的性 水损 害作用机理 的分析主要有 黏附 一剥落理论 、 静水压力和 动水压 质、 沥青的性能 、 沥青混合料 的陪和 、 路面排水系统等 。水损 害的发 力作用 ， 普遍认为黏 附 一剥落理论是水损 害的主要机理 。水损 害防 生往往都是 因为这些 因素共 同作用 下形 成的 ， 其 中最 为突出和常见 治 的研 究主要集 中在提 高路面材料 的黏 附性 和黏结力 以及防止水 的质量 问题 主要包含 了沥青石料 、 粘附性 、 孔 隙率等环节 ， 其中也与 分进入路面材料两个方面。 国内外施工技术 和管理策 略有着密切 的关系 。 在 目前的水损害原因 参考文献 中主 要 的产 生 机 理 如 下 ： 【 １ 】 韩学义， 刘 洋， 梁立新 ， 石 坚． 沥青路 面水损 害分析与 防治［ Ｊ ］ ． 辽 宁交 ２ ． ２ ． １黏附 一剥落理论 通科技， ２ ０ ０ ４ （ ５ ） ． 普遍认为黏附 一剥落理论是水损害 的主要作用机理。 黏附是指 ［ ２ 】 周传 林． 沥青路 面水损 害及处理【 Ｊ 】 ． 江苏交通， ２ ０ ０ ２ （ ７ ） ． 种物体与另一种物体黏结时 的物理作用。 黏附 一剥落理论主要体 【 ３ 】 徐春雨， 王胜伟， 李平． 浅析 沥青路 面的水损 害及其 防治ｆ Ｊ ］ ． 北方 交 现为两种作用过程 ， 即黏 附力 和黏结力 的损失 。黏附力损失是指水 通． ２ ０ ０ ７ （ ５ ） ．
沥青路面水损坏及防治措施研究
沥青路面水损坏及防治措施研究摘要：随着在公路发展和建设中沥青路面越来越多的应用，沥青路面的水损坏问题也日益得到了有关人员的注意。
沥青路面水损坏指的是因为路面在水或者冻融的作用下，以及汽车在路面上的荷载作用，使得在路面缝隙中的水分不断产生真空负压抽吸和动水压力的循环作用，使沥青的粘附力降低，严重的可导致失去粘合效应。
关键字：水损坏、防治措施中图分类号：u416.217文献标识码： a 文章编号：一、国内外对水损坏研究的概况世界各个国家都存在着路面水损坏的问题，也是世界在公路建设行业的共同研究问题。
上个世纪六十年代，国外的一些专家就非常重视关于水损坏的研究。
从他的影响因素，反应机理等各个方面进行系统的总结，研究防治措施，并发表相关的文献报告。
在国外，现在研究认为影响沥青路面水损坏的原因一共有三个因素：第一，集料和沥青粘结料之间的接触面在浸水的条件下会发生物理和化学的耦合反应。
第二，在集料的表面存在粘粒、水分和灰尘，所以导致沥青不能与集料完全的粘合在一起。
第三，集料表面的纹理不同，对于水损坏的影响也不一样。
现阶段，对于沥青路面水损坏的问题主要研究以下几个方面的工作:第一，如何能提高集料和沥青之间的粘附性。
第二，对沥青混合料离析的研究。
第三，对排水设施的研究。
第四，孔隙率对透水性方面有何影响。
目前我国还处于这些研究的初级阶段。
二、沥青路面水损坏的类型水损坏一般发生在春融且连续多余的季节，初夏来临时，天气持续高温，雨水会沿着路面上的一些细小的裂缝渗入，最终使这些裂缝逐渐发展为网状裂痕。
局部的沥青会从集料上脱落，在车辆的荷载作用下会在路面产生坑洞。
一般情况下水损坏的位置都是局部的，大多数都是发生在排水不通畅的部位，主要可以表现为局部表面产生网状裂痕、路面产生坑洞、沥青剥落等等[1]。
三、沥青路面水损坏的特点沥青路面的水损坏大致可以分为自上而下和自下而上的损坏两种。
在道路建设竣工初期，水损坏一般是自上而下产生的，如果及时的修补，路面可以很快的就恢复原状。
沥青混凝土路面水损坏原因及处治对策郭凯王京
沥青混凝土路面水损坏原因及处治对策郭凯王京发布时间：2023-06-01T06:45:16.274Z 来源：《工程建设标准化》2023年6期作者：郭凯王京[导读] 路面积水会对交通安全造成不利影响，在长期车辆荷载的作用下，还会出现路面饱水状态，进而引发各类水损害。
为减少雨水等因素对沥青路面使用寿命及安全的影响，必须重视水损坏处治方法的应用。
本文结合具体工程案例，阐述了沥青路面水损坏原因，并在此基础上，提出了具有针对性的综合处治措施。
河南省交通运输厅少新管理处高速公路少洛运管中心摘要：路面积水会对交通安全造成不利影响，在长期车辆荷载的作用下，还会出现路面饱水状态，进而引发各类水损害。
为减少雨水等因素对沥青路面使用寿命及安全的影响，必须重视水损坏处治方法的应用。
本文结合具体工程案例，阐述了沥青路面水损坏原因，并在此基础上，提出了具有针对性的综合处治措施。
关键词：沥青路面；水损坏；综合处治引言改革开放40多年来，我国公路交通事业发展迅速，日益完善的公路网为国民经济增长奠定了坚实的基础，推进了区域经济发展快速发展。
然而，在公路建设里程持续增长的背后，也面临着大量公路养护任务，且任重而道远。
在行车荷载和自然因素的影响下，路面很容易出现不同程度的病害问题，尤其是水损坏。
一旦出现水损坏，势必会导致面层、基层被水侵害，甚至是影响到路基的稳定性，不利于行车安全。
为此，开展路面工程水损坏处理研究具有重要的现实意义。
一、工程概况某公路工程为双向四车道，从上到下路面结构形式为4cmAC-16A沥青混凝土（上面层）+6cmAC-20I沥青混凝土（中面层）+6 cmAC-15I沥青混凝土（下面层）+5%20cm水泥稳定碎石基层（上基层）+3.5%19cm水泥稳定碎石基层（下基层）+3.5%20cm水泥稳定砂砾基层（底基层）。
建成通车多年，随着交通量的不断增长，重载车辆比重较多，在交通荷载和水损坏的作用下，局部路段损坏现象严重。
市政道路沥青路面水损害成因及防治对策探析
沥青混合料配合 比与面层结构等技术措施 ， 取得 了较好 的防治 车辙 、 抗滑等效果 ， 同时也致 使沥青路 面出现水稳定性不足 但
的隐患。因此 ， 继续深入有效地分析研究市政道路沥青路面水
最易发生 ， 由于混合料压实不充分 、 不及时或局部压实不均匀 ，
与集料的粘附 、 剥落 均属复杂 的物化过程 ， 粘附力热力学计 从 算结论可知 ， 当水分侵入 集料 和沥青界面时 ， 热力值较高的集
料与水的粘 附极易取代集料与沥青 的粘附 ， 进而引发沥青膜剥 离 ； 者集 中于粘结力损 失的讨论 ， 后 粘结 力在压实的沥青混合
料 中体现为混合料经受车辆荷载时的整体性 ， 从稳定性试验或
２１ 外 部 因素 ．
一
１在沥青路 面结构上积极应用组合式基层 或柔性基层 ， ） 使 水可从级配碎石基层 中有效排 出 ， 且沥青层厚度较 大 ， 深入基
竣 恭 褥 鬓
Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｎ ＡＲ Ｅ Ｅ Ｈ ｏ ｏ ＹＡ ＤＭ Ｋ Ｔ
Ｖｏ ．７ Ｎｏ １ ，０１ １１ ， ． １２ ０
市政道路沥青路面水损 害成 因及 防治对 策探析
苏 骞
（ 西恒辉 建设集 团有 限公 司 ， 西 南宁 广 广 ５０２ ） ３ ０ ２
摘 要 ： 于 日益 增 长 的 市政 道 路 负荷 所 引发 的 沥青 路 面 水损 害对 于城 市 市政 道 路 养护 造 成 了极 大 的 困扰 ， 章 即就 此 由 文 问题 ， 沥青 路 面 水 损 害 的定 义 、 以 形成 机 理 为 突破 口 ， 就其 成 因从 路 面 结 构设 计 控 制 、 工 质量 控 制 与运 营期 养 护 与 管 并 施
沥青路面渗水试验检测分析与防治措施
沥青路面渗水试验检测分析与防治措施水损害是沥青路面常见的病害类型，不仅影响路面外形美观和工程质量，还会降低沥青路面使用寿命。
实际工作中应该认识水损害带来的问题，在路面工程正式投入运营之前进行渗水试验检测，掌握路面质量状况，对存在的渗水现象要及时处理和应对。
本文基于沥青路面渗水的危害，分析了沥青路面渗水试验检测，并提出了减少沥青路面渗水的防治措施，以供参考。
标签：沥青路面；渗水；试验检测一、沥青路面渗水的危害（一）沥青路面渗水破坏材料本身雨水降落到沥青路面，首先随着时间的推迟下渗到沥青路面的表面层，从而在表面层的沥青层中滞留一段时间。
然后在高速行车荷载的作用下，水分在结构层中循环反复的动水压力情况下，破坏了沥青和矿料之间的粘结力，从而使沥青从矿料的表面剥离。
（二）沥青路面渗水破坏结构层在高速行车荷载的作用下，水分在面层与基层的界面上产生动水壓力，冲刷基层结合料，其中的细料在动水作用下形成唧浆，进而沥青路面的面层会局部发生网裂和变形，更严重者沥青路面的面层会产出坑洞现象。
随着水的继续下渗到基层，造成沥青路面的基层与面层的脱离，严重影响沥青路面结构的整体性。
因此得知，进入沥青路面结构中的自由水是造成路面破坏的重要原因。
二、沥青路面渗水试验检测分析（一）合理选择监测点在同一测试路面内，由于公路沥青路面施工中，混合料拌合、摊铺及压实度完全不同；再加上公路在后期运营阶段各路段交通运输荷载大小、作用时间长短等存在很大差异。
因此，外侧行车道磨损更为严重。
针对这一实际情况，在对沥青路面试验检测时，要合理选择试验监测点。
若是为监测路面质量损害情况，则最好将监测点设于路面受力最为复杂的区域；若公路路面高低起伏不明显，较为平整，且不存在质量病害，只是为了预防性养护监测，可将试验监测点设于路面无明显病害处即可。
（二）正确读取试验检测参数通过现场试验发现，有些参数变化较大，但与现场路面实际渗水情况截然不同；有些区域试验检测读数较大，但现场水流只是渗入底座后滞留于路面表层，而并非真正下渗到沥青路面内部。
沥青路面水损害分析及排水处治
沥青路面水损害分析及排水处治1概述近几年来，随着高等沥青路面广泛使用，路面都出现了不同程序的早期破坏现象。
通过调查发现，沥青路面的早期破坏或多或少，或直接或间接的都与水有关，即水的破坏是关键因素之一。
2沥青路面损害分析2.1沥青路面水损害类型沥青路面水损害按照水对路面损害的部位可以分为：路表水对路面的损害和进入路面结构内的水对路面的损害破坏可分为以下几类：⑴降低路面材料和路基土的强度；⑵长时间的浸水作用，易造成沥青混合料中沥青与石料的剥落；⑶造成路面裂缝处唧泥和路肩的损坏；⑷在动荷载作用下形成很高的动水压力，唧泥处极易造成局部承载能力的大幅度下降。
2.2沥青路面水损害原因产生水破坏的内因主要有：一方面是ⅱ型沥青混凝土的空气率较大和ⅰ型沥青混凝土的压实度偏小，现场实际空气率较大，以及沥青混凝土不均匀造成的局部空气率更大；其次是沥青与碎石的粘结力不足。
2.3沥青路面水损害机理水对沥青路面的破坏作用要体现在以下两个方面。
2.3.1水对沥青路面材料的侵蚀作用沥青混合料在水作用下，沥青与集料之间的粘附性能和粘结强度受影响。
这是因为一方面水介入沥青与集料的接触面之间，使“结构沥青膜”联结作用降低，从而导致沥青薄膜过早剥落；另一方面水浸入沥青混合料中，使软化而导致强度、劲度减小。
这就产生了所谓的沥青混合料水稳定性问题。
加上国产石油沥青的性能来就差，沥青与集料之间的粘附性能差、点结强底低，沥青路面易发生早期破坏，严重影响了路面的使用。
2.3.2路面层内滞水压力对沥青混合料的剥蚀作用根据部分路况调查，路面渗水主要途径有以下几个方面：⑴路面接缝，包括施工接缝、窨井等设施接缝朦胧主新旧路面的接缝；⑵路面材料使用过程中出现的松散；⑶原先面层较大的孔隙等；⑷作用过程中出现的各种裂缝，尤其以周围施工产生的张拉裂缝最为严重。
3沥青路面水损害防治措施水进入沥青面层后会引起各类早期水破坏现象。
南方多雨地区，水侵入路面次数多、量较大。
沥青路面水损害机理及防治措施研究
力 。此外 ， 沥青在高温时以液相渗入骨料孔隙和微
隙缝中， 温度下降时沥青在孔隙中发生胶凝硬化， 进 而形成 了沥青与骨料之间的粘合力。 化 学反 应理 论 认 为矿料 的岩 性对 沥青 与矿 料之
间的粘 附性 起关 键 作 用 ， 沥青 中 的酸 性 成分 与矿 料 表 面 的碱性 活性 中心 发 生 了反 应 ， 得 碱性 矿 料 与 使 沥青 有 较好 的粘 附性 。因此 ， 沥青 的酸 性成 分越 多 ， 集 料 的碱性 越强 ， 沥青 与集 料 的粘 附性 越好 ， 剥落 抗
关键 词 沥 青路 面 水 损 害机理 防 治措施 有关 ， 一般 亲 水集 料 比憎水 集 料更 易引 起剥 落 。
２ ２ 动水 压 力作 用机 理 ．
沥 青路 面水损 害 是 国内外 高等级 公路 普遍 存在 的现象 ， 也是 一 种严 重 的早 期 破 坏形 式 。沥青 路 面
的水损害破坏主要表 现为： ①路 面出现麻面、 剥离、 掉粒、 松散、 坑槽 ； ②路面基层受到损害 ， 发生唧泥 ， 路面出现网裂 、 龟裂等； ③路基变形 ， 发生沉降、 开裂 等； ④路肩坍塌等。 ｌ 沥青路 面发 生水 损害 的原 因
和抗 老化 性 能的效果 较好 。
能力 越强 。 从 表 面 能 理论 看 ， 青对 矿 料 的润 湿 能力 与 其 沥
自 身的粘附性有关 ， 沥青的表面张力越大 ， 其与矿料 的粘 附性就 越好 。
极 性理 论认 为表 面活性 物质 的分子是 由极 性基
②有机高分Байду номын сангаас材料抗剥离剂 最 好选 用 高温时稳 定 、 分 解且 具有 阳离 子 、 难 阴 离子两种极性的抗剥离剂。 ③水 泥
混合料 的强度和劲度减小； 其次 ， 水能进入沥青薄膜
沥青路面水损害研究和现有评价方法
沥青路面水损害研究和现有评价方法摘要：沥青路面使用中所发生的水损害涉及多方面的因素,至今许多问题仍没有令人满意的解决方案,因此还需进行不断的研究,对沥青路面水损害的产生、影响沥青混合料抗水损害性能的因素以及现有的各种沥青混合料抗水损害性能的评价方法进行一定对比和分析.关键词：沥青混合料；水损害；评价方法1 引言由于沥青路面使用中所发生水损害涉及因素很多,至今许多问题都没有得到令人满意答案,因此依然在进行不断研究.具体研究方向主要体现在沥青路面水损害的产生和作用机理；影响沥青混合料抗水损害性能各种因素；沥青混合料抗水损害性能评价方法；现对沥青路面水损害产生、影响沥青混合料抗水损害性能各种因素以及现有各种沥青混合料抗水损害性能评价方法进行一定分析.2 沥青路面水损害产生和作用机理对于沥青路面的水损害机理一般可归结为：沥青与集料粘结力损失导致两者的剥离；沥青粘结力下降导致沥青混凝土强度损失；集料内部颗粒水膨胀导致沥青混凝土整体性破坏.沥青膜从集料表面剥落是造成沥青路面水损害的最主要原因.对于剥落机理的认识一般分为以下的三个方面：集料表面的纹理特征、有水存在时在沥青粘结料与集料接触面之间的物理化学偶合反应、集料表面的杂质及水分使其不能与沥青完全粘结.也有研究将沥青混合料剥落分为五种基本类型：沥青粘结料在水作用下乳化、集料表面的沥青蜕皮、水对集料表面沥青粘结膜的置换、在集料锐利棱边及棱角处沥青粘结膜的破裂和空隙动水压力的侵蚀剥落.对沥青膜剥落的过程,美国沥青协会则进行了更为深入的研究,把沥青膜的剥落机理归纳为撕裂、置换、瞬间乳化、间隙压力、水力冲刷等几种情况.3 影响沥青混合料抗水损害性能因素沥青膜从集料表面剥落是造成沥青路面水损害的最主要原因,而导致沥青剥落这一结果的影响因素主要有以下几方面：沥青性质：由于在粘性大的沥青中存在较多的极性物质,并对集料具有良好的浸润性,所以粘性大的沥青与集料粘附性能好,其抗剥落能力较粘性小的沥青强,所拌和的沥青混合料具有更好的水稳定性.集料的性质：集料是由矿物质组成的,而每种矿物均有其独特的化学性质和晶体结构.就剥落而言,关键在于集料性质是亲水的还是憎水的.对于亲水性集料,其对水的吸附能力比沥青大,集料表面的沥青膜容易被水置换,而憎水性集料则恰好相反.通常亲水性集料有较高的硅质含量,显酸性,而憎水性集料硅质含量低,呈碱性.因此酸性集料与沥青的粘附性不如碱性集料好且酸性越大,与沥青粘附性越差.集料的酸碱性是按其所含sio2含量来确定的,sio2含量越高,集料酸性越强.沥青混合料许多性能都与其孔隙率息息相关,透水性也不例外,孔隙率大小直接关系到沥青路面的透水性.根据zube对密级配沥青混合料孔隙率与透水性的研究以及brown和collins等在乔治亚州对离析混合料的研究可知当沥青路面的孔隙率在8％以下时混合料透水性很小.几乎不透水.且此时沥青面层中的水以薄膜水的状态存在.在荷载作用下一般不会产生动水压力.不容易造成水损害破坏.但是孔隙率超过8％.混合料透水系数增长就会很快,因此8％孔隙率是控制路面透水性一个临界点.当路面实际孔隙率在8％-15％范围内时水容易侵入面层内部．水又不易迅速排除且难以蒸发,因此水能较长时间滞留在路面内,当在荷载作用下时会产生较大孔隙水压力并成为动水力造成沥青混合料水损害破坏.4 沥青混合料抗水损害性能的评价方法多年来,各国研究人员就水损害提出了许多评价方法和评价指标.这些方法和指标都从不同的角度反映了沥青混合料水稳定性,各具优缺点.saleh a1.swailmi和ronald l.terrel将试验方法大致分为两类：对未经压实松散沥青混合料在常温或沸腾温度下浸水一段时间后进行评价.将未经压实松散沥青混合料浸于水中一段时间后,主观评价或利用仪器检查集料裹覆沥青膜剥蚀程度,并据此作为判定混合料水稳定性依据.以水煮法、浸水法和光电分光度法为代表.根据粗集料表面沥青膜在一定温度下遭受水侵蚀而产生剥离的程度来判定沥青与矿料粘附性,具有一些共同优缺点.首先试验都是针对粗集料与沥青相互作用,而细集料和填充料被忽视了；除光电分光度法采用了定量的客观评价指标外,水煮法和静态浸水法仍采用主观评价标准,易受人为因素影响；再次它们的评价标准都不能直接反映混合料水稳定性能.对混合料成型试件或提取路面芯样在水侵蚀前后某些指标进行对比客观评价.该方法是将沥青混合料试件或芯样置于一定水侵蚀环境条件下,以某些物理力学指标的衰变程度来表征混合料水敏感性.马歇尔试验、劈裂试验以及洛特曼方法采用了客观指标,克服主观指标因人而异缺点.在实验室条件下以冻融方式模拟水侵蚀对沥青混合料造成水损坏.该方法可以用遭受不同程度水侵蚀试件强度比来表征不同使用年限沥青混凝土水稳定性,忽略了路面在使用过程中自然老化现象.评价内容针对沥青路面使用初期,即未经老化的沥青混合料抵抗水侵蚀的能力.综上所述,试验方法用来评价沥青混凝土水稳定性是不全面.shrp研究计划的ecs系统考虑的因素可以说是比较全面.不仅考虑饱水率控制以及同时施加动荷载,采用了shrp研究最新成果--混合料短期老化和旋转压实.从理论上看ecs兼有改进洛特曼试验和浸水轮辙试验优点且能把混合料老化纳入评价内容,弥补其他方法不足.但是vivek tandon等人研究认为ecs存在两点缺陷,一是冻融循环过程造成破坏程度太低,二是回弹模量m 测量精度不足,导致其评价结果常与其他试验方法结论存在较大差异.而utep研究则指出,ecs应在以下两方面改进 ecs回弹模量测定装置；剥落百分率及空气、水的渗透系数自测量精度.美国科罗卡多州运输部在将其与两种常用方法进行研究比较后指出,ecs的方法与试验过程在其作为常规试验推广之前都需要进一步改进,不过它也未考虑混合料孔隙率的变化对试验结果的影响.因此尽管国内外目前采用多种方法来评价沥青混合料抗水损害性能,但是这些方法均以不同水侵蚀强度来模拟混合料不同使用阶段的水敏感性能,均忽视了沿线环境、行车荷载和沥青自然老化等因素的影响.实际上这些评价结果只能反映路面建成初期时水稳定性,路面使用中后期性能,也就是老化后的水稳定性能未能得到反映,我国当前规范也同样未能考虑老化对水稳定性的影响.对沥青混合料抗水损害性能的评价方法、评价指标的研究有待进一步加强.5 结束语伴随着沥青路面在我国高等级公路中广泛使用同时,水损害现象普遍产生并成为沥青路面主要早期病害之一.导致路面结构性破坏和使用功能降低并诱发其他病害出现,严重影响路面使用寿命和服务质量.本文总结分析了沥青路面水损害产生的机理和影响沥青混合料抗水损害性能主要因素.尽管目前国内外开展了大量的关于沥青路面水损害机理、影响沥青混合料抗水损害性能各种因素、防治水损害的应用性研究和沥青混合料抗水损害性能评价方法与评价指标等方面研究,但我国沥青路面上水损害现象依然严重,因此该研究方向仍有待进一步深入.参考文献[1]罗志刚.高等级沥青路面水损害分析[d].长沙：长沙交通学院,2003．[2]张宏超,孙立军.沥青混合料水稳定性能全过程评价方法研究[j].同济大学学报,2002,30(4)：422-425．[3]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[m].北京：人民交通出版社．20o1．。
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动水压力对沥青路面的损害研究
摘要:动水压力是高速公路沥青路面水损害的主要原因,受车速、空隙率、重载交通量和环境因素的影响,其引起的水损害形式表现为唧浆、松散、坑槽和网裂,可采取控制车辆速度和交通量等多种措施进行动水压力引起的水损害防治。
关键词:高速公路沥青路面动水压力水损害
近年来,我国高速公路迅猛发展,沥青路面成为主要的路面形式。
然而由于交通运输量的日益增大,沥青路面面临着严峻的考验,路面早期损害现象普遍发生,其中动水压力作用造成的损害最为突出,是目前研究工作的重点。
1 动水压力作用机理
降雨时,雨水通过路面的空隙或裂缝进入路面结构,如果路基及路面下层透水性较低时,渗入路面的自由水无法渗出而形成滞留水,路面横坡或平整度不足时易导致雨水的集聚。
当高速车辆驶过有滞留水或路表积水的路面时,轮胎与路面间的水不断地被高速运转的轮胎挤压而形成了动水压力,加速了沥青混合料的软化和剥落。
高能量的水分子与集料的粘附力较大,会加速与沥青分子的置换,使沥青混合料的品质变坏[1]。
2 动水压力的影响因素
2.1 车速
刘中一[2]认为高速公路上的行车速度可以达到120km/h以上,所造成的动水压力可达普通道路的2.5～3.0倍。
张博辉等[1]认为路面积水在行车轮胎作用下产生的最大动水压力随车速的增加呈几何级数增长,发现车辆车速为80～120km/h时的动水压力,是车速为40～60km/h时的4倍左右。
张勇等[3]认为动水压力与行车速度的平方成正比,车速越高,对路面的破坏就越大。
2.2 空隙率
当空隙率在8%～15%范围内时,水容易进入并滞留在混合料内部,在行车荷载反复作用下形成强大的动水压力,而造成沥青剥落[4]。
因路面铺装而产生的裂缝或裂隙的大小及疏密不一致,在一些空隙率较大和蜂窝多孔的层位,水易渗入使结构层的水稳性发生恶化,在大量行车载荷作用下产生较大的动水压力,导致滞留水沿着层间薄弱区四处扩渗、冲刷,最终使颗粒状的水浆沿隙唧出路表。
2.3 重载交通量
近些年,经济的快速发展和交通需求的提高,高速公路上重载、超载的情况已不罕见(载荷达到额定荷载的2～3倍),加剧了沥青路面的水损害。
在高速重载交通作用下,积于路面中的水形成局部高压、高速水流和真空负压作用,不断剥蚀集料表面的沥青料,将细小集料颗粒带出路面,严重破坏了路面结构[3]。
2.4 环境因素
在高温多雨地区,由于半刚性基层的密水性,水易渗入路面结构内导致水滞留于基层,行车荷载的作用使得基层表面产生动水压力,冲刷了基层表面而导致其强度下降[5]。
加之寒冬、炎夏等诸多不利因素相互作用,加剧了沥青油膜与矿料颗粒间的剥离,加剧了高速公路的病害[2]。
3 动水压力引起的水损害
3.1 松散和坑槽
降雨过程中,雨水会渗入并滞留在沥青路面中,在行车荷载作用下,产生动水压力,水分进入到沥青和集料的界面上,使得沥青从集料表面剥落而使得局部混合料丧失粘结力,产生松散现象(图1)。
当沥青混合料产生松散后,在车辆载荷的作用下,碎石被车轮甩出而使路面出现坑槽等现象[1]。
同时,在冬季冰冻的过程中,水分通过毛细作用向上聚积,到春融时节,水经融化后滞留于底层混合料空隙中,滞留水在冬季冻胀力和动水压力的反复作用下,沥青膜与集料间发生剥离而使路面呈现松散结构。
此外,集料与沥青的粘附性不好,也易导致沥青路面的掉粒、松散、坑槽等水损害现象[6]。
3.2 唧浆
当路面层混合料出现松散后,水易渗入基层和路基,降低路基的强度。
当下封层和沥青下面层的施工质量较差时,在基层裂缝附近先发生脱空,进而因动水压力的作用使沥青路面的抗疲劳性降低,同时下面层也会出现疲劳破坏;如果底基层和基层强度较差,会加速这种破坏,在动水压力对基层表面和裂缝深度范围内的重复冲刷和抽吸作用,基层材料被挤压、冲刷的细小颗粒会沿沥青混合料的空隙上流形成唧泥(图2),故有些路面在搓板凹处出现连续的唧浆现象[2]。
3.3 网裂
在高速行驶时产生的动水压力下,冲刷基层混合料表层的空隙被行车压唧到路面,随着基层结合料的逐渐流失,面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂(图3)。
此类水损害多发生在重车交通量较大的行车道上。
4 结语
动水压力对沥青路面水损害的作用最为突出,受到车速、空隙率、重载交通和环境因素的影响,其水损害形式表现为唧浆、松散、坑槽和网裂,可采取控制路面孔隙率、提高沥青与矿料的粘结力、防排水设施、车辆速度和重载交通量等措施进行动水压力引起的水损害防治,延长高速公路的使用寿命。
参考文献
[1] 张博辉,王希良,单立成．高等级沥青路面水损害分析与防治[J]．国防交通工程与技术,2007(1):80～82．
[2] 刘中一．多雨地区沥青路面水损害分析及对策[J]．交通标准化,2007(1):144～147．
[3] 张勇,刘春艳．沥青路面水损害产生原因分析及预防措施[J]．北方交通,2010(2):22～24．
[4] 刘梅．高速公路沥青路面水损害的原因及预防[J]．中国新技术新产品,2010,(12):97．
[5] 陈健．高温多雨地区沥青路面早期破坏的原因及防治[J]．山西建筑,2007,33(30):295～296．
[6] 钟传芬．沥青路面水损害的成因分析及预防措施[J]．青海交通科技,2006(4):42～44．。