市政道路瀝青路面水損害成因及有效防治分析

閻 健

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030000)

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市政道路瀝青路面水損害成因及有效防治分析

閻 健

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030000)

介紹了公路工程中水損害路面結(jié)構(gòu)的類型，分析了瀝青路面水損害現(xiàn)象的產(chǎn)生原因，并從排水設(shè)施、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、質(zhì)量管理、超載控制等方面，提出了瀝青路面水損害問題的防治措施，有利于延長公路的使用壽命。

瀝青路面，水損害，排水設(shè)施，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在市政道路建設(shè)過程中，瀝青混凝土路面得到廣泛的應(yīng)用，究其原因是由于其具有多種優(yōu)點(diǎn)。然而，公路瀝青路面中存在多種病害，最為常見的是水損害，相應(yīng)的將會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)各種問題，如麻面、剝離以及掉粒松散等，造成對(duì)路面基層的損害，嚴(yán)重者引發(fā)路面龜裂等方面問題，最終引發(fā)瀝青路基出現(xiàn)沉降、坍塌以及開裂等問題，直接影響著路面的使用質(zhì)量與壽命。

1 瀝青路面出現(xiàn)水損害的現(xiàn)象及其原因

現(xiàn)階段，我國的公路工程中經(jīng)常出現(xiàn)各種質(zhì)量隱患，究其原因可以知道與水存在密切的聯(lián)系，尤其是由水損壞所引起的。根據(jù)以往的工作經(jīng)驗(yàn)，可以將水損害路面結(jié)構(gòu)劃分為以下幾種類型。

1.1 松散類型

水損害路面最為常見的松散類型，主要表現(xiàn)為路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)以下幾個(gè)現(xiàn)象，如麻面、坑洞、掉粒以及松散等，究其原因主要是受到瀝青公路面層存在縫隙水壓力的影響，致使瀝青膜出現(xiàn)嚴(yán)重的剝落現(xiàn)象。同時(shí)，由于混合料間的粘結(jié)力逐漸喪失，導(dǎo)致路面出現(xiàn)松軟的狀況，而后不斷的涌現(xiàn)出各種路面的缺陷問題。

1.2 裂縫類型

路面由裂縫而導(dǎo)致的缺陷，具體表現(xiàn)為坑洞以及網(wǎng)裂等現(xiàn)象。當(dāng)前我國現(xiàn)存的大部分的道路工程的主要材料為瀝青混凝土，在實(shí)際施工過程中，主要是基層結(jié)合料，使得路面表層中的空隙與裂縫中存在下滲水問題。與此同時(shí)，由于不斷的流失結(jié)合料，隨之將會(huì)降低面層，逐漸的底部將會(huì)出現(xiàn)脫空狀況，直至沉陷、坑洞以及網(wǎng)裂等現(xiàn)象的形成。

1.3 變形類型

由于路面結(jié)構(gòu)需要反復(fù)的承受車輛的荷載，導(dǎo)致路面出現(xiàn)不同程度的變形，使得在粗集料表面上出現(xiàn)脫落裹覆瀝青的現(xiàn)象，不僅使得混凝土出現(xiàn)變形，而且造成混凝土變得更加的松散。此種因素的影響下，會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)壓縮變形、剪切破壞等問題，嚴(yán)重者會(huì)造成鼓起以及車槽網(wǎng)裂等現(xiàn)象。

2 水損害現(xiàn)象出現(xiàn)的具體原因

2.1 結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水問題

施工人員在開展市政道路瀝青路面施工的過程中，通常比較重視路基與路界的地表的排水，為此也采用多種多樣的措施。然而，施工人員往往將路面結(jié)構(gòu)層的內(nèi)部排水忽視掉?，F(xiàn)階段，我國絕大部分的市政道路應(yīng)用半剛性的基層，也就由于這個(gè)原因的存在，導(dǎo)致在進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)于路面的面層內(nèi)排水缺乏足夠的考慮，反之，由于砌筑式的路肩與漿砌擋墻存在，導(dǎo)致難以排除進(jìn)入至路面結(jié)構(gòu)中的水。

2.2 集料與瀝青的粘附性能問題

受到瀝青與集料本身的性質(zhì)的影響，使得它們間的粘附性能受到影響，例如，礦料與瀝青的化學(xué)成分，以及集料的含水量與含沙量等，都將對(duì)集料與瀝青之間的粘附性產(chǎn)生影響，據(jù)相關(guān)的調(diào)查研究顯示，在粘附性小于四級(jí)時(shí)，極容易造成瀝青膜的脫落，導(dǎo)致市政道路的瀝青路面出現(xiàn)水損害的問題。

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)不合理

通過采用水煮法，對(duì)集料和瀝青間的粘附性進(jìn)行評(píng)價(jià)缺乏科學(xué)性，究其原因由于未建立起路面水損害與瀝青粘附性等級(jí)兩者間的關(guān)系，采用水煮法的實(shí)驗(yàn)，所取得結(jié)果存在較大的主觀性，此外，部分的細(xì)集料中含有砂，在粘附性方面不如瀝青,但未對(duì)其做出評(píng)價(jià)。由于缺乏足夠的水，某些時(shí)候難以進(jìn)入，導(dǎo)致難以檢驗(yàn)出來實(shí)際的瀝青混合料的耐久性。

2.4 其他方面因素影響

由于市政道路建設(shè)的時(shí)間較長，路面出現(xiàn)不同程度的開裂，路面的老化加快水損害的發(fā)生，尤其是道路擁擠堵塞以及超載等，給瀝青路面造成巨大的損害，同時(shí)，在氣溫變化的影響下，會(huì)產(chǎn)生凍融循環(huán)的作用。此外，路面還會(huì)受到以下多種因素的影響而出現(xiàn)腐蝕問題，如大氣污染、車輛超載與酸雨等。

3 影響市政道路瀝青路面水損害的主要因素

3.1 設(shè)計(jì)問題

在工程施工過程中，設(shè)計(jì)是不可或缺的工作，一旦工作中出現(xiàn)任何的質(zhì)量問題，將會(huì)對(duì)工程的整體質(zhì)量造成不利影響。比如，在開展設(shè)計(jì)工作過程中，一旦面層的混合料級(jí)配缺乏合理性，亦或者是孔隙率較大等，極容易導(dǎo)致施工的滯留時(shí)間過長，最終導(dǎo)致出現(xiàn)滲水破壞的現(xiàn)象。

3.2 施工問題

施工人員開展實(shí)際施工過程中，應(yīng)當(dāng)均勻的拌合基層材料，及時(shí)的處理干凈基層表面存留的各種雜物，否則路面在雨水與車載負(fù)荷的影響下，極容易產(chǎn)生沖刷的現(xiàn)象。與此同時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的控制路面碾壓的力度，否則，無論是出現(xiàn)碾壓不足，還是碾壓過度等問題，都將給路面基層強(qiáng)度造成不利的影響。與此同時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)控制，避免面層出現(xiàn)水損害的問題。

3.3 環(huán)境問題

氣候條件在瀝青路面的施工過程中，將會(huì)影響瀝青路面的水穩(wěn)定性，尤其是在寒冷潮濕的冬日，極容易引發(fā)水敏感性的問題。在施工結(jié)束之后，路面的水穩(wěn)性還將會(huì)受到以下三個(gè)方面因素的影響，如：第一，溫度循環(huán)；第二，凍融循環(huán)；第三，干濕循環(huán)。除此之外，水穩(wěn)性還會(huì)受到交通荷載的影響，此外，荷載大小與頻率還將會(huì)影響路面的破壞程度。受到超載輪壓的影響，無論是瀝青膜和集料界面間，還是集料和集料間將會(huì)形成剪切破壞，而后將會(huì)浸入水分，逐漸喪失粘結(jié)力，造成水損害問題的出現(xiàn)。

3.4 公路管理問題

一旦工作人員不能夠及時(shí)采取有效的防治措施以處理好水損害問題，將會(huì)使得路面損害速度與范圍不斷的擴(kuò)大。此外，工作人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的控制好當(dāng)前的車輛超載問題，否則，瀝青路面的水損害問題將會(huì)快速的蔓延。

4 防治市政道路瀝青路面的水損害問題的具體措施

4.1 排水設(shè)施的完善

在城市排水系統(tǒng)中，城市道路的排水系統(tǒng)屬于重要的組成部分，對(duì)于瀝青路面的水損害的防治發(fā)揮著巨大的作用。通過路面的排水設(shè)置，從而以最快的速度排走路面上的雨水，既保證路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又保障行車的安全性。此外，就路面的表面排水而言，通過在路面上設(shè)置一定的橫向坡度，從而快速的將路面上的積水排至路邊的雨水口，緊接著經(jīng)過雨水支管，將水排入至位于路面之下的雨水主干管內(nèi)，最終將水排入至河流或者是保留水系中。

4.2 合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，可以科學(xué)合理的應(yīng)用組合式與柔性基層，從而能夠有效的排出級(jí)配碎石基層內(nèi)部的路面水分。與此同時(shí)，由于這一環(huán)節(jié)中瀝青層厚度較大，加上增多的路徑，有效的削弱滲入至基層的水分。因此，自由水在路面結(jié)構(gòu)層的滯留時(shí)間不長，有效的避免發(fā)生水損害現(xiàn)象，從而防止路面出現(xiàn)自下而上的水損害現(xiàn)象，有利于促使市政道路的路面結(jié)構(gòu)性能得到有效的改善。

4.3 加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的控制

在進(jìn)行市政道路施工過程中，應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面著手，切實(shí)的做好各項(xiàng)防治水損害的工作，一是施工人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的按照操作規(guī)范進(jìn)行施工，加強(qiáng)對(duì)壓實(shí)厚度的控制，最好能夠在最佳的混合料的含水量時(shí)，一次性的完成壓實(shí)工作，尤其是針對(duì)于新舊路的結(jié)合部位，則需要應(yīng)用臺(tái)階層壓的方式展開技術(shù)性的處理，為銜接部位的緊密性與壓實(shí)度等提供重要保障，確保接縫緊密與平順。二是應(yīng)當(dāng)重視加強(qiáng)防治裂縫病害的工作，在選用瀝青面層時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮使用重交通道路石油瀝青，對(duì)溫度裂縫進(jìn)行有效的防治。通過開展集料篩分試驗(yàn)等，從而測(cè)定出最佳的測(cè)量用量。

4.4 控制超載車輛

作為城市的主要道路，市政道路的建設(shè)具有重要作用，在發(fā)揮著為通行服務(wù)功能的同時(shí)，更為重要的展現(xiàn)出城市的風(fēng)貌。因此，公路管理相關(guān)部門與交通管理的相關(guān)部門，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的遵循法律規(guī)定的各項(xiàng)要求，加強(qiáng)對(duì)車輛超載的控制。對(duì)于超載的車輛，應(yīng)當(dāng)對(duì)其采取強(qiáng)制性的卸載措施，市政道路中嚴(yán)厲禁止超載車輛的通行。其中，通過在入口位置設(shè)關(guān)卡，從而控制好超載的車輛，避免其對(duì)路面造成破壞。

4.5 提升集料與瀝青間的粘附性

為了能夠?qū)λ畵p害進(jìn)行有效的防治，既要提升集料與瀝青間的粘附性，又要提高集料與集料之間的粘附性。其中，可以通過采取在瀝青中添加鈣鉛以及錳金屬皂，或者以石灰與水泥代替礦粉，促使集料與瀝青間的粘附性得到有效的提升。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷加快開發(fā)與利用多種類型的活性表面材料，隨之產(chǎn)生抗剝落劑。通過應(yīng)用抗剝落劑，能促使瀝青混合料的抗水損害的能力提升，然而抗剝落劑對(duì)瀝青與集料具有較高的選擇性，只有經(jīng)過嚴(yán)密的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)后，才可以采用抗剝落劑。

5 結(jié)語

市政道路的瀝青路面出現(xiàn)水損害的問題，受到多個(gè)方面因素的影響，如材料、設(shè)計(jì)以及施工質(zhì)量等。因此，施工單位應(yīng)當(dāng)重視加強(qiáng)對(duì)施工環(huán)節(jié)的有效控制，積極采取有效的措施以防治水損害問題。同時(shí)，施工人員需要清醒的認(rèn)識(shí)到防治水損害問題是一項(xiàng)綜合性過程，僅從單方面進(jìn)行水損害的防治是不現(xiàn)實(shí)的，還需要相關(guān)的工作人員深入的研究防治瀝青路面的水損害問題的有效措施，為瀝青路面的使用質(zhì)量與壽命提供重要保障，保障我們的公路事業(yè)的發(fā)展。

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On reasons for water damage on asphalt roadbed in municipal roads and its prevention

Yan Jian

(TaiyuanMunicipalEngineeringCorporate,Taiyuan030000,China)

The paper introduces the types for the roadbed structures by the water damage in the road projects, analyzes the reasons for the water damage on the asphalt roadbed, and points out the prevention measures for the water damage from the drainage facilities, structural design, quality management, and overloading control, so as to prolong the life span of the roads.

asphalt roadbed, water damage, drainage facility, structural design

1009-6825(2017)07-0130-03

2016-11-03

閻 健(1974- )，男，工程師

U416.217

A