公路瀝青路面水損害防治技術措施

邱峰

（海南省公路管理局昌江公路分局，海南昌江572700）

公路瀝青路面水損害防治技術措施

邱峰

（海南省公路管理局昌江公路分局，海南昌江572700）

近年來,隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,公路建設突飛猛進,對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展起著至關重要的作用。但同時許多公路建成運營后,發(fā)生早期損害較為嚴重,特別是瀝青路面。首先分析了瀝青路面水損壞的原因,緊接著闡述了瀝青路面水損壞的防治措施,有關經(jīng)驗可供相關專業(yè)人員參考。

瀝青路面；水損害；防治措施

0 引言

所謂瀝青路面水損害,是指瀝青路面在有孔隙水的工作條件下,由于交通動荷載和溫濕脹縮的反復作用,進入路面孔隙的水不斷產(chǎn)生動水壓力或真空負壓抽吸的循環(huán)作用,致使水分逐漸侵入瀝青與集料的界面,造成瀝青膜從集料表面剝落、瀝青混合料內(nèi)部逐漸喪失粘結力、路面結構使用性能下降,并伴隨麻面、松散、掉粒、坑洞或唧漿、網(wǎng)裂、轍槽等病害發(fā)生,同時誘發(fā)其他路面病害的損壞現(xiàn)象。瀝青路面水毀是公路最主要的自然災害之一,它指的是公路路面及其相關工程設施由于受到水的作用而遭到破壞的現(xiàn)象與過程,它屬于一種常見的自然現(xiàn)象。昌江縣公路分局所管養(yǎng)的線路長為193.254km，其中瀝青路面長為97.994km，近年來,有些路段（石昌線、林海線、烏新線等）由于建成時間太久，目前瀝青路面主要表現(xiàn)在翻漿、沉陷、坑槽、松散、脫皮、麻面等方面。我局投入很大人力物力修建的公路毀于一旦,嚴重影響公路通行能力,重者中斷交通,由此造成的損失相當嚴重。因此,了解公路水毀的成因,加強公路水毀的預防,對徹底根治公路水毀具有重要意義,是保障公路暢通的必要前提。

1 瀝青路面水損害原因

眾所周知，路面面層是公路暴露在自然環(huán)境下直接受行車荷載作用的結構層，也就不可避免的遭受著雨水的侵害，瀝青路面出現(xiàn)的各種病害都不同程度地與水的侵害有關。水就是危害公路的主要自然因素之一。從以下幾個方面進行分析：

1.1 設計方面

造成瀝青路面水損害破壞的主要原因之一是瀝青混合料空隙率過大。設計時，為了考慮瀝青路面的抗滑性能、保證路面行車有一定的構造深度，混合料設計空隙率一般都在6%以上，而據(jù)有關資料介紹，空隙率在8%～12%之間，路面水最容易侵入面層混合料內(nèi)部，一旦瀝青面層內(nèi)部含有一定的水分，水將在瀝青混合料內(nèi)部自由流動，再加上車輛荷載的反復作用，面層中的水形成有壓力的水流，這部分水逐漸侵入到瀝青與集料的界面上，使瀝青膜漸漸地從集料表面脫離，最終導致瀝青與集料之間的粘結力喪失，造成水損害破壞[1]。

1.2 施工方面

瀝青面層混合料的壓實度不足是導致水破壞的最直接原因，根據(jù)壓實度與空隙率的的

計算公式：

壓實度=實測密度/馬歇爾密度;空隙率=1-實測密度/理論密度

可知，壓實度越高瀝青混合料嵌鎖越緊，越密實，實際空隙率就越小。但往往在實際施工中，由于壓力機具故障、操作不規(guī)范、碾壓不均勻、碾壓遍數(shù)不夠、碾壓溫度控制不好，造成部分位置壓實度不足，而且有時為了片面追求平整度，忽視了壓實度，最終導致面層混合料壓實度不足，空隙率過大，帶來水損害破壞。

1.3 排水設施方面

搞好路面排水設施，對保證公路的使用性能和使用壽命具有十分重要的作用，對防止路面水損害更有其特殊的功能。我們知道發(fā)生水損害的路面，多數(shù)都有內(nèi)、表排水不良的原因存在。及時排除侵入面層中的水分，減少路面積水停留時間對減少路面病害極為重要。許多公路路面建成后，排水配套設施沒能跟上，一旦下雨，路面積水嚴重，再加上行車荷載的作用，導致路面破壞[2]。

1.4 集料方面

（1）集料規(guī)格。集料規(guī)格的好壞，直接影響到瀝青與集料粘附性能、粘結力大小。瀝青路面與其他水泥混凝土路面不同，它對集料的規(guī)格要求較高，因為它在相當程度上要依靠集料間嵌鎖作用。但在實際施工中，人們往往對集料規(guī)格質(zhì)量重視不夠，材料把關不嚴，集料質(zhì)量參差不齊，碎石針片狀含量過高、含土量大，表面粉塵太多，直接導致瀝青與集料之間粘結力下降，一旦水侵入瀝青混合料內(nèi)部，便會造成水損害破壞。

（2）集料級配。集料級配的合適與否直接與路面的密實度有關，級配合格則瀝青路面的密實度就好，孔隙率就控制在允許的范圍內(nèi)；在施工中，由于操作的誤差或操作不當，導致集料級配不均勻，造成離析、粗細集料集中等現(xiàn)象，造成局部孔隙率過大，一旦路面水滲入路面，在行車荷載的作用下，滲入路面的水形成壓力水，天長日久滲入到瀝青與集料的結合界面，造成瀝青膜的剝離，喪失了粘結力，導致路面破壞。

1.5 溫度方面

要保證瀝青路面的平整度、水穩(wěn)定性，瀝青路面鋪筑時混合料的拌合溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度是至關重要的，施工各階段的溫度必須符合表1的要求。

表1 施工各階段溫度要求

只有混合料的溫度在各階段滿足上述要求時，瀝青路面的密實度和路面水穩(wěn)定性才能更好，路面積水不容易滲入面層。各階段溫度不能滿足時，則路面壓實度很難達到規(guī)范要求，增大了孔隙率，路面積水就容易滲入面層。

2 瀝青路面水損害預防技術措施

2.1 合理設計路面表面排水

（1）正確選取超高漸變段的合成坡度是避免路表局部積水的有效途徑?！豆仿肪€設計規(guī)范》(J T G D20-2006)規(guī)定當線型設計須采用較長的回旋線時，橫坡由2%過度到0%路段的超高漸變率不得小于1/330，限制了橫向排水不暢路段的長度，同時又規(guī)定了在超高過度的變化處，合成坡度不應設計為0%。在設計中應驗算超高緩和段中的最小合成坡度，避免路表局部積水而影響行車安全。另外，挖方段縱坡不宜設計在凹形豎曲線最低點上。如控方段較長時其縱坡不宜小于3%，一般情況不得小于1%。

（2）合理設計路基與路肩橫坡是有效排除路表水的關鍵。從有利于排水的角度考慮，路基與路肩橫坡的坡值宜取高值，但路基橫坡過大會影響行車安全。因此應綜合考慮，在多雨區(qū)宜取高值。從施工方便考慮，硬路肩橫坡宜與路基橫坡相同，但在超高路段，硬路肩橫坡與行車道相反，這樣，避免硬路肩積水流到行車道上。當路基為軟土時，路面橫坡應適當加大為2.5%～3%；當位于縱坡小于或超高緩和段路面時，最小合成坡度應小于0.5%，有條件的應盡可能采用不設超高的平曲線半徑。

（3）精心設置路面內(nèi)部與外部排水系統(tǒng)是確保瀝青路面排水暢通的重要手段。在潮濕路基段，路面結構層設置高透水材料的碎石墊層，路基兩側設置邊緣滲溝，充分利用其透水性，及時把滲入路面結構層內(nèi)的水排出路基外；在路肩處填筑透水材料，如中砂碎石等，布設反濾層，及時將下滲水排出：在路基邊坡，對于縱坡較大，豎曲線凹部，高路堤等路段及設有彎道超高路段的內(nèi)側路緣帶處，為防止集中水流對路基路肩邊坡的沖刷，應考慮設置擋水帶，并通過急流槽將水排出路基。

2.2 提高瀝青與集料的粘附性

由瀝青與礦料相互作用的基本理論可知，瀝青與礦料的粘附性，取決于瀝青－礦料－水三相系的平衡。各種改善措施，主要從降低在集料表面水對瀝青的置換能力這一概念出發(fā)，保證在有水情況下瀝青膜不發(fā)生收縮、剝離現(xiàn)象，仍能與礦料形成良好的化學吸附作用。例如，用一部分石灰、水泥代替礦粉，或在瀝青中添加少量環(huán)烷類高分子有機酸、石油瀝青與煤瀝青混合等都能改善粘附性。石灰和水泥中C a C O3含量高，易形成正的吸附中心，與瀝青中帶有負電荷的表面活性物質(zhì)可形成化學吸附層；各種液態(tài)抗剝落劑均屬于表面活性物質(zhì)，市場上較多的是胺類表面活性劑，一端是親水性的胺基，與酸性石料有很強的親和力，另一端是融于瀝青的親油性的烷基，由于它在瀝青－礦料表面的形成這種定向排列可降低瀝青－礦料界面張力，故能提高瀝青與礦料的粘附性。這些措施是：（1）用干燥的磨細消石灰粉或生石灰粉、水泥作為填料的一部分，其用量宜為礦料總量的1%～2%；（2）在瀝青中摻加抗剝落劑；（3）將粗集料用石灰漿處理后使用。

2.3 加強施工管理，提高碾壓質(zhì)量

（1）確保面層質(zhì)量,注重混合料、攤鋪及碾壓質(zhì)量,切實提高瀝青和礦料的粘結力、路面壓實度與平整度,努力降低不均勻性和滲水率。（2）控制基層質(zhì)量。在攤鋪基層過程中,嚴禁出現(xiàn)明顯的離析現(xiàn)象,尤其在主車道位置上。（3）防止出現(xiàn)薄弱夾層。找平過程中,嚴禁薄層貼補,如果是非廠拌法施工,且時值高溫天氣,半剛性基層一定要注重工藝,碾壓遍數(shù)上限控制,達到一定強度后不能過度,以免破壞板結性,導致裂縫增多。碾壓延誤時間,一般不超過1.5 h。（4）增強層間粘貼瀝青透層或下封層施工前,必須將基層表面的浮灰全部清除干凈。（5）防止唧泥可用無懸浮細粒的水泥穩(wěn)定土級料基層。另外,使用透水混凝土級配碎石或級配礫石基層將層間自由水分盡快排除,也能達到防止唧泥的目的。（6）根據(jù)施工規(guī)范要求的壓實度抽檢頻率。進行抽檢，發(fā)現(xiàn)壓實度不足的地方堅決返工，保證壓實度符合要求，降低混合料空隙率，減少水的侵入破壞。

2.4 路面的養(yǎng)護管理

在公路完成施工之后，養(yǎng)護就成為了重要的問題。路面的養(yǎng)護管理一定要加強，而且預防性的養(yǎng)護工作也要進行，這樣才可以使瀝青路面的使用時間提高。具體養(yǎng)護有以下幾點：第一，做好日常的清掃工作是最重要的，對于在路面上出現(xiàn)的一些較小的問題，要及時進行處理，以免日后會更加嚴重；第二，排水系統(tǒng)的養(yǎng)護工作也是很重要的；第三，在橋涵接頭等處的養(yǎng)護工作也要做好；第四，預防性養(yǎng)護工作要做好，對于公路的維修要盡可能地多安排一些。例如，罩面、封層或者加鋪面層等是需要在一定時間之后進行的養(yǎng)護工作，這樣的一個良性循環(huán)，可以避免水毀現(xiàn)象不再發(fā)生。

2.5 采用新材料、新工藝

每一種瀝青混合料，必然有一定的空隙率存在，或多或少都會遭到一定水的破壞，因此應盡可能采用新型防水材料在瀝青面層表面涂上一層防水材料，形成不透水的薄膜封層，減少路面水在路面的滯留時間，使路面水盡快排到路基邊溝，從而大大減少路面水的侵入，減少水對路面的破壞。

3 結語

綜上所述，瀝青混凝土路面水損壞，不僅與瀝青路面設計、施工等方面有關，而且與瀝青路面使用、養(yǎng)護管理聯(lián)系緊密。因此，要消滅瀝青混凝土路面水損壞質(zhì)量通病，設計、施工、養(yǎng)護等單位必須按現(xiàn)行規(guī)范標準，結合工程實際，對瀝青路面結構層、排水設施設計和施工問題，特別予以高度重視。這樣，就能最大限度地避免地下水和地表水對瀝青混凝土路面造成的水損壞，確保公路路基穩(wěn)定、安全，延長瀝青路面的使用壽命。

[1]瞿苗葉.瀝青路面早期水毀簡析及防治對策[J].西部探礦工程, 2006(9):10-11.

[2]李海波.公路路面水毀的原因及其解決措施[J].科技風,2009(3): 49-50.

[3]梁建文.公路瀝青路面水毀的原因及其解決措施[J].山西建筑, 2009(11):95-96.

U416.217

B

1009-7716（2017）06-0180-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.053

2017-03-20

邱峰（1979-），男，海南澄邁人，助理工程師，從事路橋施工工作。