談高速公路瀝青路面水損害的原因及防治措施

姜聚欣

摘 要：針對高速公路瀝青路面的水損害問題，分析了造成瀝青路面水損害的主要原因，從瀝青混合料的級配組成、路面壓實(shí)度、空隙率、路面排水、水穩(wěn)定性等方面提出了具體的防治措施。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；水損害；路面排水；密實(shí)度

造成瀝青路面水損害破壞的原因非常復(fù)雜，大體上可以歸結(jié)為瀝青混合料空隙率過大、壓實(shí)度不足、路面滲水、路面厚度偏薄不均勻、瀝青混凝土混合料抗水損害能力不足、排水設(shè)施不完善等。

一、表面層瀝青混合料的級配組成

確定適用于當(dāng)?shù)刈匀粴夂驐l件的瀝青混合料級配組成是非常重要的，由于影響路面早期損害的因素很多，對瀝青混合料級配的要求要保證設(shè)計(jì)出的混合料有穩(wěn)定的集料骨架，較強(qiáng)的內(nèi)摩阻力，使混合料有足夠的能力抵抗溫度變化產(chǎn)生的變形。同時(shí)要求混合料經(jīng)過適當(dāng)?shù)膲簩?shí)可以得到適當(dāng)?shù)目障堵?，以保證混合料的密水性。表面服務(wù)特性則要求混合料較粗糙，鋪筑的路面有一定的構(gòu)造深度。從施工角度要求考慮混合料的施工均勻和壓實(shí)后的空隙率要求，以及路面攤鋪厚度和集料最大粒徑的合理搭配，瀝青面層能否達(dá)到這些使用要求，與所用瀝青、瀝青混合料的類型和性質(zhì)，以及瀝青面層的厚度有密切的關(guān)系，應(yīng)該根據(jù)各種混合料的特性來選擇合適的面層結(jié)構(gòu)。

回顧我省早期修建的沈大、沈撫、沈陽繞城高速公路都采用了I型密實(shí)式瀝青混凝土，路面滲水很少，并沒有發(fā)生水損害破壞現(xiàn)象，但構(gòu)造深度較小達(dá)不到抗滑要求。后來設(shè)計(jì)規(guī)范路面構(gòu)造深度作為抗滑性的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)要求，所以在以后修建的高速公路表面層都用了AK-13抗滑表層級配。隨著構(gòu)造深度的增大，空隙率也隨著增大，設(shè)計(jì)空隙率往往在6%以上，路面實(shí)際空隙率在10%以上，成為滲水的半開結(jié)構(gòu)。后來一些部門對級配作了各種調(diào)整，盡管在理論上有很多優(yōu)點(diǎn)，但有些受級配和油石比的波動(dòng)影響比較敏感，稍有變化容易造成不均勻，實(shí)際效果并不理想。

二、提高路面壓實(shí)度，減小空隙率

壓實(shí)度不滿足設(shè)計(jì)要求是早期水損害最普遍的原困，據(jù)研究，當(dāng)設(shè)計(jì)空隙率為4%，瀝青路面空隙率在8%（壓實(shí)度96%時(shí)）以下時(shí)，瀝青層中的水在荷載作用下一般不會產(chǎn)生水壓力，不容易造成水損害。路面壓實(shí)度不足，空隙率高于8%，就容易滲水，引起路面破壞。因此，在施工中對瀝青混合料壓實(shí)度的質(zhì)量控制應(yīng)引起高度的重視。實(shí)際工程調(diào)查中，以鐵四高速公路路面壓實(shí)度為例，按馬歇爾密度控制，根據(jù)抽檢試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，很多路段壓實(shí)度不足，這是由于馬歇爾密度控制路面壓實(shí)度造成的。57KM路面壓實(shí)度盡管均滿足規(guī)范96%的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，無一不合格，但如果用最大理論密度92%去衡量，有35%的密度不合格。若用93%的最大理論密度去衡量，則有60%不合格。

三、路面排水

水是路面水損害破壞的主要自然因素，現(xiàn)在的問題是瀝青面層本身是透水的，即使是很致密的級配，也難免會由于瀝青混合料攤鋪時(shí)的離析而局部透水。因此，雨季水進(jìn)入瀝清面層內(nèi)部是不可避免的。但是過去在路面設(shè)計(jì)中，一般不考慮路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的排水問題，相反普遍設(shè)計(jì)了埋置式路緣石，阻礙了滲入路面內(nèi)部水的排出，特別是平順路段和凹曲路段，埋置式路緣石使路表水不能從邊緣迅速排出，反而阻擋路表水形成局部積水，這個(gè)問題在橋面上表現(xiàn)特別突出。因此做好路面排水應(yīng)引起設(shè)計(jì)部門的高度重視，建議從以下幾個(gè)方面考慮路面排水問題：

（一）路面設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮瀝青混合料內(nèi)部層間水和縫隙水的排出問題，保證滲入路面內(nèi)部水能排出路面?？稍诼访嬷?、下面層邊緣緊貼路緣石設(shè)置15-20cm寬的縱向排水盲溝，盲溝中加設(shè)土工布，鋪筑碎石層，上面覆蓋瀝青表面層。碎石層縱向每隔3-5m設(shè)一個(gè)出水口，出水口處的埋置式路緣石下部預(yù)留排水通道，使?jié)B入面層內(nèi)問的水沿縱向排水盲溝排出路面。

（二）開展級配碎石柔性基層和瀝青碎石性基層的研究，我國高速公路普遍采用的半剛性基層，也是不透水的，滲入路面的水容易積聚在基層表面，形成浮漿?；鶎右灰紤]透水性能，是一個(gè)值得研究的問題，現(xiàn)時(shí)為更好地解決路面排水問題在我國對柔性基層的研究和應(yīng)用已經(jīng)很有必要了。

（三）做好中央分隔帶的排水，避免綠化澆水橫向滲入路基。如果不能保證排水，可以考慮不設(shè)綠化帶。

（四）保證路表排水，擋水式路緣石滯留在路面上形成積水，在排水不暢的彎道和凹曲線底部，可不設(shè)路緣石，做好路肩和邊坡防護(hù)。

（五）加強(qiáng)路面層間結(jié)合，防止水的滲入，粘層油可以起到保證各瀝青層共同受力和防止水滲入下一個(gè)結(jié)構(gòu)層的作用。因此，各瀝青層之間必須設(shè)置粘層油，并且保證粘層油的施工質(zhì)量。

四、提高瀝青混合料水穩(wěn)定性

水損害是由于水的侵入而導(dǎo)致集料上瀝青膜剝落造成路面松散破壞。為滿足路面抗滑性能對集料質(zhì)量的要求，面層集料多采用抗磨光性能好的酸性或中性集料，但這些集料與瀝青的粘附不好，致使瀝青混合料的抗水損害能力嚴(yán)重不足。在瀝青中添加抗剝落劑是提高瀝青路面抗水損害能力的有效方法。但在瀝青中添加抗剝落劑和礦料存在一個(gè)融合性問題，瀝青、礦料確定后選擇什么樣的抗剝落劑最有效，必須按試驗(yàn)規(guī)程嚴(yán)格進(jìn)行評價(jià)。國外普遍采用消石灰改善瀝青與石料的粘附性，取得了很好的效果。美國、目本和我國規(guī)范都把摻入1%-2%消石灰或水泥作為改善瀝青粘附性的第一措施。因此，在采用與瀝青粘附性不好集料時(shí)，首先應(yīng)考慮采用消石灰作為改善瀝青粘附性的措施，另外，在混合料配合比組成設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對瀝青混合料的抗水損害與石料粘附性試驗(yàn)合格，雙重合格才能認(rèn)定路其抗水損害能力合格。

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