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：随着我国经济的发展，国家对市政道路建设投资力度的加大，进些年来我国市政道路的工程建设十分迅速。因为沥青混凝土路面具有力学强度高、行车平稳舒适、噪音低、施工期短、维修方便等有点，所以在市政道路的建设时普遍采用沥青路面。但是很多市政道路建设完成后，经过一段时间的通车都会出现水损害破坏。这种水损害不仅是我国市政道路路面遭受最严重的病害之一，也是高速公路等路面广泛存在的问题，因此研究研究市政道路沥青路面水损害的成因及其有效防治措施显得非常必要，并且具有重大的现实意义。本文主要介绍了市政道路中沥青路面水损害现象的类型及作用机理，从而分析出水损害现象出现的原因，再详细探究了几点市政道路沥青路面水损害的有效防治措施。

关键词：市政道路；沥青路面；水损害；类型；作用机理；成因；防治措施

1、引言

沥青混凝土路面因为其具有众多的优点，被广泛应用于市政道路的建设中，而水损害是公路沥青路面常见病害之一，与之相关路面会出现麻面、剥离、掉粒松散等一系列问题，使得路面的基层受到损害，从而发生龟裂等现象，沥青路基变形会发生沉降、开裂及坍塌等，这些问题严重影响着路面的服务水平和使用寿命。必须要针对这些病害认真分析其影响因素并提出了相应的防治对策。

2、市政道路沥青路面水损害现象的类型及其作用机理

2.1 松散类

主要是指市政道路中沥青的面层在孔隙水压力的反复作用下，混合料中的集料之间丧失了粘结力从而变软直到松垮，沥青膜从集料表面剥落，导致了麻面和松散现象的出现。集料颗粒逐渐掉粒、流失逐渐形成许多大小不同的坑洞(主要发生在局部松散处)。因此松散类主要包括沥青路面的麻面、松散、掉粒、坑洞等现象。

2.2 裂缝类

裂缝类主要是网裂的产生，形成机理是，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，加上市政道路上行驶车辆压力的反复作用下，形成了高速动水压力冲刷，冲刷主要作用在基顶，使得基顶形成灰浆。灰浆如果从裂缝中被挤压出来就是平常见到的唧浆现象。如果基层的结合料不断渐渐流失，沥青路面的面层也会随着底部脱空而逐渐形成沉陷、网裂。

2.3 变形类

市政道路在车辆行驶荷载压力的作用下，留在面层中的水使得粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，混合料的强度不断下降，使得混合料之间完全松散。行车轮迹带下不仅出现了压缩变形现象，更使得剪切破坏严重。而车辙就是轮下松散的沥青混合料向两侧挤出并且凸起形成的。在通常情况下路面车辙槽内还伴随有喷浆和网裂等现象。

2.4 冻融循环破坏

在天气比较寒冷的地区，冬天如果结冰，由于结冰会使得体积相应的增大，市政道路的沥青混合料内部会产生很大的膨胀力，使得混合料的内部粘结力下降。当气候变暖冰雪消融的时候，融化的水通常会滞留在路面的层内，再加上路面行驶车辆的荷载作用更加加快了沥青膜的剥落速度。在市政道路沥青路面的路表，融化了的冰水渗入混合料的内部，又在冻融循环和行车压力的反复作用下，导致路面产生破坏。在市政道路的下面层，面层内如果存在较多的孔隙和细粒时，而又恰巧碰到冬季，较低的温度使得水分逐渐积聚在基层顶面，而等到温度回升，冰雪融化，融水进入下面层空隙，再加上行车压力的反复作用，下面层会产生剥落现象，同时也会对基顶产生较为严重的冲刷。

3、市政道路沥青路面水损害产生的原因

3.1 沥青与集料的粘附性能

沥青和集料的自身性质影响了它们之间的粘附性能，比如，矿料和沥青所构成的化学成分，临界表面张力值，矿料的孔隙率和沥青表面的粘度，集料的含水量含沙量和含泥量等都会影响到沥青与集料的粘附性能。根据以往经验和研究表明，当粘附性小于四级时，就容易使得沥青膜脱落，从而造成市政道路沥青路面的水损害。

3.2 沥青路面结构层内部排水

在市政道路沥青路面的施工中，施工人员往往对路基和路界的

地表排水比较重视，为此也采取了很多的措施，当施工人员大多忽视了对路面结构层内部的排水。我国市政道路基本上采用的是半刚性基层，正因如此，在路面的结构设计时很少考虑到路面面层内部的排水，相反都普遍设置了一些砌筑式路肩、浆砌挡墙等，这些都阻碍了路面结构中进入的水无法排出。

3.3 评价沥青路面水损害指标不合理

评价沥青路面水损害指标不合理，主要是通过水煮法试验评价集料与沥青之间的粘附性的方法不科学，主要是因为集料与沥青的粘附性等级与路面水损害之间的关系未建立，因此用水煮法的试验结果受较大主观因素的影响，而且水煮法一般只使用了9.5-13.2mm 的粗集料，与实际情况有很大的不同，因为部分细集料为砂，它跟沥青的粘附性比较差，但却没有得到评价。有些时候水很难进入，因而缺乏足够的水，沥青混合料的实际耐久性通常检验不出来。

3.4 其他原因

市政道路的路面开裂，道路建成时间较长，老化现象严重都加速了水损害的发生。道路拥挤堵塞，超载，加大了对沥青路面的损害。气候的变化，温度的改变都会产生冻融循环作用，大气污染，形成酸雨及车辆渗油都会对路面造成腐蚀等。

4、市政道路沥青路面水损害的防治措施

沥青路面水损害主要是水的原因，上文通过对沥青路面水损害的种类和损害机理及原因分析，发现水损害不仅与沥青混凝土的孔

隙率大小及沥青与集料的粘附力有关，还与交通量的大小和超载量有关，所以对市政道路沥青路面水损害的防治主要从以下几个方面入手：

4.1 设计完善的道路防水及排水系统

一般情况下，降水和汇聚到中央分隔带或路肩上的雨水，会渗入到路肩和分隔带的部分土体中，慢慢的逐渐深入到路基的内部，从而使车辆的行车路面的稳定性收到影响。而路表水和已经在路面结构内部的水分都需要经过路肩和中央分隔带排出。所以要加强对路肩和路面中央分隔带的防水及排水设计，这样可以有效的防止市政道路沥青路面遭到水侵入而产生破坏。通过下封层的设置可以有效的阻止水分向基层或其他层面的渗透。

4.2 加强对沥青路面空隙率的控制

为了减少和防止水分进入路面内部，可以通过控制沥青路面的空隙率。根据以往的研究显示，当沥青路面的空隙率在7-14％之间时，是发生水损害的最危险空隙率，因为水很容易渗入沥青混合料的内部，而且在路面行车的压力反复作用下产生较大毛细压力而形成动力水。相比之下，当空隙率控制在4-5％范围内时，透水的发生可能性就比较小，基本上形成不了水损害。而当空隙率大于12％时，当排水结构层设置合理时，内部的水很容易流走。因此要提高对空隙率的认识，加强对沥青路面空隙率的控制。

4.3 提高沥青与集料之间的粘附性