瀝青混凝土路面的早期剝離破壞原因及對(duì)策分析

張艷才，張善明，劉明明

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

瀝青混凝土路面的早期剝離破壞原因及對(duì)策分析

張艷才，張善明，劉明明

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

瀝青混凝土路面的剝離破壞大多發(fā)生在路面使用初期，由于剝離現(xiàn)象的出現(xiàn)，造成了路面大面積的開(kāi)裂破壞，同時(shí)伴有較多的坑槽、松散、車轍等病害，嚴(yán)重?fù)p害了路面的路用性能，影響了交通安全，增加了工程維修費(fèi)用。按我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范要求，高速公路瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)使用年限為15年，期間允許中修罩面一次，但實(shí)際上，為什么在我國(guó)有很多高速公路瀝青面層都發(fā)生了大量的早期瀝青混凝土路面剝離病害呢，本文將結(jié)合國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就剝離的有關(guān)問(wèn)題做一探討。

瀝青路面；質(zhì)量控制；病害防治

1 剝離產(chǎn)生原因及特征分析

剝離就是瀝青從骨料表面剝落，即瀝青和骨料表面失去了粘結(jié)力的現(xiàn)象。剝離現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是水損害造成的。而造成水損害的主要原因是混合料的空隙率大和瀝青與集料的粘附性差。瀝青混凝土中包裹的骨料在接觸水時(shí)，由于和荷載的反復(fù)作用，形成強(qiáng)大的動(dòng)水壓力沖刷瀝青混合料；集料間的粘附力喪失，瀝青材料就從骨料表面剝落下來(lái)，因此水和交通荷載外力是產(chǎn)生剝離的重要因素。由于水的作用或者水與交通荷載共同作用，而發(fā)生路面水損害。

剝離造成路面破壞可分為兩個(gè)階段來(lái)說(shuō)明，第一階段就是由于大輪壓的剪斷破壞，骨料從別的骨料表面滑落時(shí)，滑面的瀝青薄膜被磨掉，失去了粘附劑的功能；導(dǎo)致瀝青膜逐漸從集料表面剝離；第二階劑瀝青膜從集料表面剝離狀態(tài)下，外力荷載反復(fù)作用，造成了路面層急劇破壞，發(fā)生膨脹，結(jié)果在擴(kuò)張的縫隙中水就侵入了。

剝離的原因具體可分為：構(gòu)成混合料材料的性質(zhì)等內(nèi)部原因和作用于混合料的水及交通荷載等外部原因。內(nèi)部因素有：骨料的巖種、骨料的吸水性、瀝青的粘滯度、瀝青用量、骨料的粒度及干燥程度、施工溫度、剝離劑的有無(wú)等。外部因素主要有：填挖方之別、地下水位、縱橫坡度、路基排水狀況、路基填料及含水量、交通荷戴、氣候條件等。在以上的因素中，主要是骨料的二氧化硅含有量(即酸堿性)、骨料對(duì)水的親和性、骨料的特征(組成、表面組織、表面附著成分、粒度、比表面積、氣孔率、化學(xué) 反應(yīng)性)、瀝青的粘滯性和改質(zhì)程度等。

當(dāng)然，剝離的問(wèn)題不是簡(jiǎn)單用一兩種原因能說(shuō)明的，是各種各樣原因同時(shí)或階段性的影響造成的，正確的定性、定量較難。

2 剝離的防止對(duì)策

剝離造成的主要原因是瀝青薄膜受水及交通荷載反復(fù)作用，從骨料表面脫離。因此作為防止對(duì)策就是不使水對(duì)瀝青混凝土發(fā)揮作用，即不讓瀝青接近水，或者即使瀝青混凝土接近水，瀝青薄膜也難以從骨料表面脫離。前者為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方面上的對(duì)策，后者為材料配合方面的對(duì)策。

2.1 瀝青混凝土配合比、厚度等設(shè)計(jì)方面

前面已經(jīng)講過(guò)，水是造成瀝青混合料剝離的主要原因，因此在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用不滲水的路面結(jié)構(gòu)，一般地講，瀝青用量大、2.5 mm通過(guò)量多的連續(xù)型密級(jí)配混合料，能有效地防止水害問(wèn)題的發(fā)生。

我國(guó)瀝青混凝土級(jí)配技術(shù)指標(biāo)中，可能受國(guó)外長(zhǎng)期瀝青路面車轍問(wèn)題的影響，為改善瀝青路面層熱穩(wěn)性，石料粒徑偏粗，2.5～10 mm填料成份偏少，從抗水害能力、增加瀝青混凝土的耐久性角度講，是十分不利的。

此外，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高瀝青用量，實(shí)驗(yàn)表明，瀝青用量高，能有效地提高路面的抗水害能力；砂子用量不宜過(guò)高，盡量偏于中、下值(砂子用量應(yīng)小于10%)；0.3 mm篩孔通過(guò)量不宜太小，否則會(huì)影響膠漿結(jié)成，此檔料可由礦粉進(jìn)行調(diào)整；適當(dāng)增加礦粉用量，使礦料的比表面積增大，相應(yīng)增加瀝青膜的厚度；從而限制礦料之間的滑動(dòng)，使混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性和抗水害能力，同時(shí)，由于礦粉用量的增加，瀝青用量也相應(yīng)增加，則相應(yīng)增加子瀝青混合料的韌性，對(duì)抵抗路面開(kāi)裂、延長(zhǎng)瀝青混合料疲勞壽命也有非常積極的影響。

空隙率的大小直接影響瀝青混合料的滲透性?？障堵市∮?%混合料處于致密狀態(tài)，基本不滲水不易發(fā)生水損害，空隙率大于14%(為透水性路面)，水很容易從空隙中流走，基本上也不會(huì)發(fā)生水損害；空隙率處于8%～12%之間，屬于瀝青路面的最不利狀態(tài)，最易發(fā)生水損害，應(yīng)極力避免，因此，設(shè)計(jì)合理的混合料空隙率對(duì)提高瀝青的抗剝離性能是十分重要的。防止瀝青路面水損害從空隙率角度講，可以從兩種途徑入手，一種為設(shè)計(jì)大空隙的瀝青路面(透水性路面)，使進(jìn)入瀝青混合料內(nèi)部的水分能迅速排除；另一種為防止或減少水分進(jìn)入瀝青混合料內(nèi)部，則要求瀝青混合料的空隙要小，—一般認(rèn)為瀝青混合料最合理的殘余空隙率為4%。

2.2 結(jié)構(gòu)上的對(duì)策

a 遮水方法

主要用砂礫等粒狀材料及石灰處理層為隔水墊層，或在瀝青混凝土下面鋪設(shè)富配合的瀝青與礦粉的混合料作為遮水層，其空率應(yīng)控制在1%以下，厚度從施工可能考慮應(yīng)在2.5 cm以下。此外還有，在瀝青混凝土下面層使用空隙率大、熱定性好的開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土作為隔水層，它的空隙率大，由于毛細(xì)管現(xiàn)象，水上升的少，即使瀝青剝離，由于骨料間嚙合，它的穩(wěn)定性也不會(huì)降低。

b排水方法

主要指適當(dāng)采用滲水井、橫向盲溝等排水設(shè)施；另外還有，將砂礫墊層向兩側(cè)延伸直至路基邊坡表面；路基材料采用透水性材料，嚴(yán)禁填筑含有粘性土成分或瘀泥質(zhì)多的填料等。

3 材料設(shè)計(jì)方面的對(duì)策

3.1 采用堿性骨料

因?yàn)樗嵝怨橇媳砻鎺в胸?fù) 電荷、易親水，不宜采用；應(yīng)采用堿性骨料，如石灰?guī)r、玄武巖、輝綠巖等。但堿性石料若含水量大，瀝青也易剝離，因此必須控制其含水量。另外，還必須嚴(yán)格控制有機(jī)質(zhì)含量及針片狀等。

3.2 瀝青的選用

采用針入度在40～60間的瀝青抗剝離性能好；瀝青薄膜加熱后軟化點(diǎn)上升小的瀝青抗剝離性能好，當(dāng)然，最好采用改性瀝青材料，它基本可以消除水損害問(wèn)題。

3.3 石灰

選用消石灰抗剝離劑，消石灰可改變骨料的比表面積，提高瀝青的粘附性，且它能使骨料表面活性化，在施工中先把消石灰稀釋成稀漿狀，然后添加在骨料中存放后，在與瀝青拌和；此外，使用銨基類抗剝離劑，它是陽(yáng)離子界面活性劑，防止酸性巖的離效果最好。

4 施工上的對(duì)策

新生產(chǎn)的骨料抗剝離性能差，因此破碎后至、少應(yīng)放置一周以上。

嚴(yán)格控制砂礫墊層的施工質(zhì)量，保證充分壓實(shí)。

嚴(yán)格控制路面基層的施工質(zhì)量：對(duì)水穩(wěn)砂礫基層混合料級(jí)配、含水量等嚴(yán)格控制；加強(qiáng)碾壓及灑水養(yǎng)生工作。

要使骨料干燥且充分拌和，使骨料和瀝青很好地附著。嚴(yán)格控制好拌和時(shí)間。如拌和時(shí)間短，-混合料可能不均勻或出現(xiàn)花白料，但時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響拌和樓產(chǎn)量。拌和時(shí)間可根據(jù)拌和樓試拌確定。

要充分壓實(shí)，嚴(yán)格控制瀝青混凝土的壓實(shí)度和空隙率；處理好施工縫，一旦路面發(fā)生破壞，立即：進(jìn)行封層等補(bǔ)修處理。

5 結(jié) 論

隨著科技的迅猛發(fā)展,施工技術(shù)也必將迎來(lái)革命性的飛躍。對(duì)公路質(zhì)量的控制方法將更豐富、簡(jiǎn)便，公路的質(zhì)量也更有保證。對(duì)施工者的要求更高，我將積極的充實(shí)自己以便更好地為人民服務(wù)。

[1] 萬(wàn)德臣，王春生，武鶴.路基路面工程[M].高等教育出版社，2005.

[2] 沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3] 黃曉明.瀝青與瀝青混合料[M].南京：東南大學(xué)出版社，2001.

U416.217

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1008-3383(2017)08-0111-02

2016-12-05

張艷財(cái)(1984-)，男，總工，研究方向：道路施工。