探析瀝青路面水損害的成因與對(duì)策

馬小明

（甘肅省隴南公路管理局武都公路管理段，甘肅隴南746000）

探析瀝青路面水損害的成因與對(duì)策

馬小明

（甘肅省隴南公路管理局武都公路管理段，甘肅隴南746000）

簡(jiǎn)要分析了瀝青路面水損害的成因，并提出了相應(yīng)的防治對(duì)策，希望能夠提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

瀝青路面；水損害；成因；對(duì)策

引言

道路運(yùn)輸安全與穩(wěn)定受到路面完整性與平坦度的影響，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，很容易有破損問(wèn)題出現(xiàn)于瀝青路面，影響到運(yùn)輸安全；而大部分的路面破碎與水有著直接關(guān)系，需要引起足夠的關(guān)注和重視[1]。

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展速度不斷加快，很大程度上增加了道路負(fù)荷，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)了不同程度的破壞，其中，最容易出現(xiàn)瀝青路面水損害。水損害的出現(xiàn)，會(huì)直接影響到車輛運(yùn)行速度、養(yǎng)護(hù)資金投入以及道路使用壽命。道路建設(shè)中，適當(dāng)改良瀝青混合料配合比，優(yōu)化面層結(jié)構(gòu)，能夠有效防治車轍、抗滑現(xiàn)象，卻對(duì)瀝青路面水穩(wěn)定性造成嚴(yán)重?fù)p害。

1 瀝青路面水損害的定義和形成機(jī)理

1.1 定義

瀝青路面水損害指的是瀝青路面施工結(jié)束，且正常通行后，在有空隙水的環(huán)境下，經(jīng)過(guò)交通荷載及溫濕脹縮等作用，水分進(jìn)入了瀝青與集料的界面上，降低了瀝青混合料內(nèi)部粘結(jié)性，集料表面脫離瀝青膜，降低了路面結(jié)構(gòu)的使用性能，進(jìn)而造成一系列的路面損壞出現(xiàn)，如網(wǎng)裂、麻面、掉粒等。

1.2 瀝青路面水損害的形成機(jī)理

目前，在研究瀝青路面水損壞機(jī)理方面，主要有兩種理論，分別為粘附性理論和粘結(jié)性理論。粘附性理論指的是損失粘附力，瀝青與集料發(fā)生脫落現(xiàn)象；根據(jù)相關(guān)計(jì)算結(jié)果表明，如果集料與瀝青界面中有水分侵入，那么集料與瀝青的粘附就會(huì)被具有較高熱力值的集料和水的粘附所取代，進(jìn)而剝離瀝青膜。而粘結(jié)性理論則主要研究的是粘結(jié)力損失問(wèn)題，壓實(shí)瀝青混合料中的粘結(jié)力主要表現(xiàn)在車輛荷載作用下混合料的整體性方面，根據(jù)穩(wěn)定性試驗(yàn)與抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)可以得知，粘結(jié)力會(huì)直接受到瀝青膜厚度的影響，而瀝青膜中侵入水分，或者有孔隙膨脹出現(xiàn)，就會(huì)直接影響到瀝青和礦料之間的粘結(jié)力[2]。

2 瀝青路面水損害的影響因素

研究表明，一般在雨季或凍融循環(huán)期內(nèi)容易出現(xiàn)瀝青路面水損害，其中，最容易出現(xiàn)于排水不暢、面層透水路段。具體來(lái)講，包含以下影響因素。

2.1 內(nèi)部因素

首先為集料性質(zhì)，組成集料的礦物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)比較獨(dú)特，集料可以形成憎水性或者親水性材料，而瀝青剝落會(huì)直接受到水吸附能力的作用和影響；且瀝青混合料穩(wěn)定性也會(huì)在一定程度上受到集料表面積、化學(xué)性質(zhì)、孔隙大小的影響。其次為瀝青性質(zhì)，瀝青性物質(zhì)較多的話，就具有較強(qiáng)的粘性和抗水性能。最后為瀝青混合料孔隙率，根據(jù)研究表明，瀝青混合料抗水能力會(huì)主要受到瀝青混合料設(shè)計(jì)、實(shí)際孔隙率的。一般來(lái)講，瀝青路面的孔隙率如果在8%～15%之間，那么混合料內(nèi)部就容易侵入水分，在車輛荷載反復(fù)作用下，有凍水壓力產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致水損害問(wèn)題的發(fā)生。此外，集料離析、溫度離析的存在，也會(huì)影響到瀝青路面壓實(shí)度的均勻性，很容易導(dǎo)致局部水損害的發(fā)生。

2.2 外部因素

首先，沒(méi)有科學(xué)設(shè)計(jì)路面排水系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，道路一般在路基、路界地表范圍集中開展排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，沒(méi)有充分考慮采用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)層的內(nèi)部排水，水分排出會(huì)在較大程度上受到砌筑式路肩、埋置式路緣石的阻礙作用，導(dǎo)致礦質(zhì)集料中進(jìn)入水分和空氣，且受到車輛荷載、真空吸附等反復(fù)作用，促使瀝青路面早期水損害發(fā)展得到加速。

其次，在行車荷載作用下，有動(dòng)水壓力形成于路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)，這樣水分對(duì)瀝青膜的剝離速度就急劇加快，加劇了水損壞病害。

3 瀝青路面水損害的防治對(duì)策

3.1 科學(xué)開展路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制

要將組合式基層、柔性基層等積極運(yùn)用到瀝青路面結(jié)構(gòu)中，以保證從級(jí)配碎石基層中有效排出水分；且因?yàn)闉r青層具有較大厚度，在加強(qiáng)路徑過(guò)程中，會(huì)逐漸削弱深入基層的水量，這樣路面結(jié)構(gòu)層中的自由水就不會(huì)有過(guò)長(zhǎng)的積滯時(shí)間，可以有效防治自下而上的水損害，促使路面結(jié)構(gòu)性能得到有機(jī)改善?？梢詫⒓?jí)配碎石過(guò)濾層設(shè)置于半剛性基層瀝青路面下，發(fā)揮過(guò)渡層功能，在級(jí)配碎石層中橫向排水，避免對(duì)基層表面造成損傷和浮漿問(wèn)題的出現(xiàn)。同時(shí)，半剛性基層收縮開裂導(dǎo)致的反射裂縫也可以被級(jí)配碎石層有效隔斷。研究發(fā)現(xiàn)，瀝青路面水損害問(wèn)題的出現(xiàn)，主要原因是半剛性基層具有過(guò)大的強(qiáng)度和剛度，因此，需要對(duì)礦料級(jí)配、設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求作適當(dāng)調(diào)整，對(duì)抗干燥劑的劑量適當(dāng)降低，對(duì)粗集料比例有效提升，促使基層強(qiáng)度與剛度得到降低?；鶎咏Y(jié)構(gòu)厚度在18 cm以上的基礎(chǔ)上，選擇的材料需要具備較強(qiáng)的抗沖刷能力和較好的水穩(wěn)性，根據(jù)強(qiáng)度剛度的差異，對(duì)路面結(jié)構(gòu)層合理安排，促使基層抗變形能力、強(qiáng)度等符合要求。

3.2 做好施工質(zhì)量控制

為了有效防治路面水損害，要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。首先緊密結(jié)合路基施工規(guī)范，對(duì)壓實(shí)厚度科學(xué)控制；選擇在混合料最佳含水量狀態(tài)下一次性壓實(shí)，借助于臺(tái)階層壓法開展新舊路結(jié)合部技術(shù)處理，促使銜接部位的壓實(shí)度、緊密性得到保證，設(shè)置緊密與平順的接縫。要著重防治裂縫病害，將交通道路石油瀝青優(yōu)先運(yùn)用到瀝青面層，以便對(duì)溫度裂縫有效防治；開展集料篩分試驗(yàn)、馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，科學(xué)測(cè)定最佳瀝青用量；合理鋪壓，適當(dāng)增大密實(shí)度。嚴(yán)格控制面層攤鋪質(zhì)量，依據(jù)130～150℃的標(biāo)準(zhǔn)控制攤鋪溫度，經(jīng)過(guò)多次碾壓和攤鋪，控制厚度均勻性，促使混合料孔隙率符合要求；根據(jù)10m標(biāo)準(zhǔn)控制一次鋪寬，避免有粗粒料離析問(wèn)題出現(xiàn)；要緊密遵循高溫、梯形漸進(jìn)的原則開展碾壓，將路面平整度、壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)充分納入考慮范圍，避免出現(xiàn)早期水損壞問(wèn)題[3]。

3.3 做好運(yùn)營(yíng)期的維護(hù)管理工作

在道路運(yùn)營(yíng)期，重車方向行車道容易出現(xiàn)于瀝青路面水損壞，加之交通荷載、氣候環(huán)境等因素容易衰減路面抗水損害能力，進(jìn)而導(dǎo)致松散、車轍、掉粒等病害現(xiàn)象發(fā)生。如果沒(méi)有合理科學(xué)養(yǎng)護(hù)這些病害，水損害必然會(huì)逐漸加劇，影響道路交通行車安全，增加后期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用成本。因此，需要對(duì)道路后期養(yǎng)護(hù)管理產(chǎn)生足夠重視。首先，積極整治超限超載車輛，科學(xué)組織管理超載車輛的通行；其次要做好水整治工作，在下雨天氣的巡視過(guò)程中，要充分重視排水設(shè)施完好程度，疏導(dǎo)路面排水不暢地段。下雪天氣則要及時(shí)除雪，避免路緣長(zhǎng)時(shí)間積存雪。

4 結(jié)語(yǔ)

在諸多因素的綜合作用下，瀝青路面很容易出現(xiàn)水損害問(wèn)題，帶來(lái)嚴(yán)重影響。針對(duì)這種情況，相關(guān)部門要科學(xué)分析瀝青路面水損害發(fā)生原因，結(jié)合實(shí)際情況，采取針對(duì)性的預(yù)防措施。

[1]周克力.京秦高速公路瀝青路面水損壞成因分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化, 2006(4):52.

[2]林天發(fā).瀝青路面水損壞成因分析與處治措施研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2013(1):21.

[3]林嘉.高速公路瀝青路面水損壞成因及其養(yǎng)護(hù)[J].四川建材,2015 (6):81.

（編輯：王璐）

Causes and Countermeasures ofW ater Damage of Asphalt Pavement

M a Xiaom ing
(WuduHighway M anagement Section,Longnan Highway Adm inistration Bureau in Gansu Province,Longnan Gansu 746000)

This paper briefly analyzes the causes of water damage of asphalt pavement,and puts forward the corresponding countermeasures,providing some valuable reference advice.

asphalt pavement;water damage;cause;countermeasures

U418.6

A

2095-0748(2016)23-0043-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.23.20

2016-11-27

馬小明（1974—），男，甘肅隴南宕昌人，畢業(yè)于中央廣播電視大學(xué)，工程師，研究方向：公路養(yǎng)護(hù)。