季凍區(qū)春融期間融雪水對(duì)瀝青路面的影響

李小軍

（吉林省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，吉林 長(zhǎng)春 130021）

東北季凍區(qū)，春季化凍時(shí)，由于路面結(jié)構(gòu)層的吸熱和導(dǎo)溫性較強(qiáng)，路面下的路基土先于路肩下的融化，于是路基下殘余未化的凍土形成凹槽，化凍后的水分難以排出，路基上部處于過濕狀態(tài)。當(dāng)融化至聚冰層時(shí)，路基濕度更大，有時(shí)甚至超過液限。這樣，路基在化凍過程中強(qiáng)度顯著降低，以至喪失承載能力，在行車荷載作用下發(fā)生彈簧、開裂、鼓包、車轍，嚴(yán)重時(shí)泥漿外冒，路面大面積破壞，而瀝青路面在存在水分的條件下,經(jīng)受交通荷載和溫度脹縮的反復(fù)作用,一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上,同時(shí)由于水動(dòng)力的作用,瀝青膜漸漸地從集料表面剝落,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，成為瀝青路面水損害，水損害主要表現(xiàn)為:路面潮濕，顏色發(fā)黑;表面層出現(xiàn)松散、網(wǎng)裂乃至坑洞,松散的集料表面光溜溜的,集料與瀝青膜剝離,這是典型水損害現(xiàn)象。由于我省為季節(jié)性冰凍地區(qū)，春融期間路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)此類破壞非常明顯。

1 水損害現(xiàn)象

1.1 造成瀝青路面水損害破壞的主要原因之一是瀝青混合料空隙率過大。設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)為了考慮瀝青路面的抗滑性能、保證路面行車有一定的構(gòu)造深度，混合料設(shè)計(jì)空隙率一般都在6%以上，而據(jù)有關(guān)資料介紹，空隙率在8%～12%之間，路面水最容易侵入面層混合料內(nèi)部，一旦瀝青面層內(nèi)部含有一定的水分，水將在瀝青混合料內(nèi)部自由流動(dòng)，再加上車輛荷載的反復(fù)作用，面層中的水產(chǎn)生壓動(dòng)力，這部分水逐漸侵入到瀝青與集料的界面上，使瀝青膜漸漸地從集料表面脫離，最終導(dǎo)致瀝青與集料之間的粘結(jié)力喪失，造成水損害破壞。

1.2 瀝青混合料不均勻、空隙率過大。瀝青路面表面層和中面層同時(shí)產(chǎn)生的水損當(dāng)表面層和中面層都是空隙率較大的半開級(jí)配瀝青混凝土?xí)r,降水過程中,自由水較易滲入并滯留在表面層和中面層內(nèi);當(dāng)表面層是空隙率較大的半開級(jí)配、中面層是密實(shí)型瀝青混凝土?xí)r,在較長(zhǎng)時(shí)間的降水過程中,自由水透入表面層后有較長(zhǎng)時(shí)間從中面層的薄弱處透入中面層,并滯留在表面層和中面層內(nèi);當(dāng)表面層和中面層都是空隙率較小密實(shí)型瀝青混凝土?xí)r,如果瀝青混凝土的不均勻性較大,壓實(shí)度不足,局部小面積瀝青混凝土的實(shí)際空隙率較大,自由水也會(huì)長(zhǎng)期滯留在表面層和中面層內(nèi)。以上三種情況,瀝青路面表面層和中面層在大量車行荷載的作用下,會(huì)導(dǎo)致兩層內(nèi)瀝青混凝土中部分碎石上瀝青剝落,導(dǎo)致表面層產(chǎn)生網(wǎng)裂、變形和向外側(cè)推擠,或產(chǎn)生坑洞。

1.3 除瀝青混合料不均勻、空隙率過大有關(guān)外，還與瀝青和碎石間的黏結(jié)性能或有無抗剝落劑、交通量大小、重載車比重及公路沿線降雨量等因素有關(guān)。在中國南方潮濕地區(qū)，瀝青路面的水破壞數(shù)量及速度比北方干旱地區(qū)嚴(yán)重得多。近年來，部分高速公路開始采用改性瀝青或加抗剝落劑的SMA路面，雖然產(chǎn)生水破壞的數(shù)量和速度明顯改觀，但只要混凝土不均勻自由水能夠進(jìn)入并滯留的地方也不同程度地產(chǎn)生了水破壞。

2 瀝青路面產(chǎn)生水損壞防治措施

2.1 健全路面排水系統(tǒng)，路基路面排水系統(tǒng)的主要作用是攔截、匯集、排除流向公路的地面水和地下水，將路基范圍內(nèi)的土基濕度降低到一定限度以內(nèi)，保證路基常年處于干燥狀態(tài)，確保路基路面具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。須對(duì)排水設(shè)施進(jìn)行經(jīng)常性的、預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)和維修，確保其功能完好、排水順暢。同時(shí)根據(jù)實(shí)際使用情況，要不斷改善路基排水條件。在在排水系統(tǒng)中尤其要注意路面排水，路面排水一般通過橫向排水，要保證路面結(jié)構(gòu)具有足夠的路拱橫坡度，從而加快路面積水排除，要想保證路拱橫坡度，必須加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)維修，避免路面出現(xiàn)大面積的破壞，尤其是車轍和沉陷，造成路面積水，因此在施工中要強(qiáng)調(diào)路基路面結(jié)構(gòu)的壓實(shí)度，避免不均勻的沉降，同時(shí)加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)，避免出現(xiàn)路面積水。

2.2 施工過程質(zhì)量控制，混合料的拌和、攤鋪和壓實(shí) 攤鋪和壓實(shí)兩項(xiàng)工作是路面施工的重要環(huán)節(jié)。攤鋪質(zhì)量不好往往伴隨著裂縫、車轍等病害的發(fā)生。攤鋪過程中除嚴(yán)格按《規(guī)范》要求施工外，還應(yīng)著重控制攤鋪溫度、供料速度與前進(jìn)速度相協(xié)調(diào)、防止大料滾動(dòng)離析等環(huán)節(jié)。碾壓過程應(yīng)遵循少量噴水，保持高溫，梯形迭進(jìn)的原則。決不能片面追求平整度，進(jìn)行低溫碾壓，降低壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)；低溫碾壓易造成空隙率多大，壓實(shí)度不足，使路面滲水，導(dǎo)致早期破壞；過度碾壓易造成構(gòu)造深度偏小，甚至出現(xiàn)泛油病害，影響行車安全。碾壓過程要及時(shí)、迅速，并要保持碾壓要求。絕對(duì)不允許壓路機(jī)中途急停、轉(zhuǎn)向，一面發(fā)生推擠、擁包現(xiàn)象，從而影響平整度。

2.3 加強(qiáng)路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，通過對(duì)路況的連續(xù)性檢測(cè)、評(píng)價(jià)和分析后，制定出合理方案對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以預(yù)防損害的發(fā)生。通過評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、分析，并且考慮到交通量會(huì)逐漸增長(zhǎng)，針對(duì)有可能出現(xiàn)病害的路面采取有效合理的解決措施，以防止微小病害的發(fā)生甚至惡化。經(jīng)過預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)措施，將路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的破壞消滅在萌芽狀態(tài)之中，尤其路面結(jié)構(gòu)的破損造成水分的滲透，對(duì)路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水損害有著根本的解決作用。

3 結(jié)語

路面受到水的作用出現(xiàn)破損已成為瀝青路面的主要危害之一，應(yīng)引起足夠的重視，并根據(jù)其成因從路面設(shè)計(jì)、原材料進(jìn)場(chǎng)到具體施工，有針對(duì)性采取一系列預(yù)防和改善措施。同時(shí)，必須建立健全質(zhì)量保證體系，從管理部門、設(shè)計(jì)部門到施工部門，層層重視、層層控制、層層落實(shí)。只有這樣，才能從根本上減少瀝青路面的受到水影響出現(xiàn)破損現(xiàn)象的發(fā)生，使公路的使用質(zhì)量全面提高，更上新臺(tái)階。

[1]王虹.基于融雪化冰的傳導(dǎo)瀝青路面優(yōu)化設(shè)計(jì)及粘彈性響應(yīng)分析[D].武漢理工大學(xué)，2010.