公路工程瀝青路面水損害的危害及防治措施研究

鄭建明 李亞卓

（江西省交通設(shè)計研究院有限責(zé)任公司）

公路工程瀝青路面水損害的危害及防治措施研究

鄭建明 李亞卓

（江西省交通設(shè)計研究院有限責(zé)任公司）

瀝青路面水損害作為瀝青路面的常見病害形式，不僅會降低瀝青路面的結(jié)構(gòu)強度，縮短瀝青路面的使用壽命，同時也會直接影響瀝青路面的安全通車。本文針對瀝青路面的水損害問題，首先概述了水損害的主要危害及其成因，進(jìn)而提出了防范瀝青路面水損害的可行措施。

瀝青路面；水損害；原因；措施

瀝青路面的水損壞主要是指瀝青路面由于水分的滲入，在交通荷載的作用下，會對瀝青路面空隙中的水分產(chǎn)生動水壓力以及真空泵吸等反復(fù)循環(huán)作用，致使進(jìn)入瀝青路面混合料內(nèi)部的水分逐步滲入瀝青與集料之間的界面，并最終造成瀝青喪失對于集料的粘附性，因而會使瀝青膜在集料表面的脫落，并進(jìn)一步造成瀝青路面出現(xiàn)松散、唧漿、坑槽等一系列病害，導(dǎo)致瀝青路面使用壽命的下降。現(xiàn)階段瀝青路面的水損壞已經(jīng)成為瀝青路面早期病害的主要形式，對于瀝青路面的使用功能也會造成嚴(yán)重的不良影響。因此，必須深入分析瀝青路面水損壞的產(chǎn)生原因，進(jìn)而積極的采取措施防治瀝青路面水損壞問題的發(fā)生蔓延。

1 公路工程瀝青路面水損害的主要危害

水分在進(jìn)入瀝青路面之后，受到瀝青混合料材料結(jié)構(gòu)特性的影響，有可能滯留于瀝青路面結(jié)構(gòu)層中，在凍融循環(huán)或者是交通荷載的作用下，有可能會產(chǎn)生一系列的病害問題，影響瀝青路面的正常使用，降低瀝青路面的使用壽命，這些危害主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）造成瀝青路面出現(xiàn)網(wǎng)裂或者是下陷問題。瀝青路面中的水分滲入瀝青混合料結(jié)構(gòu)內(nèi)部之后，由于在動荷載作用下對混合料反復(fù)的沖刷會造成瀝青混合料強度的降低，并進(jìn)而造成瀝青路面出現(xiàn)開裂，裂縫的出現(xiàn)則進(jìn)一步加劇了水分滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，造成水損害問題的嚴(yán)重。

（2）瀝青路面的水損害會造成瀝青路面的唧漿。由于進(jìn)入瀝青路面的水分最終會進(jìn)入面層與半剛性基層的層間位置，在動荷載的泵吸作用下會對基層產(chǎn)生強烈的沖刷，造成基層的損壞，同時產(chǎn)生白色泥灰漿，造成瀝青路面出現(xiàn)嚴(yán)重的唧漿問題。

（3）在瀝青路面出現(xiàn)嚴(yán)重影響行車安全的坑槽問題。瀝青路面的自由水在進(jìn)入瀝青混合料內(nèi)部之后，在動水壓力的作用下會造成瀝青在集料表面的剝落，因而會造成瀝青與集料的粘附性降低，嚴(yán)重的會造成瀝青混合料的松散，誘發(fā)瀝青路面出現(xiàn)坑洞問題。

（4）導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)嚴(yán)重的轍槽。由于水分的侵入會造成瀝青混合料的松散，并導(dǎo)致瀝青混凝土材料強度的喪失，在車輪荷載的作用下會對松散區(qū)域的瀝青混凝土產(chǎn)生剪切應(yīng)力，并導(dǎo)致松散的瀝青混凝土向兩側(cè)擠出，在瀝青路面上形成嚴(yán)重的轍槽。

2 瀝青路面水損害產(chǎn)生原因分析

（1）對于瀝青路面水損害的評價指標(biāo)選擇不科學(xué)。當(dāng)前我國公路工程試驗規(guī)程中對于瀝青路面水損害的評價方法一般選擇水煮法、水浸法，雖然試驗條件相對較為簡單，但是在評價水損害方面的準(zhǔn)確性與可信度較差。

（2）瀝青與集料的粘附性能較差。集料與瀝青之間的粘附性能，直接關(guān)系到瀝青混合料的抗水損害能力。但是現(xiàn)階段在瀝青路面工程施工過程中由于施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格，導(dǎo)致用于瀝青混合料拌和生產(chǎn)的集料中的針片狀含量、含泥量以及粉塵較多，導(dǎo)致集料與瀝青之間的粘附性能大幅降低，水分滲入后就會出現(xiàn)水損害問題。

（3）混合料的配比設(shè)計不當(dāng)。在瀝青混合料配比設(shè)計階段，為了確保瀝青混合料具有一定的構(gòu)造深度以滿足抗滑性能的要求，要求瀝青混合料必須具有一定的空隙率，通常情況下空隙率一般都需要控制在6%以上，但是如果施工階段控制管理不嚴(yán)格，導(dǎo)致空隙率過大，特別是空隙率在8%～12%左右，就會造成瀝青路面水分侵入面層，造成路面出現(xiàn)水損害問題。

（4）瀝青路面的排水設(shè)施不當(dāng)?，F(xiàn)階段在公路工程路面排水設(shè)計上，對于路面排水重視不足，特別是缺少必須的瀝青路路面層間排水設(shè)施，導(dǎo)致瀝青路面經(jīng)常存在層間水聚集的問題，如果路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分不能夠自由的排出，則會造成瀝青路面出現(xiàn)水損害的問題。

3 瀝青路面水損害防范措施研究

（1）提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性。通過采取措施提高瀝青混合料的水穩(wěn)定性，也可以有效的避免瀝青混合料水損害問題的發(fā)生。針對瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，可以重點在以下幾方面著手：盡可能的選擇粗糙以及潔凈的集料，進(jìn)而在集料表面形成粗糙的構(gòu)造，增加瀝青對于集料的整體裹覆；由于瀝青一般呈酸性，而集料一般呈堿性，因此應(yīng)該選擇粘附性好的瀝青以及堿性石料；在瀝青混合料的配比設(shè)計階段，對于粘附性較差的集料，例如玄武巖或者是花崗巖，應(yīng)該通過添加抗剝落劑或者是生石灰等，提高集料與瀝青的粘附性。通過這些措施，強化集料與瀝青之間的粘附性，避免水損害問題的發(fā)生。

（2）優(yōu)化瀝青混合料的級配設(shè)計。根據(jù)相關(guān)的試驗研究表明，空隙率8%-12%的瀝青混合料最容易造成水分的滲入，因此應(yīng)該通過調(diào)整瀝青混合料的級配，將瀝青混合料的空隙率控制在合理的水平。通常情況下，密級配瀝青混合料的空隙率一般在6%以下，可以有效的避免水分的滲入，對于密級配作為瀝青路面的上面層材料。而開級配瀝青混合料由于結(jié)構(gòu)空隙較大，水分可以自由的流動，也不會出現(xiàn)水分的積聚，因此一般也不會出現(xiàn)嚴(yán)重的水損害問題。主要是對于間斷級配的瀝青混合料，由于容易造成空隙中出現(xiàn)動水壓力或者是毛細(xì)水壓力，因此也最容易出現(xiàn)水損害問題。在瀝青混合料的配比設(shè)計中應(yīng)該針對間斷級配進(jìn)行重點的控制，通過控制材料質(zhì)量、使用外摻劑或者是調(diào)整路面結(jié)構(gòu)等措施來避免水損害問題的發(fā)生。

（3）完善瀝青路面的排水系統(tǒng)設(shè)計。完善瀝青路面的排水系統(tǒng)設(shè)計是避免瀝青路面水損害問題最為直接有效的措施。在瀝青路面設(shè)計過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照《公路排水設(shè)計規(guī)范》中的相關(guān)要求，設(shè)置必要的瀝青路面層間排水設(shè)施?？梢栽诿鎸觾蓚?cè)設(shè)置排水的碎石盲溝及時排除瀝青路面層間水。此外，在瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，可以優(yōu)先考慮使用大粒徑透水性瀝青碎石作為柔性基層，這樣既可以提高瀝青路面的抗車轍能力，同時也能夠有效的作為排水層及時的排除層間水，進(jìn)而避免由于層間水分造成瀝青路面出現(xiàn)水損害問題。

（4）強化瀝青路面工程施工質(zhì)量以及養(yǎng)護(hù)管理。在瀝青混合料的施工過程中，應(yīng)該注意控制瀝青混合料的施工溫度，并確保瀝青混合料的壓實度，以免由于壓實度不合格造成瀝青混合料的空隙率過大。同時應(yīng)該做好面層與基層之間的封層以及頭層的施工，避免沿著瀝青路面下滲的水分造成對基層頂面的沖刷，加劇水損害問題的發(fā)展。在瀝青路面的養(yǎng)護(hù)管理上，應(yīng)該嚴(yán)格按照《瀝青公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》對瀝青路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，重點對于瀝青路面的各種裂縫以及坑洞，應(yīng)該及時的填縫或者是修補，避免由于這些病害造成水分的大量進(jìn)入，緩解瀝青路面水損害問題的蔓延發(fā)展。

4 結(jié)語

瀝青路面的水損壞作為當(dāng)前我國瀝青路面早期病害的主要形式，對于瀝青路面的正常使用有著非常不利的影響。由于造成瀝青路面出現(xiàn)水損壞的原因多種多樣，因此必須在總結(jié)分析瀝青路面水損壞產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，對瀝青混合料在材料質(zhì)量、配比設(shè)計、施工管理以及養(yǎng)護(hù)維修等方面進(jìn)行有針對性的處理，避免水損壞問題的出現(xiàn)影響公路瀝青路面的正常通車。