淺析瀝青砼路面水損壞的成因及處治措施

羅德鵬

摘要:本文針對目前在道路瀝青砼路面中常出現(xiàn)的水損壞病害,從其分類、機理及成因等方面進行分析,并提出具體的處治措施,謹供大家參考。

Abstract:The thesis illustrates the asphalt concrete pavement damage from its categories, mechanism and causes. The treatment measures are proposed for our reference.

關(guān)鍵詞:瀝青砼路面;損壞;成因;處治措施

Key words:asphalt concrete pavement; damage; causes; treatment measures

中圖分類號:U416 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0236-01

1瀝青砼路面水損壞的表現(xiàn)形式、機理及成因

1.1 瀝青砼路面水損壞的表現(xiàn)形式

各種類型的瀝青砼路面早期破壞現(xiàn)象中,水損壞是最主要、危害最大的損壞類型。水損壞是進入路面孔隙的水不斷產(chǎn)生動水壓力或真空負壓抽吸的循環(huán)作用,致使水分逐漸侵入瀝青與集料的界面,造成瀝青膜從集料表面剝落、瀝青混合料內(nèi)部逐漸喪失粘結(jié)力、路面結(jié)構(gòu)使用性能下降,并伴隨麻面、松散、掉粒坑洞或唧漿、網(wǎng)裂、轍槽等病害發(fā)生,同時還會誘發(fā)其它路面病害的過程,其中,比較典型的水損壞有松散剝落、坑槽和唧漿三類。

1.2 水損壞機理

松散剝落主要是由于雨水入滲面導(dǎo)致瀝青與礦料粘附性變差,造成瀝青與礦料剝離。形成原因主要是水分的作用使瀝青的粘附性以及混合料的強度減小,同時一部分作用在瀝青和集料之間的水分,阻斷瀝青與集料的粘結(jié),減少了兩者的接觸面積,從而導(dǎo)致瀝青從集料表面剝落。

坑槽是松散剝落、唧漿(泥)發(fā)展的結(jié)果,即在過量的水分滲入這些損壞處后,瀝青砼路面表面一些碎裂的小塊面層或基層材料被行駛經(jīng)過的車輪帶離原處,而逐步形成表面坑槽,并不斷擴大。

唧漿是半剛性混合料與從路表連通孔隙及裂縫處下滲的水混合,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中被擠壓而出所形成的現(xiàn)象。隨著基層結(jié)合料的逐漸流失,面層也隨著底部脫空現(xiàn)象的產(chǎn)生而形成沉陷、網(wǎng)裂,進而發(fā)展成坑洞。

1.3 水損壞成因

①瀝青砼路面空隙率:空隙率的大小直接關(guān)系到瀝青砼路面的透水性。②路面結(jié)構(gòu)層排水條件:路面平整度不足或路面縱橫坡度不夠,會導(dǎo)致瀝青砼路面局部地方長期浸泡在水里。路面材料不會是絕對不透水的,在行車荷載的動水壓力作用下,水分進入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。由于半剛性基層的透水性差,這些水多數(shù)匯聚于基層頂部而無法迅速排走,水會逐漸浸濕結(jié)構(gòu)層材料和路基土,導(dǎo)致路面整體強度下降。在行車荷載的作用下,會產(chǎn)生唧漿等水損壞病害,嚴重的還會產(chǎn)生沉陷。③施工因素:現(xiàn)場調(diào)查表明,施工方在道路施工過程中操作不規(guī)范,路面壓實不足或壓實不均勻,使得瀝青砼路面壓實后的剩余孔隙率過大?？紫堵实脑龃髸偈孤访娼Y(jié)構(gòu)形成薄弱面,水分一旦從此處侵入,將很可能會造成路面水損病害。同時,混合料拌和、運輸、攤鋪過程中的操作不當(dāng),會導(dǎo)致混合料粗細集料和瀝青含量的不均勻,進而產(chǎn)生粒料離析現(xiàn)象,這也會直接導(dǎo)致瀝青砼路面的水損壞。④環(huán)境因素:指自然降水和交通條件。

2瀝青砼路面水損壞的處治措施

2.1 選擇合適的混凝土材料,降低瀝青混凝土的透水性

瀝青砼路面各層應(yīng)盡量使用空隙率不大于5%的密實型瀝青混凝土,提高壓實度標準,增加路面現(xiàn)場空隙率指標。

2.2 提高瀝青砼路面的水穩(wěn)定性

為提高瀝青砼路面水穩(wěn)定性,可采取以下措施:①提高集料與瀝青的粘附等級,允許瀝青膜有移動,但是不能有裸露的石料;②必須對瀝青混合料進行水穩(wěn)定性檢驗,嚴格控制殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂殘留強度的指標;③如果集料抗剝離能力不足,可滲入一定劑量的抗剝離劑或石灰,以提高瀝青與集料的粘附能力;④可采用改性瀝青,以提高膠結(jié)料的粘附能力。

2.3 提高施工工藝水平和施工質(zhì)量,減少粒料離析現(xiàn)象,控制孔隙率范圍

目前我國瀝青砼路面技術(shù)規(guī)范以拌和廠取樣瀝青混合料的馬歇爾密度作為標準密度,壓實后路面剩余空隙率過大的問題長期得不到有效解決,且施工單位為了達到驗收合格的目的,在室內(nèi)擊實準備標準試驗時,從擊實溫度、擊實遍數(shù)等方面弄虛作假,這樣就造成標準密度減小。以此來控制路面的壓實度,盡管資料合格,但實際壓實度不夠,空隙率偏大。粒料離析也是一個不容忽視的重要因素,因為離析必然導(dǎo)致局部的空隙率過大而引起水損壞問題。因此提高施工工藝水平和施工質(zhì)量對避免瀝青砼路面水損壞至關(guān)重要。

施工過程中為防止瀝青砼路面工后水損壞需注意以下兩點:

①選擇合理的集料粒徑及與其相適宜的瀝青面層壓實厚度。現(xiàn)在國內(nèi)瀝青面層的集料粒徑普遍偏大,與其相匹配的壓實厚度則偏薄,不利于壓實。粗集料粒徑偏大,離析現(xiàn)象無法避免(全幅攤鋪離析更甚),層厚越薄,越易形成局部區(qū)域空隙過大,成為透水、積水場所,容易造成瀝青與集料剝離,同時,空隙過大,增加了瀝青與空氣的接觸面積,使瀝青老化加劇,也會降低混合料的水穩(wěn)定性。因此,瀝青層必須有一定的厚度與集料粒徑相匹配。一般瀝青面層厚度應(yīng)是集料最大公稱粒徑的3倍以上。②盡量減少離析和壓實不均勻的影響。瀝青混合料的離析和路面在局部壓實度的不均勻是造成路面局部水損壞的根源所在。造成瀝青混凝土不均勻的原因是多方面的,有不同規(guī)格原材料顆粒組成變異性大的原因,有拌和場生產(chǎn)、管理方面的原因,也有運輸和現(xiàn)場攤鋪管理方面的原因,共同導(dǎo)致了集料(級配)離析和溫度離析。

2.4 加速路面排水和封水,防止積水

水是水損壞之源,如果能把水封住,不進入路面,或?qū)⑦M入路面的水及時排走,不在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部滯留,就不會產(chǎn)生水損壞。因此,做好路面的防排水設(shè)施十分重要。對付水的辦法,一是封(堵),二是排。從表面封水使得水從表面排走;從中面層封水,使水從上面層中排走;基層表面封水,防止水從瀝青面層下來浸泡基層;若水進入基層,則要采用排水式基層。同時在設(shè)計過程中也應(yīng)充分考慮道路路面排水,如設(shè)置足夠的路面縱向和橫向坡度、在城市道路低洼處設(shè)置雨水口、路外設(shè)置排水邊溝等,確保路表水能迅速排出路面,防止瀝青砼路面因水而引發(fā)的早期破壞。

3結(jié)語

道路瀝青砼路面的水損壞是我國高等級道路瀝青砼路面早期損壞的一種主要模式。其產(chǎn)生的原因復(fù)雜、影響因素多,涉及到設(shè)計、施工、檢驗以及道路養(yǎng)護等諸多問題,由于路面結(jié)構(gòu)的原因,施工和養(yǎng)護水平的限制,完全不發(fā)生水損壞,也是不可能的,但可以通過優(yōu)化、加強管理、規(guī)范施工、提高現(xiàn)場施工質(zhì)量等措施去預(yù)防,從源頭上預(yù)防水破壞,使其危害降到最低,從而延長瀝青砼路面的使用壽命。