農(nóng)村公路瀝青路面水毀病害形式以及防治措施探討

摘要：本文根據(jù)多年從事公路建設(shè)的經(jīng)驗，總結(jié)了水破壞的表觀特征及破壞形式，分析了水破壞的成因，，并從設(shè)計、施工、管養(yǎng)三個環(huán)節(jié)提出瀝青路面水毀的防治措施。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路；瀝青路面；唧漿；水破壞

1前言

近年來我國公路開始快速發(fā)展，城鄉(xiāng)公路也逐步開始進(jìn)行等級路改造或砂改油工程改造，農(nóng)村公路建設(shè)取得了長足進(jìn)步，瀝青路面以其施工及維修方便等顯著優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。近年來，隨著交通流量的迅猛增長，特別是在重交通荷載、超載運(yùn)輸以及其他不利自然環(huán)境等外部因素的影響下，瀝青路面出現(xiàn)了較嚴(yán)重的病害，導(dǎo)致路面使用性能迅速下降，影響了車輛的安全和快捷行駛，養(yǎng)護(hù)也面臨巨大壓力。尤其是山區(qū)的瀝青路面結(jié)構(gòu)公路，由于地勢等環(huán)境惡劣，更易遭受水毀損害，既影響了車輛的正常通行，也造成較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。下面對山區(qū)瀝青路面水毀病害進(jìn)行分析總結(jié)，并針對各個階段的情況提出一些防治措施。

2水破壞的表觀特征及破壞形式

從公路水毀調(diào)查情況看，在降水過后，因水破壞而帶來的病害一目了然，一般有以下幾種不同的現(xiàn)象。

表面產(chǎn)生坑槽。降水過程中，水會進(jìn)入并滯留在表面層瀝青混凝土的孔隙中。在大量高速行車荷載的作用下，一次次的產(chǎn)生動水壓力使瀝青從碎石表面剝落下來，局部瀝青混凝土變得松散碎，石被車輪甩出路面產(chǎn)生坑槽。水破壞產(chǎn)生的坑槽往往如“雨后春筍”般集中出現(xiàn)，坑槽周邊粒料松散，開挖后槽內(nèi)濕度大。

表面產(chǎn)生網(wǎng)裂形變。降水過程中，自由水滲入并滯留在表面層和中面層內(nèi)。在外力作用下使兩層內(nèi)瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青剝落，導(dǎo)致表面產(chǎn)生網(wǎng)裂、沉陷和向外側(cè)推擠。此類網(wǎng)裂病害一般自中部向外呈散射狀，越向外部裂痕越淺、病害越輕，若病害發(fā)展至基層閼裂縫處將有明顯灰漿。

唧漿、網(wǎng)裂、坑槽。若自由水長期滯留在半剛性基層頂面，水會在行車壓力的作用下沖刷基層混合料表層的細(xì)料，形成灰白色漿并被行車唧到路表面。在灰漿量大的情況下可能會產(chǎn)生較深的坑槽，并產(chǎn)生基層松散，破壞灰漿數(shù)量較少，會產(chǎn)生路面網(wǎng)裂或變形。另外，路面橫縱縫內(nèi)受水影響也會出現(xiàn)唧漿，并逐漸在縫隙兩側(cè)形成網(wǎng)裂沉陷區(qū)。

通過對上述三種不同類型的破壞形式鉆芯取樣檢驗，第一類病害只出現(xiàn)在瀝青混凝土層。網(wǎng)裂沉陷處的取樣表明：瀝青混凝土表面層完全松散，基層結(jié)構(gòu)完整。但基層與底面層分離裂縫沉陷處的取樣則表明：二灰基層已受到破壞，出現(xiàn)斷裂、松散現(xiàn)象。

車轍。自由水侵入瀝青面層后，使瀝青與碎石的粘結(jié)力減弱。在行車荷載作用下滯留在面層下部的水使礦料、特別是粗粒礦料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落。使瀝青混凝土的強(qiáng)度逐漸損失，直到完全松散。在行車輪跡下不但產(chǎn)生壓縮形變，更嚴(yán)重的產(chǎn)生剪切形變。輪下的瀝青混凝土向兩側(cè)，特別是向外側(cè)擠出使輪跡帶下陷。同時其兩側(cè)鼓起，形成嚴(yán)重的轍槽，槽深一般達(dá)30-40mm，最深可達(dá)8-10cm。如不及時處理轍槽，在降水過程中或雨后，轍槽就變成積水槽，使水有更長的時間滲入和透過瀝青面層，造成更嚴(yán)重的水破壞。

3 水破壞的成因

3.1 破壞機(jī)理

所謂水破壞即自由水在瀝青混凝土的孔隙之間，受外部荷載和溫度脹縮的反復(fù)作用，逐漸侵入到瀝青與集料的界面上，由于水動力的作用，瀝青膜漸漸地從集料表面剝離并導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)力喪失而發(fā)生的路面破壞過程。剝落破壞包括兩種狀態(tài)．其一是自身的剝落破壞．其二是在交通荷載作用下路面的破壞。許多瀝青路面在混合料內(nèi)部發(fā)生剝落破壞時，其路面結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生破壞，如果在路面內(nèi)部的剝落增加，路面的變形和破壞可能是在荷載重復(fù)作用下發(fā)生，剝落破壞可導(dǎo)致坑槽、剝蝕。

3.2 水破壞的成因

瀝青路面產(chǎn)生水破壞是由多種內(nèi)、外因素共同作用的結(jié)果。

內(nèi)因。瀝青混凝土自身結(jié)構(gòu)層的影響。從路面結(jié)構(gòu)看，表面層采用的是密實式瀝青混凝土。按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ032)中I型瀝青混凝土的礦科級配。在馬歇爾試驗確定的最佳瀝青用量下，其空氣率為3-6％。但在實際施工過程中，局部位置會受混合料離析、攤鋪不均勻及碾壓溫度不當(dāng)、壓實度不足等因素影響。現(xiàn)場的空氣率將達(dá)到9．S％ 以上。這些薄PJ位置是最易產(chǎn)生水破壞的。

水破壞有可能是從瀝青面層的下面開始的。由于水分進(jìn)入瀝青路面滯留在基層上面，瀝青面層的下面層又往往是空隙率較大的瀝青碎石或II型瀝青混合料?？障吨谐錆M著水分，給水破壞造成了潛在的威脅。

排水設(shè)施不良。高速公路中央分隔帶一般都栽種樹木花草，分隔帶毛細(xì)水又增加了路面受水侵?jǐn)_的機(jī)會。部分高速公路外路肩采用鋪砌或澆筑混凝土形式，影響了瀝青混凝土各層橫向排水，路面結(jié)構(gòu)層中又未考慮水層或防水層設(shè)計。

外因。降水量的影響。這是一個非常直觀的因素，降水量大、持續(xù)時間長的地區(qū)，路面受水的侵蝕機(jī)會就多，產(chǎn)生水破壞的頻率也就高，水破壞現(xiàn)象相對嚴(yán)重。因此就本地區(qū)來講，雨季及冬季融雪期間水破壞最為嚴(yán)重。

外部荷載的影響。車輛高速駛過時，會產(chǎn)生相當(dāng)大的水壓力和抽吸力。在交界面上的這種壓力還會沖刷基層頂面半剛性材料中的細(xì)料，經(jīng)多次沖刷積累的細(xì)料形威灰白色漿。另外 車輛駛過時，輪下的壓力會將輪下結(jié)構(gòu)層中的水壓擠，而同時車輪駛離時又產(chǎn)生相當(dāng)大的抽吸力。這兩種力的瞬時先后作用能使滯留在基層頂面的漿唧出表面。重載車通過時產(chǎn)生的壓力及抽吸力較小車要大得多，也就容易產(chǎn)生唧漿現(xiàn)象。

冬季凍融的影響。由于冬季晝夜溫差大，循環(huán)凍融，加速了瀝青老化與集料的剝離作用，易產(chǎn)生集料松散脫落。

4瀝青路面水毀的防治措施

4.1設(shè)計階段

山區(qū)公路等級普遍較低，但路面結(jié)構(gòu)層的厚度必須保證，要改變“強(qiáng)基薄面”的不當(dāng)做法，盡可能采用“強(qiáng)基厚面”設(shè)計，保證路面面層厚度，提高面層防水性能是解決瀝青路面水毀損害的關(guān)鍵一環(huán)；強(qiáng)路表排水設(shè)計。首先要設(shè)計適宜的路面橫坡；其次是調(diào)整路肩排水設(shè)計，將路緣石做平或外移攔水帶，減少雨水在路肩匯流的狀況；在路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)設(shè)置排水系統(tǒng)。水分通過瀝青面層的空隙或裂縫滲入面層內(nèi)部，必須及時排除，可在瀝青表層下，在路面外側(cè)與路緣石交界處設(shè)置一道路面層間集水盲溝，溝寬宜在6cm～10cm之間，內(nèi)填小石子，縱向每5m埋設(shè)橫向軟式排水管，將盲溝內(nèi)匯水橫向排至路基外，以解決路表水侵入內(nèi)部造成水毀損害的問題。

4.2 施工階段

保證良好級配必須選好原材料，做好施工配合比，校正設(shè)計配合比與施工配合比之間的偏差，保證結(jié)構(gòu)層的空隙率在設(shè)計規(guī)定范圍內(nèi)；瀝青面層需經(jīng)過壓實成型后才能通車使用，其壓實性能對瀝青路面的物理力學(xué)性質(zhì)有著重要影響，瀝青混合料經(jīng)充分壓實可以明顯增加路面材料的不透水性和強(qiáng)度，這對提高瀝青路面的水穩(wěn)定性和降低水毀損害有重要意義；合理選用抗剝落劑是保證混合料的粘結(jié)力的重要措施。

4.3 保養(yǎng)階段

加強(qiáng)日常小修保養(yǎng)工作。瀝青路面水毀損害要及時預(yù)防：要做好路面日常清掃工作，及早處治細(xì)小病害，防止病害擴(kuò)展；要加強(qiáng)排水系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)；要加強(qiáng)橋涵接頭等薄弱環(huán)節(jié)的養(yǎng)護(hù)；做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作，合理安排大中修工程。瀝青路面有其合理使用壽命，超期服役必然加重其病害的發(fā)展，加速水毀損害的發(fā)生。在其合理使用期限內(nèi)必須正常安排大中修，如適時進(jìn)行封層、罩面或加鋪面層等，這樣可形成良性循環(huán)，從而有效防止水毀損害的發(fā)生。3)在管理上應(yīng)重視超限超載運(yùn)輸?shù)目刂坪凸芾?，減少超限運(yùn)輸車輛對公路的損壞。同時加強(qiáng)管理，保護(hù)公路的完整性，避免侵害路面現(xiàn)象的發(fā)生，也可有效防止其水毀損害的發(fā)生。

結(jié)語

瀝青路面的水破壞已經(jīng)成為我國高速公路瀝青路面破壞的一種主要模式。瀝青路面結(jié)構(gòu)在公路建設(shè)中采用的比重最大，所以正確認(rèn)識水破壞給瀝青混凝土路面帶來的危害，認(rèn)真分析瀝青路面水毀病害成因，深入探索其防治方法，指導(dǎo)公路建設(shè)，進(jìn)一步提高建養(yǎng)水平，對我們今后公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)具有非常重要的指導(dǎo)意義。