公路瀝青路面水防治措施

李陶宏

摘要：瀝青路面發(fā)生早期破壞的情況主要為雨季出現(xiàn)的水損害，深入了解瀝青路面水損害機(jī)理，提出相應(yīng)的水損害防治措施，對(duì)于提高瀝青路面使用性能，延長(zhǎng)路面使用壽命具有重要意義。通過了解瀝青路面水損害的型式、分析成因，總結(jié)防治瀝青路面水損害的主要措施：合理的路面組合結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的路面材料的選擇、控制施工質(zhì)量、加強(qiáng)道路的養(yǎng)護(hù)等。

關(guān)鍵詞：瀝青路面;水損害;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);施工質(zhì)量;路面養(yǎng)護(hù)

前 ?言

近年來，瀝青混凝土路面因具有強(qiáng)度高、平整性能好、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于我國(guó)各等級(jí)公路。但是，瀝青路面發(fā)生早期破壞的情況屢見不鮮，以雨季出現(xiàn)的水損害最為常見。因此，深入了解瀝青路面水損害機(jī)理，提出相應(yīng)的水損害防治措施，對(duì)于提高瀝青路面使用性能，延長(zhǎng)路面使用壽命具有重要的意義。

一、瀝青路面水損害類型及成因分析

1.瀝青路面水損害類型

水損害的位置是局部的，多發(fā)生在透水較嚴(yán)重且排水又不暢的部位，主要表現(xiàn)為以下幾種情況：路面坑洞、局部表面網(wǎng)裂和形變、唧漿、松散剝落、轍槽。

2.瀝青路面水損害成因分析

2.1 水損害的作用機(jī)理。水損害的作用機(jī)理，主要依據(jù)粘附理論。瀝青與礦料之間的粘附性取決于兩個(gè)條件：水和交通荷載。水是產(chǎn)生水損害的先決條件。瀝青混合料一旦長(zhǎng)時(shí)間處于水的包圍中，水分很容易浸潤(rùn)到瀝青與集料的界面，使集料和瀝青間的粘結(jié)力變?nèi)跎踔潦?，最終導(dǎo)致水損害。交通荷載是產(chǎn)生水損害的重要條件。一方面在交通荷載的反復(fù)作用下，瀝青與礦料的界面上就要發(fā)生剪切作用、礦料間也要發(fā)生剪切作用，界面一旦造成剪切破壞，水分就很快浸入，使得粘結(jié)力喪失而產(chǎn)生水損害。

2.2 產(chǎn)生水損害的外因。瀝青路面產(chǎn)生水損害的外因主要是降水量、交通量、交通組成以及行車速度。降水次數(shù)多、降水量大、延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，自由水進(jìn)入瀝青面層的機(jī)會(huì)就多，產(chǎn)生水損害的可能就大。自由水滲透進(jìn)瀝青面層的量也越大，水損害就可能更嚴(yán)重。車輛高速通過時(shí)，輪下的壓力會(huì)將結(jié)構(gòu)層中的水向下壓擠，車輪駛離時(shí)又產(chǎn)生相當(dāng)大的抽吸力，這兩種力的瞬時(shí)先后作用能將滯留在基層頂面的漿水唧出表面。

2.3 ?產(chǎn)生水損害的內(nèi)因。據(jù)研究，瀝青路面的空隙率在8%（相當(dāng)于設(shè)計(jì)空隙率4%、壓實(shí)度96%）以下時(shí)，瀝青層中的水在荷載的作用下一般不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)水壓力，不容易造成水損害破壞。排水性混合料的路面空隙率大于15%時(shí)，一般都采用改性瀝青，且水能夠在空隙中自由流動(dòng)，也不容易造成水損害破壞。而當(dāng)路面實(shí)際空隙率在8%-15%的范圍內(nèi)時(shí)，水容易進(jìn)入混合料內(nèi)部，且在荷載作用下易產(chǎn)生較大的毛細(xì)壓力成為動(dòng)力水，造成瀝青混合料的水損害破壞。由于礦料質(zhì)量、施工技術(shù)要求和工程管理等多方面的原因，在面層表面隨機(jī)分布著數(shù)量不一的薄弱點(diǎn)位。

三 瀝青路面水損害防治措施

1.防治水損害瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 瀝青面層設(shè)計(jì)。表面層在滿足基本性能要求的基礎(chǔ)上應(yīng)突出空隙率小、抗?jié)B水性能好、水穩(wěn)定性好、低溫抗開裂能力較高的特點(diǎn)，中面層重點(diǎn)要體現(xiàn)出良好的抗?jié)B性和抗剪強(qiáng)度，底面層在保證基本性能要求的同時(shí)，重點(diǎn)要體現(xiàn)良好的抗彎拉強(qiáng)度和抗?jié)B性能，故面層結(jié)構(gòu)宜選擇懸浮密實(shí)型的AC或Superpave瀝青混合料。

1.2 防水基層設(shè)計(jì)。半剛性基層具有較高的抗壓強(qiáng)度、回彈模量及一定的抗彎拉強(qiáng)度等優(yōu)良的力學(xué)性能、較好的板體性及整體性得到了廣泛的應(yīng)用。但同時(shí)半剛性基層作為一種散粒體材料，很容易在溫度變化及水分散失時(shí)產(chǎn)生很大的收縮變形，進(jìn)而會(huì)形成基層的收縮裂縫并進(jìn)而反射到面層，易造成水損害。因此，為避免或減少半剛性基層的不利因素，以防水為主要目的的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮模量較低、彎拉性能以及收縮性能較好的瀝青穩(wěn)定碎石（ATB）。

2.防治瀝青路面水損害材料設(shè)計(jì)

2.1 面層混合料設(shè)計(jì)。從水穩(wěn)定性的角度出發(fā)，選擇SiO2含量低、堿值高的集料，可與瀝青有較好的粘附性，對(duì)防水起到很好的效果。瀝青中的瀝青酸和酸酐等極性較大的成分，對(duì)于瀝青的表面活性具有非常大的影響，瀝青的酸性越大，則瀝青與集料的粘附性越強(qiáng)，瀝青混合料的水穩(wěn)定性也越好。在普通瀝青不能滿足粘附性要求時(shí)，有必要選擇使用改性瀝青。

2.2 瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料設(shè)計(jì)。瀝青穩(wěn)定碎石排水層混合料結(jié)構(gòu)上屬于骨架空隙結(jié)構(gòu)，由礦料骨架和瀝青砂漿構(gòu)成的一種多相分散體系，力學(xué)強(qiáng)度主要是礦料之間的內(nèi)摩阻力和嵌擠力，以及瀝青砂漿與礦料之間的粘結(jié)力。這種結(jié)構(gòu)對(duì)粗集料的強(qiáng)度要求比較高，而且要求有棱角，接近立方體，細(xì)長(zhǎng)扁平粒料很少，必須具有完全的破碎面。

2.3 抗水損害路面合理結(jié)構(gòu)。通過對(duì)結(jié)構(gòu)層及各層材料的充分研究與試驗(yàn)路現(xiàn)實(shí)論證，得出防水損害路面合理結(jié)構(gòu)：面層采用Superpave瀝青混合料防水結(jié)構(gòu)層，此種材料能夠有效的阻止水分進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)，很好的保護(hù)了結(jié)構(gòu)內(nèi)部不受水分的損害;基層結(jié)構(gòu)采用瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料排水結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑦M(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分順利排出，防止水分的長(zhǎng)期浸泡造成路面損壞。通過鋪筑試驗(yàn)路對(duì)比驗(yàn)證，此類結(jié)構(gòu)可有效降低瀝青路面早期水損害。

3.防治瀝青路面水損害施工措施

3.1 提高瀝青路面壓實(shí)度與平整度。瀝青混合料溫度過低是路面壓實(shí)度不足以及出現(xiàn)路面內(nèi)部存水的主要原因。避免雨天、夜間以及低溫施工，現(xiàn)場(chǎng)不得出現(xiàn)攤鋪機(jī)等運(yùn)料車的現(xiàn)象，也不得出現(xiàn)多輛運(yùn)料車現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間等待，以保證攤鋪及碾壓溫度。采用輪胎壓路機(jī)，以增加路面的密實(shí)性。

3.2 防止瀝青路面混合料離析。在瀝青混合料正式拌和時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制混合料的礦料級(jí)配，使其在規(guī)定的級(jí)配范圍內(nèi)，并接近標(biāo)準(zhǔn)配合比。混合料運(yùn)輸過程中，不論氣溫高低均應(yīng)用棉被覆蓋，防止混合料表面溫度降低、結(jié)殼，造成溫度離析。

4.防治瀝青路面水損害養(yǎng)護(hù)措施

雨季要巡視排水設(shè)施的狀況，及時(shí)清理堵塞的邊溝和排水設(shè)施。對(duì)已經(jīng)發(fā)生的路基沉降、開裂、坑槽立即采取補(bǔ)救措施;對(duì)路面排水不暢的應(yīng)迅速疏導(dǎo)。路面的損壞往往是由點(diǎn)到面，由局部到較大面積，因此采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)手段，可以將路面的損壞控制在早期和初期。采用熱拌瀝青混合料或者冷補(bǔ)材料及時(shí)補(bǔ)坑。對(duì)滲水嚴(yán)重的路段立即采用微表處全面封水。

四、結(jié)束語(yǔ)

在分析瀝青混凝土路面水損害的類型及成因的基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)路驗(yàn)證，提出防止瀝青混凝土路面水損害的防治措施：采用合理的路面結(jié)構(gòu)及適宜的材料，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)和加強(qiáng)道路竣工后的養(yǎng)護(hù)工作。只要做到以上幾個(gè)環(huán)節(jié)，既能防止瀝青路面早期水損害的出現(xiàn)，延長(zhǎng)道路使用壽命，又可帶來較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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