瀝青路面早期水損壞相關問題探討

張 碩，張亞麗

（宿遷市高速公路建設指揮部，江蘇 宿遷 223800）

瀝青路面早期水損壞相關問題探討

張 碩，張亞麗

（宿遷市高速公路建設指揮部，江蘇 宿遷 223800）

瀝青路面普遍存在著水損害現象，本文從水進入瀝青路面結構的途徑入手，重點分析了瀝青路面水損害病害影響因素，對于今后瀝青路面災害治理工作具有一定的幫助。

瀝青路面；水損壞；影響因素；路面結構

1 引言

瀝青路面水損害的發(fā)生首先以水的進入為前提，同時由于影響因素眾多，水進入路面結構后對瀝青路面的不良影響是以多種不同的病害形式表現出來的，水損害的各種病害形式只是水對瀝青混合料不良影響的外在表現，瀝青混合料和水的材料組成才是水損害發(fā)生的客觀物質條件。

2 水進入瀝青路面結構的途徑

降落在道路表面的水會通過路面空隙、裂縫或接縫下滲到路面結構內部，中央分隔帶及道路兩側有臨時性滯水時，水分也有可能通過空隙和裂隙進入路面結構內部。水進入路面結構是發(fā)生瀝青路面水損害的必要條件之一，水損害的發(fā)生是以水進入路面結構為基本前提的，而水從道路表面進入路面結構的途徑主要有兩個：一是從面層的空隙進入，二是從面層的裂縫處進入。

2.1 面層空隙產生的主要原因

2.1.1 壓實不足是造成一些瀝青路面面層局部空隙率大的原因之一

造成壓實不足的原因主要有：過分強調平整度和擔心構造深度使壓實受到影響；出于對平整度的考慮，不采用兩臺攤鋪機梯隊式的攤鋪方式，而采用一臺攤鋪機全幅攤鋪的方法，易離析，且振搗力較小，壓實不均勻；早期修筑的絕大多數瀝青路面對集料的粒徑與面層壓實層厚度之間的相配性幾乎都沒有考慮，瀝青面層的集料粒徑普遍偏粗，而與其相配的壓實層厚度稍偏薄，不利于壓實，造成面層實際空隙率較大。

2.1.2 混合料的不均勻性大也是造成瀝青路面局部空隙率大的主要原因

瀝青路面局部空隙率大往往和混合料不均勻性大有關。路面生產過程中瀝青混凝土不均勻性大是由多個原因引起的，有原材料組成變異性大的原因，有拌和廠管理上的原因，也有運輸和現場攤鋪方面的原因，諸多原因造成了集料離析和溫度離析。集料離析的最主要原因是拌和過程中的不均勻以及材料自身的不均勻，這與以下原因有關：①我國集料生產水平低；②我國大多數高速公路的瀝青拌和廠都是臨時在沿線設置的移動式拌和廠，材料堆放場地不規(guī)范，料場之間沒有擋墻，無形中對級配造成影響；③由于拌和能力不足，同一個鋪筑現場常由幾個拌和廠供料，這就帶來了材料來源不同、實際配合比不同等問題；④由于集料烘干的加熱溫度、加熱時間、天氣狀況等不可能恒定，拌和時混合料溫度的波動也會造成混合料的不均勻。除此之外，運輸過程中會造成集料和溫度離析，攤鋪過程中集料的溫度離析，混合料壓實不均勻也都會造成路面的不均勻。

2.2 面層產生開裂的形式

2.2.1 橫向開裂

橫向開裂是瀝青面層發(fā)生最多的一種裂縫，瀝青路面上都或多或少存在橫向開裂，絕大部分是溫度裂縫。一種是冬季突然大幅度降溫引起瀝青面層低溫收縮開裂，一種是日氣溫變化引起的瀝青面層產生溫度應力，溫度應力的反復作用使面層產生溫度疲勞裂縫。溫度裂縫起始于路表面，且逐年增加。

2.2.2 反射裂縫

下臥層不連續(xù)處作用在瀝青路面面層底面的應力超過了材料的抗拉強度并使面層底面開裂，裂縫逐漸向上延伸，直到穿過瀝青面層頂面反映為表面的裂縫。反射裂縫可由下列原因引起：半剛性基層的裂縫、下臥水泥混凝土路面的裂縫或接縫、舊熱拌瀝青混凝土面層上的低溫裂縫、舊瀝青混凝土面層上的塊狀裂縫、舊面層上的縱向裂縫和舊面層上的疲勞裂縫。

2.2.3 網裂

網裂往往由于荷載的往復作用使得面層瀝青混合料疲勞造成，但也有由于基層質量不好造成的塊狀裂縫。半剛性材料之間或半剛性基層下部有一定厚度的素土夾層時，素土夾層潮濕后使路面承載能力顯著下降，產生“彈簧”路段，易產生塊狀裂縫。半剛性基層厚度不足，而其下底基層又不是半剛性材料層的路面結構，特別是在土基壓實度不足和承載力較差的情況下，也會產生塊狀裂縫。

2.3 面層產生開裂的主要原因

路基質量不好引起的面層破壞有路基壓實度不夠導致的路面破壞（如路基路面局部沉陷形變），與構造物相鄰接的填土路堤壓實度不夠以及對原地基（介于軟土地基和堅硬地基之間的地基）未作適當處治，使鄰接構造物的路面明顯下沉，在這些位置，雨水很容易滲入與構造物相接的路面結構內，使其產生水損害。另外，由于地基和填土在道路橫斷方向上不可避免的不均勻性，特別是在有表面水滲入地基的情況下，瀝青路面會產生一些細小的縱向裂縫。由軟土地基繼續(xù)沉降產生的路面沉陷也會導致路面局部產生較嚴重的開裂。

面層與基層結合不好時會造成面層表面產生滑移裂縫，基層頂面不清潔的情況下，噴灑黏層油容易造成這種滑移裂縫。

3 瀝青路面水損害病害影響因素分析

分析水損害病害產生的原因要從其影響因素入手，造成瀝青路面水損害的影響因素十分眾多復雜，從大的方面來講，其影響因素大致可以分為兩類，一類是外部因素，一類為內部因素。外部因素包括降水量和降水的性質、交通量和交通組成、行車速度以及氣溫等，內部因素則包括混合料的自身性質、施工條件和路面結構狀況等方面。以下分別對其進行分析。

3.1 外部因素

3.1.1 降水量

其他條件都相同的情況下，南方多雨潮濕地區(qū)瀝青路面的水損害要比半干旱地區(qū)特別是干旱地區(qū)多得多，而且在速度上也要快得多。

3.1.2 降水的化學組成

降水對瀝青混合料的影響不僅體現在壓入、抽吸帶來的沖刷等力學作用上，還應該體現在化學侵蝕作用上。

3.1.3 交通量和交通組成

發(fā)生水損害的路面很多都是大交通量和超載嚴重的路段，如交通量在2萬輛/日左右甚至以上，超載車重一般在40～70 t之間，甚至更重。超重交通使路面承受的荷載遠遠超過設計要求，路面產生的彎沉盆更大更深，因此在水的作用下更易發(fā)展為形變、轍槽等破壞。

3.1.4 行車速度

行車速度的快慢對路面水損害病害的出現快慢也有一定的影響，積聚在基層表面的水在高速行駛的車輪作用下會受到更大的壓力形成高壓水流，這種高壓水流長時間沖刷集料上的瀝青膜，就會使得集料表面的瀝青膜被沖走，瀝青混凝土松散，強度降低，導致路面逐漸被破壞。

3.1.5 溫度

溫度對水損害的影響主要體現在夏季高溫和春季凍融期間，此時路面內部的溫度變化作用較大，在夏季高溫作用下，瀝青混凝土強度降低，而夏季一般雨水又較多，在路面內部存留的積水的浸泡和沖擊作用下，路面易出現損壞。

3.2 內部因素

外因是通過內因起作用的。從路面瀝青混合料本身的抗水損害能力方面考慮，影響混合料水穩(wěn)定性的因素主要包括瀝青混合料的性質、施工條件和路面結構狀況等。

3.2.1 混合料的性質

混合料自身性質對其水穩(wěn)定性的影響主要體現在混合料類型、瀝青和集料的性質及質量等3個方面。

3.2.2 施工條件

施工對瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響集中體現在壓實和離析等因素上。壓實不好的混合料其各項路用性能都不會好。壓實不足的路面實際空隙率大，水進入空隙后就成為水損害的禍根。同時，絕大多數瀝青路面的水損壞都是從路面局部破壞開始的，而路面施工過程中的集料離析、溫度離析和局部混合料不均勻是造成路面局部嚴重水破壞的根源。

3.2.3 路面排水

路面排水是目前我國路面設計中最不被重視、最落后的一個領域，現在的路面排水往往只重視路基范圍內的路面表面以外水的排除，而對路面結構層內部的排水則很不重視，或者根本沒有考慮，因此排水不良也是造成路面水損害的重要原因之一。對水的處理方法無非是封和排，但現在大多數瀝青路面是面層本身封不住水，這除了上述的材料不均勻性等原因外，瀝青路面開裂也是面層封不住水的原因之一；面層封不住水，基層又不透水，這樣水就容易積聚在基層表面，形成浮漿。因此，確保路面排水順暢應成為路面設計中的重要內容。

4 結束語

分析了降水從道路表面進入路面結構內的途徑主要為面層內的空隙和裂縫，并簡要闡述了路面混合料產生空隙和裂縫的原因；結合工程實際，總結了瀝青路面常見的水損害破壞形式，從水損害病害形式出發(fā)，對水損害的影響因素進行了分析。

Bituminous Pavement Early Time Water Damage Related Question Discussion

Zhang Shuo，Zhang Yali

The bituminous pavement has the water harm phenomenon generally, this article enters the bituminous pavement structure from the water the way to obtain, selective analysis the asphalt road surface water harm plant disease influencing factor, has governed the work regarding the present bituminous pavement disaster to have certain help.

bituminous pavement; water damage; influencing factor; pavement structure

U416.2

A

1000－8136（2011）06－0072－02