瀝青路面水損害原因分析及預(yù)防措施

1、隨著我國高等級公路的迅速發(fā)展，瀝青路面作為一種助理路面被 廣泛采用，然而由于交通量的漸次而后增長，重車增多，大型貨車機(jī) 動車輛嚴(yán)重行車和渠化行車的作用，給路面帶來的明顯的早期增添破 壞逐漸增多。在對路面破壞現(xiàn)象廣泛調(diào)查、統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，各國道路 科研工通過反復(fù)分析、論證發(fā)現(xiàn)，瀝青路面的輔道早期破壞現(xiàn)象大多 與水有關(guān)?！霸诟鞣N類型的瀝青路面早期破壞現(xiàn)象中，水損壞是最主 要、危害首屈一指的損壞類型”。一、水損壞現(xiàn)象現(xiàn)象的類型及其催化作用機(jī)理瀝青路面較為普遍的水損害現(xiàn)象有麻面、松散、掉粒、坑洞、唧 漿、網(wǎng)裂、轍槽等。松散類：路表麻面、松散、掉粒、坑洞瀝青下以面層在孔隙水壓力的反復(fù)作用下，使瀝青膜從集料

2、表面 剝落、混合料中的集料相互之間透支粘結(jié)力而逐漸變軟中均直至松垮， 導(dǎo)致麻面、松散現(xiàn)象；在局部松散處，松散的集料顆粒逐漸掉下來粒、 流失進(jìn)而形成大小不一的小點(diǎn)坑洞。裂縫類：唧漿、網(wǎng)裂、坑洞半剛性基層基頂結(jié)合料與從路表連通孔洞及裂縫處下滲二處的水 混合，在行車荷載的反復(fù)作用下，產(chǎn)生的高速動水壓力沖刷基頂形成 灰漿并從裂縫而出被擠壓中形成了唧漿現(xiàn)象；隨著基層結(jié)合料的逐漸 流失，誘發(fā)面層也隨著底部脫空現(xiàn)象的產(chǎn)生而形成沉陷、網(wǎng)裂，進(jìn)而 發(fā)展成坑洞。變形類：轍槽在限速荷載作用下，滯留在面層內(nèi)的水使集料特別是粗集料表面 裹覆的瀝青膜逐漸剝落，瀝青混合料強(qiáng)度不斷損失直至完全松散。行 車輪跡帶下不僅出現(xiàn)了壓

3、縮變形現(xiàn)象，而且產(chǎn)生了嚴(yán)重的剪切破壞現(xiàn)象，輪下松散的瀝青混合料向兩側(cè)填塞并鼓起，在輪跡帶下能形成車 轍。轍槽內(nèi)有時(shí)還伴隨著唧漿和網(wǎng)裂現(xiàn)象。凍融循環(huán)破壞在冰凍地區(qū)或季節(jié)性冰凍地區(qū)，由于水凝聚結(jié)冰時(shí)體積變小，在 瀝青混合料強(qiáng)力內(nèi)部會產(chǎn)生很大的膨脹力，萎縮致使混合料內(nèi)部粘結(jié) 力下降；而當(dāng)其融化時(shí)，又滯留于路面層內(nèi)，在加快行車荷載作用下 所加速瀝青膜的剝落。在路表，冰雪融水跨入瀝青混合料內(nèi)部，在行 車荷載和凍融循環(huán)的反復(fù)作用下產(chǎn)生破壞。而在下面層，當(dāng)基礎(chǔ)有較 多的細(xì)粒土和孔隙此時(shí)，冬季特有的毛細(xì)水使水分逐漸積聚獨(dú)具特色 在基層弓形，春融期過飽和的水銀進(jìn)入下面層孔隙，在荷載反復(fù)作用 下產(chǎn)生現(xiàn)象和基頂沖刷

4、。二、水損害的原因表面產(chǎn)生坑洞由于瀝青混凝土的不必均勻柏油性，坑洞總是首先在局部瀝青混 凝土空隙率較大處產(chǎn)生。通常采用半開式（II型）瀝青混凝土表層時(shí)， 產(chǎn)生的水損破壞更為嚴(yán)重。事實(shí)表明，只要有自由水侵入并滯留在瀝 青混凝土的孔隙中，不管是傳統(tǒng)純?yōu)r青混凝土，還是改性瀝青或加抗 開裂劑的SMA，在大量行車作用下讓，都會產(chǎn)生瀝青剝落現(xiàn)象。表面層和中面層同時(shí)產(chǎn)生坑洞以及局部產(chǎn)生網(wǎng)裂和變形當(dāng)表面層和中面層都樁基是空隙率較大的半開級配瀝青混凝土， 而底面層為空隙率較小的密實(shí)瀝青混凝土?xí)r，降水過程中，中所自由 水難于滲入并滯留在之中表面層和中面層內(nèi)。當(dāng)表面層是半開級配、 中面層為密實(shí)式瀝青混凝土?xí)r，在較長

5、時(shí)間的降水過程中，自由水透 入表面層后較長時(shí)間從中面層的薄弱處浸入中面層，并滯留在之中表 面層和中面層內(nèi)。大量快速行車使此兩層瀝青混凝土中部分碎石上中 會的瀝青剝落，導(dǎo)致表面產(chǎn)生網(wǎng)裂、形變和向外側(cè)推擠或釋放出形變 坑洞。唧漿、網(wǎng)裂、坑洞水透過瀝青面層滯留在半剛性基層頂面，在大量快速行車作用下 要，自由水產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細(xì)料形成灰白漿。 灰漿通過各種形狀裂縫被行車壓唧到路南裂縫表面，可而使路面產(chǎn)生 網(wǎng)裂、變形或坑洞。橋面唧漿或坑洞橋梁、通道等構(gòu)造物以及水泥混凝土鋪裝層上的瀝青混凝土面層 相對于路基上的面層更容易產(chǎn)生坑洞。壩體產(chǎn)生坑洞也往往是先產(chǎn)生 產(chǎn)生唧漿（白漿），接著形變、

6、網(wǎng)裂和坑洞。瀝青面層端墻空隙率過大產(chǎn)生漏雨據(jù)資料顯示：當(dāng)瀝青路面的空隙率少于8%時(shí)，瀝青層中水在荷載 作用下一般不會產(chǎn)生動水壓力，不容易造成水損摧殘。當(dāng)排水性混合 料綠化帶的路面空隙率大于15%時(shí)，一般都采用改性瀝青，且水能夠在 空隙中自由流動，也不容易造成水損摧殘。而當(dāng)斜坡實(shí)際空隙率在 8%15%的范圍時(shí)，水容易產(chǎn)生較大的壓力成為動力水，造成瀝青混合 料的水損毀。三、水損害的預(yù)防應(yīng)該考慮如何使水不容易侵人路面結(jié)構(gòu)層。例如，防止中央分 隔帶植草植樹后水侵人路面，有的高速公路將中央分隔帶阻塞封閉后， 在其上擺大盆栽樹是一種值得提倡的措施；防止粘結(jié)中央分隔帶兩側(cè) 緣石與條形瀝青混凝土連接處凸型不好

7、而透水。此外，當(dāng)出現(xiàn)縱向和 裂縫時(shí)應(yīng)該及時(shí)封閉，防止水沿裂縫侵人合式公式。為較好的防止水 侵人，可以使面層的各層都采用空隙率不大于5%的密實(shí)瀝青鋼筋。實(shí) 踐表明，瀝青面層中那一層空隙率大，一旦水進(jìn)人，那一層就會產(chǎn)生 水損害。某高速公路瀝青面層的表層和中層都是密實(shí)的I型瀝青混凝 土，但底面七層是空隙率較大的II型瀝青混凝土，開放交通不久，在 某些路段上產(chǎn)生了形成早期縱向裂縫。雨水從縱向裂縫進(jìn)人并滯留在 垂直三角形層，使混凝土混凝土的強(qiáng)度顯著減弱。因此，在保證面層 混合料耐久性高溫穩(wěn)定性、攝氏度抗裂性和抗滑性的基礎(chǔ)上，應(yīng)該盡 量減小務(wù)必各層混合料的空隙率，最好全部面層結(jié)構(gòu)都采用空隙率不 大于5%的

8、密實(shí)瀝青鋼筋。應(yīng)該提高瀝青與礦料的粘結(jié)力。當(dāng)水進(jìn)人瀝青混合料后，在快 速重載車輛作用下容易產(chǎn)生瀝青剝落現(xiàn)象。為減輕瀝青剝落，碎石改 善瀝青樁基的水穩(wěn)定性和耐久性，需要增強(qiáng)能夠?yàn)r青與礦料的粘結(jié)力。 有關(guān)研究建議，為加強(qiáng)粘結(jié)力應(yīng)該保證中面層和底面層的粘結(jié)力不小 于4級，表面層的粘結(jié)力沒有小于5級。假如提高混合料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，瀝青混凝土的壓實(shí)度不僅對瀝青混 凝土的物理力學(xué)性質(zhì)有著重要的影響，而且是決定現(xiàn)場空隙率的主要 因素。對于配合比設(shè)計(jì)空隙率為4%的同一種瀝青混凝土，在不同壓實(shí) 度下的現(xiàn)場空隙率有明顯差別。在壓實(shí)度為96%時(shí)，現(xiàn)場空隙率接近 8%；在壓實(shí)度為98%時(shí)，現(xiàn)場空隙率接近6%，前者的滲透系數(shù)

9、明顯大 于后者。所以在實(shí)際施工單位中，要嚴(yán)格保證壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)， 表面層壓實(shí)可見度不小于98%，中面層和底面層不小于97%。應(yīng)該在路面結(jié)構(gòu)層中設(shè)置排水層和防水層。從我國瀝青路面的 早期土路破壞來看，往往表面水還沒有滲透到中面層或下面，表面層 或中其面層就已經(jīng)開始破壞。鑒于當(dāng)前我國公路建設(shè)中會，很多人擔(dān) 心瀝青面層薄了容易破壞，愿意用厚的瀝青面層。在這種情況下，為 了防止水滲人到面層下部造成破壞，可考慮將綜合考慮防水層設(shè)在表 面層下面。同時(shí)，應(yīng)該在布設(shè)基層頂面設(shè)置多孔隙瀝青混合料排水層， 而使水能盡快排出路面結(jié)構(gòu)層。四、結(jié)語瀝青混合料和瀝青路面施工人員施工質(zhì)量及一些外部因素可能 會導(dǎo)致瀝青路面剝落，主要是：路面排水系統(tǒng)絕不健全，路面壓實(shí)度 不足，混合料離析以及集料表面粉塵太多等?，F(xiàn)行瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范關(guān)于泉水損害技術(shù)規(guī)范的三個(gè)指標(biāo)， 即粘附性大于4級強(qiáng)度、泡水馬歇爾