沥青路面水损害机理及防治途径

沥青路面水损害的机理及防治途径

【摘要】沥青路面的水损害已成为世界性的问题，本文系统地分析了沥青路面水损害的机理,从而提出了预防沥青路面水损害的防治途径。

【关键词】水损害；机理；防治途径

1.概述

沥青路面的水损害已成为世界性的问题，美国、加拿大等国都曾经对沥青路面水损坏问题进行专题研究，我国在这方面的研究也较多。沥青路面水损害主要是指渗透入沥青路面的自由水份在温度变化及车载负荷的作用下,逐步浸入沥青与集料的界面上,导致沥青膜从集料表面剥离及集料之间的粘结力丧失从而破坏沥青混合料水稳定性而发生路面破坏的过程。沥青水损害的危害形式主要表现为:①网裂、变形和坑洞；②松散、坑槽；③泛油、磨光(抗滑性能差)等破损。一般沥青路面水损害的损坏期往往提前,通常在路面建成通车后一年左右,即发生不同程度的损害,性质较严重,主要发生在透水性较差及排水不畅的沥青路段。因此,有必要对其产生机理进行分析,从而制定合理的防治措施。

2.沥青路面水损害机理分析

沥青路面水损害破坏与水和车轮荷载对路面的作用有关。

首先水降低沥青和集料之间的粘附力及粘结力，也就是降低了沥青混合料的水稳定性。依据极性理论,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;而水是强极性分子(含氢键),故更易依附于石料表面。若所用沥青是低极性的,则沥青—石料之间的粘附基本上是限于简单的物理意义上的吸附,容易为水剥离。沥青与各集料之间亦存在合理的级配,尽管如此,沥青混合料仍会在自由水的作用下,受到一定的影响。一方面,自由水介入沥青与各集料之间,在高速行驶的车轮作用下形成高压水流,长时间反复冲刷各集料表面的沥青膜,导致沥青膜过早地脱落;另一方面,由于自由水的反复侵蚀,沥青面层由底部向顶部,逐渐松散,沥青与各集料之间的粘结力减弱,结构强度降低。粘附力和粘结力的损失相互影响,共同造成沥青路面水损害及导致其结构性能恶化。其次路面内部动力水压的冲刷破坏，降低了沥青路面层间粘结力。预计中降落路面的雨水主体部分经路面的横坡和纵坡排走,但亦有相当一部分通过路面的孔隙、接缝等渗透入路面结构之内。若路基及路面下层透水性较低(渗透系数≤10-5cm s)时,渗入路面结构内部的自由水便无法渗出,被迫形成滞留水,长期浸泡和冲刷基层材料中的结合料,使之形成灰浆而被挤压出路面,降低了沥青路面的强度及承载力。更为严重的是,滞留水在车辆荷载及行车速度日益增大的情况下,形成空隙水压力,直接对周围的沥青混合料施加冲刷压力,扩张裂缝及加大表面空隙率,降低沥青路面结构的整体强度,从而产生各种形式的破坏。

3.沥青路面水损害破坏的防治途径

通过对沥青路面水损害机理分析后，我们发现需要通过以下几个

途径进行水损害防治。

3.1提高沥青混合料水稳定性

施工时选择配伍性好的沥青和集料，或者通过表面活性剂、石灰、抗剥落剂等外掺剂的加入提高沥青与集料的粘附性，把好施工质量，提高压实标准,增加现场空隙率指数，从而提高沥青混合料的水稳定性。尽量选择与沥清粘附性好的集料,并应通过试验确定是否应该进行防剥落处理,对于高速公路有条件时,可以采用橡胶乳

液预处理等新技术,或改性沥青。

3.2加强沥青层之间和沥青层与基层之间的粘结

施工时下面层与基层之间必须浇洒透层油，沥青面层之间需涂粘层油，护肩、路缘石与沥青混凝土接触面之间也应涂粘层油。透层沥青宜采用经试验确定具有渗透性强、防水性好的煤沥青。粘层的沥青材料宜采用洒布型乳化沥青或采用快、中凝液体石油沥青。同时要求做好施工管理，减少施工过程中（主要是施工车辆及层间污染）对透层油、粘层油的破坏。

3.3合理的路面排水系统

在路面表面排水中，无论采用漫流排水方式还是集中排水方式，都必须进行水文水力计算，使设计满足排水顺畅且经济合理的要求。沥青面层下设排水基层或排水垫层；挖方路段应注意加深边沟的深度,防止路表水因滞留而渗入路面结构内以及地下潜水的上渗等对路面造成的水损害。路基必须密实、均匀、稳定。低洼、潮湿路段的路基应适当提高其设计标高,使之处于干燥、中湿状态。公

路地表排水和地下排水应根据公路等级、降雨量、地下水、地质情况等综合考虑,合理布局,将地表排水和地下排水有机地联成一个完整的排水系统,确保排水畅通,路基及路面稳定。做好路面排水的同时,应防止水分从路缘进入沥青层内。减少混合料的持水时间。

3.4应严格限制超重车

超重车对沥青混凝土路面的损坏非常大，观察沥青路面水损害破坏发生的区域可以发现,沥青路面水损害破坏大多发生在公路重车方向行车道上。经常可以看到,同一方向行车道严重破坏,而超车道完好如初。这就不难看出:显然沥青路面水损害破坏与车轮荷载的作用有关(轮载和交通量)。

4.结束语

通过对沥青路面水损害机理的详细分析，提出沥青路面水损害破坏的防治途径，以便设计、施工单位制定出相应的防治措施，避免沥青路面的水损害病害的发生，从而有效地延长路面的使用寿命。参考文献：

[1]沈金安1沥青及沥青混合料路用性能[m]1北京:人民交通出版社,2001.

[2]沙庆林.高速公路沥青路面的水破坏及其防治措施(下)[j].国外公路,2000,20(4).

[3]陆鼎中,程家驹1路基路面工程[m]1上海:同济大学出版

社,1999.

[4]jtj 032—941公路沥青路面施工技术规范[s].