水損害在市政道路中的產(chǎn)生原因及處理措施的探討

【摘要】瀝青路面水損害現(xiàn)象主要是指在瀝青路面下有孔隙水存在，通常長(zhǎng)期的交通荷載及溫濕脹縮作用，路基內(nèi)存在的孔隙水逐漸形成動(dòng)水壓力或真空負(fù)壓抽吸的循環(huán)作用，促使瀝青和集料中逐漸由水分侵入，從而導(dǎo)致集料表面的瀝青膜剝落、逐漸使得瀝青混合料內(nèi)部的粘結(jié)力喪失，降低了路面結(jié)構(gòu)的使用性能。通過(guò)病害的加劇逐漸形成各類形變出現(xiàn)，最終導(dǎo)致路面中其他損壞現(xiàn)象發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】市政道路；瀝青路面；水損害

一、水損害現(xiàn)象的類型及作用機(jī)理

現(xiàn)階段，瀝青混凝土路面出現(xiàn)的早期病害中最常見(jiàn)的則是水損害，且具有較大的破壞力。其破壞形式主要包括：坑洞、網(wǎng)裂、轍槽、唧漿等。

1.網(wǎng)裂

在瀝青混凝土的空隙中自由水會(huì)逐漸浸入并出現(xiàn)滯留，由于水通過(guò)滲透會(huì)在表面層的下部或下層的交界面上滯留，所以瀝青剝落會(huì)從地面逐漸向上進(jìn)行蔓延。一旦層下部存在的較大碎石出現(xiàn)瀝青剝落后，下部瀝青混凝土的強(qiáng)度則會(huì)喪失，通過(guò)行車荷載的作用，面層則會(huì)有形變和網(wǎng)裂產(chǎn)生。

2.坑洞

當(dāng)表面層和中面層抽存在較大的孔隙率，且處于半開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土，且底面層存在較小的孔隙率時(shí)，通過(guò)降水，自由水輕易向表面層和中面層內(nèi)進(jìn)行滲入并滯留。當(dāng)表面層屬于半開(kāi)級(jí)配、中面層為密實(shí)型瀝青混凝土?xí)r，通過(guò)降水，自由水滲入表面層后的較長(zhǎng)時(shí)間會(huì)通過(guò)中面層的薄弱位置向中面層進(jìn)行滲透，并在表面層和中面層內(nèi)進(jìn)行滯留，通過(guò)大量車輛荷載的影響，導(dǎo)致兩層內(nèi)的瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青出現(xiàn)剝落，從而產(chǎn)生網(wǎng)裂、形變及向外推擠，甚至坑洞現(xiàn)象。

3.唧漿

當(dāng)路面出現(xiàn)早期損害時(shí)路面混合料則會(huì)有松散出現(xiàn)，水會(huì)輕易通過(guò)里程和路基進(jìn)行滲入，從而降低了路基的強(qiáng)度。當(dāng)降水出現(xiàn)后，由于瀝青面層混合料存在較大的孔隙率，水分則會(huì)向基層表面滲透。若下封層存在較差的施工質(zhì)量時(shí)，基層很容易出現(xiàn)裂縫附近的脫空現(xiàn)象，此時(shí)若存在較差的下面層施工質(zhì)量時(shí)，通過(guò)動(dòng)水壓力的反復(fù)作用，致使路面的抗疲勞性能降低，通過(guò)測(cè)量的反復(fù)荷載，形成疲勞破壞。

4.轍槽

通過(guò)行車荷載的作用，在面層下滯留的水會(huì)對(duì)碎石表面裹覆的瀝青膜造成影響，使其出現(xiàn)脫落，逐漸喪失了瀝青混凝土的強(qiáng)度，最終達(dá)到完全松散。通過(guò)行車輪跡的作用，瀝青混凝土松散的部位會(huì)向兩側(cè)進(jìn)行擠出，導(dǎo)致輪跡帶出現(xiàn)下陷，同時(shí)形成兩側(cè)鼓起，導(dǎo)致嚴(yán)重的轍槽出現(xiàn)。

二、瀝青路面水損害的原因

瀝青路面水損害是在瀝青路面中存在水分的作用下，通過(guò)交通荷載及溫度脹縮的反復(fù)作用，一方面水分向?yàn)r青及集料的界面中逐漸侵入，造成瀝青和石料界面的粘附性降低。其次，通過(guò)水分的浸泡或動(dòng)水壓力的影響，集料表面存在的瀝青膜會(huì)逐漸剝落，導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)力度喪失，從而出現(xiàn)路面破壞的產(chǎn)生。

瀝青自身的粘結(jié)力度對(duì)瀝青路面的強(qiáng)度造成影響。通常情況下導(dǎo)致瀝青路面水損害的原因主要包括兩方面：第一是粘附性不足：集料與瀝青相比，存在較大的水分吸引力，水分向?yàn)r青和集料之間進(jìn)行進(jìn)入時(shí)，瀝青和接料表面會(huì)有較小的接觸角，使得粘結(jié)力度降低，從而造成瀝青薄膜剝落的現(xiàn)象發(fā)生。第二則是瀝青和集料的粘聚力降低：由于水分向路面內(nèi)進(jìn)行滲入，導(dǎo)致瀝青逐漸變軟，降低了其自身的粘度，從而減小了瀝青路面的整體強(qiáng)度。瀝青路面水損害的內(nèi)因及先決條件導(dǎo)致水的形成，交通荷載作為路面損害的外部條件，通過(guò)實(shí)際工程實(shí)踐，可以看出導(dǎo)致瀝青路面水損害的原因主要包括以下幾方面：

1.從設(shè)計(jì)方面進(jìn)行分析

（1）防排水設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中最為薄弱的環(huán)節(jié)之一則是未能對(duì)防排水設(shè)計(jì)進(jìn)行重視；路面結(jié)構(gòu)層存在排水不暢；中央分隔帶向路面體進(jìn)行滲水；路表面及邊溝存在排水不暢，路面有積水存在；挖方路段路基滲水，運(yùn)用堵的方式對(duì)排水進(jìn)行處理，存在不當(dāng)?shù)拿显O(shè)置效果。

（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。瀝青路面存在較為單位的結(jié)構(gòu)形式，未能對(duì)瀝青路面自身排水進(jìn)行考慮，半剛性基層較為致密，有較差的排水性存在，使得基層排水性能指標(biāo)缺乏。路面較薄，具有較大的離析影響。路面過(guò)早出現(xiàn)開(kāi)裂，存在半剛性基層開(kāi)裂的反射縫及溫縮裂縫形成，各層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)組合。

（3）材料及配合比的設(shè)計(jì)。瀝青混合料存在不足的瀝青混合料，運(yùn)用抗剝落劑未能得到實(shí)現(xiàn)。不合理的瀝青混合料礦料級(jí)配，且有較大的孔隙率存在；路面密水性差，產(chǎn)生混合料水穩(wěn)定性不足。

2.從施工角度進(jìn)行分析，出現(xiàn)瀝青路面水損害的原因主要包括以下幾方面內(nèi)容：瀝青路面存在嚴(yán)重的離析，且有較差的混合料施工性能；瀝青路面有較差的密水性；施工壓實(shí)度不足，不敢對(duì)碾壓進(jìn)行放開(kāi)。施工存在嚴(yán)重的污染，層間的粘結(jié)無(wú)法構(gòu)成整體。

3.從養(yǎng)護(hù)角度進(jìn)行分析，將中低級(jí)公路養(yǎng)護(hù)模式及養(yǎng)護(hù)習(xí)慣進(jìn)行延續(xù)，安排養(yǎng)護(hù)從申請(qǐng)計(jì)劃到批準(zhǔn)實(shí)施，存在太長(zhǎng)的周期。不能對(duì)封縫及灌漿進(jìn)行及時(shí)應(yīng)用，超載車能夠增大超動(dòng)水壓力。

三、瀝青路面水損害的治理措施

現(xiàn)階段，瀝青路面水損害病害作為施工中的一項(xiàng)難題，具有復(fù)雜多樣的原因存在。在處理的過(guò)程中無(wú)法運(yùn)用單一的技術(shù)措施進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。所以，必須對(duì)病害產(chǎn)生前的防治及出現(xiàn)后的治理進(jìn)行控制，在各個(gè)方面運(yùn)用有效的治理措施，促使病害產(chǎn)生的可能性得到有效的縮小。

1.運(yùn)用合理的錄用材料

（1）盡可能運(yùn)用與瀝青存在較好粘附性的集料。確保石屑的質(zhì)量能夠與新修訂的規(guī)定要求得到滿足，對(duì)含泥量進(jìn)行減小，對(duì)機(jī)制砂進(jìn)行應(yīng)用。選擇礦粉時(shí)應(yīng)采用石灰?guī)r礦粉，禁止對(duì)酸性石料的石屑進(jìn)行使用。

（2）對(duì)酸值較小的瀝青進(jìn)行運(yùn)用，運(yùn)用改性瀝青，能夠使瀝青與集料之間的粘結(jié)進(jìn)行加強(qiáng)。

（3）對(duì)消石灰的摻入或存在長(zhǎng)期有效的抗剝落劑進(jìn)行推廣。

2.對(duì)合理的配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行運(yùn)用

（1）對(duì)新規(guī)范的配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行運(yùn)用，停止對(duì)Ⅱ型及B型抗滑表層級(jí)配進(jìn)行應(yīng)用，運(yùn)用粗型S型礦料級(jí)配進(jìn)行使用。

（2）對(duì)設(shè)計(jì)空隙率進(jìn)行嚴(yán)格控制，對(duì)空隙率的計(jì)算方法進(jìn)行統(tǒng)一。

（3）在規(guī)范中對(duì)滲水系數(shù)指標(biāo)進(jìn)行增補(bǔ)。

（4）對(duì)水穩(wěn)定性檢驗(yàn)指標(biāo)的合格標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行保證。

3.對(duì)路面施工質(zhì)量的管理

（1）運(yùn)用措施，對(duì)路面基層的質(zhì)量進(jìn)行加強(qiáng)，避免基層開(kāi)裂的問(wèn)題減少，采用封閉的方式對(duì)裂縫進(jìn)行處理，減少因此導(dǎo)致的瀝青面層反射裂縫的現(xiàn)象，避免水向面層結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)入。

（2）對(duì)瀝青混合料施工中各環(huán)節(jié)的溫度進(jìn)行控制，使其運(yùn)輸、碾壓及攤鋪的要求得到滿足，進(jìn)一步將面層達(dá)到平整、密實(shí)及無(wú)離析現(xiàn)象，促使其橫向排水的目的得到實(shí)現(xiàn)。

（3）避免運(yùn)用強(qiáng)振方式，為了將由于骨料被壓碎而形成的不利影響進(jìn)行避免，應(yīng)運(yùn)用重型輪胎壓路機(jī)實(shí)施揉搓碾壓，避免骨料壓碎現(xiàn)象得到避免，促使其密實(shí)度得到有效保證。

4.設(shè)計(jì)瀝青路面的結(jié)構(gòu)形式

（1）對(duì)柔性基層或組合式基層瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)用

在對(duì)柔性基層瀝青路面進(jìn)行運(yùn)用后，能夠?qū)⒒鶎铀窟M(jìn)行減少，促使自下而上的水損害現(xiàn)象得到有效的避免。即使不能將自上而下的水損害得到避免，也會(huì)對(duì)維修養(yǎng)護(hù)帶來(lái)一定的便利。

（2）對(duì)級(jí)配碎石過(guò)濾層進(jìn)行設(shè)置，使其發(fā)揮排水層的作用

在半剛性基層瀝青路面的瀝青層下對(duì)級(jí)配碎石過(guò)渡層進(jìn)行設(shè)置，能夠?qū)r青路面的水損害得到改善。過(guò)渡層發(fā)揮著兩個(gè)作用：第一是排水水分通過(guò)瀝青層之后進(jìn)入半剛性基層前是先從級(jí)配碎石層進(jìn)行通過(guò)，能夠進(jìn)行橫向排走，不會(huì)對(duì)半剛性基層表面造成損傷，形成浮漿。另外則是對(duì)半剛性基層收縮開(kāi)裂導(dǎo)致的反射裂縫進(jìn)行隔斷。

（3）對(duì)半剛性基層的礦料級(jí)配及設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

5.對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)進(jìn)行加強(qiáng)

（1）應(yīng)運(yùn)用熱拌瀝青混合料或冷補(bǔ)材料實(shí)施及時(shí)補(bǔ)坑。由于修補(bǔ)坑槽對(duì)混合料的使用較少，因此可對(duì)一些冷補(bǔ)材料進(jìn)行一定的儲(chǔ)備。及時(shí)在雨天實(shí)施修補(bǔ)時(shí)，該材料也不會(huì)對(duì)其造成妨礙，并能對(duì)交通實(shí)施開(kāi)放。

（2）運(yùn)用專業(yè)的施工機(jī)械設(shè)備實(shí)施擴(kuò)縫、補(bǔ)縫、清縫、及灌縫施工。由于對(duì)細(xì)縫進(jìn)行灌縫施工時(shí)難度較大，有時(shí)還應(yīng)對(duì)縫隙進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)寬。運(yùn)用高要求的灌縫材料進(jìn)行操作，避免通車后不會(huì)有帶走和擠出的現(xiàn)象發(fā)生。

（3）運(yùn)用微表處的方式對(duì)滲水嚴(yán)重的路段進(jìn)行封水?，F(xiàn)階段運(yùn)用范圍最廣的封水方式則是微表處處理。

四、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于瀝青混凝土路面出現(xiàn)的水損害，在多雨地區(qū)的出現(xiàn)極為嚴(yán)重。在已修建成的瀝青混凝土路面，重點(diǎn)對(duì)病害缺陷進(jìn)行修復(fù)，使其使用功能得到滿足，進(jìn)一步提升了瀝青混凝土路面的使用壽命。在新建道路施工中，應(yīng)結(jié)合合理的設(shè)計(jì)方法、施工工藝及施工材料，促使路面整體的抗水損害能力得到提升，從而避免瀝青路面水損害病害的形成。

參考文獻(xiàn)

[1]花福明，宮玉福，焦志華.瀝青混凝土路面水損害的形成條件及解決措施[J].黑龍江水專學(xué)報(bào)，2005（01）.

[2]羅志剛，周志剛，應(yīng)榮華，袁江雅.瀝青路面水損害淺析與排水處治措施[J].湖南交通科技，2002（04）.

[3]楊文鋒.瀝青混合料抗水損害能力研究[D].武漢理工大學(xué)，2005.