市政道路瀝青路面水損害成因分析及防治管控

崔 瑩

（廈門百城建設(shè)投資有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

海翔大道（孚蓮路—公鐵立交段）主線全長約7KM，工程于2011年10月建成通車。經(jīng)過幾年運營，路面已經(jīng)出現(xiàn)龜裂、車轍、坑槽、不均勻沉降等病害，路面破損現(xiàn)象嚴(yán)重。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析，除交通流量大這一因素外，沿線路面雨水無法及時通過雨水口排放，長期積水也是造成路面出現(xiàn)病害的主要原因。在對路面早期損壞進(jìn)行廣泛調(diào)查的基礎(chǔ)上,各國道路研究工作者發(fā)現(xiàn)瀝青路面早期損壞或多或少,或直接或間接與水有關(guān)。也就是說,水損害是其中一個關(guān)鍵因素。正確認(rèn)識由于水損害引起的路面早期損壞所帶來的問題,有助于有效地提高了我國瀝青路面的質(zhì)量,延長瀝青路面的使用壽命,降低路面養(yǎng)護(hù)成本,提高服務(wù)能力。加強對瀝青路面水損害分析也可以改進(jìn)和發(fā)展現(xiàn)有的瀝青混合料設(shè)計與施工理論，以適應(yīng)現(xiàn)有市政道路通行條件，更好地服務(wù)于我國市政道路建設(shè)。

1 瀝青路面水損害現(xiàn)象的類型與原理

(1)松散類主要包括麻、松、落粒。在裂隙水壓力作用下,瀝青面層表面會出現(xiàn)瀝青骨料表面剝落現(xiàn)象,使混凝土集料中的粘結(jié)力逐漸減小直至松動。最終形成面部或松動現(xiàn)象。在松散的地方,集料顆粒會逐漸脫落,產(chǎn)生不同尺寸的混凝土孔。

(2)裂縫類主要包括網(wǎng)裂?？觾?nèi)半剛性基層粘結(jié)劑與路面上的孔隙水和裂隙水混合。在驅(qū)動載荷的反復(fù)作用下,高速動態(tài)水壓沖刷底座,形成砂漿并從裂縫中擠出形成淤漿現(xiàn)象;隨著基層材料的逐漸流失,表面逐漸喪失。地層也隨著底部空隙的形成而形成沉降和凈裂縫,然后發(fā)展成坑洼。

(3)變形類主要是指在車輛荷載作用下的車轍槽,引起表層水滯留,導(dǎo)致集料表面覆蓋的瀝青骨料逐漸脫落,從而降低瀝青混合料的強度，并導(dǎo)致完全松動。通過車輛荷載,不僅會導(dǎo)致路面壓縮變形的出現(xiàn),而且會導(dǎo)致剪切破壞問題更加嚴(yán)重。其次,溝槽內(nèi)會出現(xiàn)擠壓和網(wǎng)狀裂紋。

2 瀝青路面水損害的影響因素

(1)設(shè)計方案。級配不合理,孔隙率大,瀝青與集料之間的粘附力低,耐水性能降低。當(dāng)排水設(shè)計時,如果設(shè)計不完善,則會造成路面表層排水暢通,導(dǎo)致道路面積長或蓄水時間長,使水通過滲透進(jìn)入道路,造成破壞。

(2)施工質(zhì)量?；幕娓⊥?未能夠做到混合均勻。浮砂和浮灰清理得不夠干凈,在車輛荷載和雨水的共同作用下容易形成局部的沖刷現(xiàn)象,影響基座強度的形成。當(dāng)表面層被構(gòu)造時,過濕瀝青混合料與材料中過量雜質(zhì)的混合將對瀝青與石料之間的粘結(jié)產(chǎn)生嚴(yán)重影響,從而對瀝青路面造成水損害。

(3)環(huán)境條件的影響。在對瀝青路面進(jìn)行施工時,氣候條件也應(yīng)考慮。當(dāng)氣候寒冷潮濕時,水敏性很容易被破壞。路面施工后,溫度的變化改變了路面的水穩(wěn)定性。其次,影響路面穩(wěn)定性的另一個因素是交通荷載。荷載的大小和頻率影響路面的破壞程度。當(dāng)車輛超載時,瀝青膜與添加材料、骨料和骨料之間的界面會發(fā)生剪切破壞,導(dǎo)致水的滲透,導(dǎo)致粘結(jié)力的喪失和水的破壞。

(4)公路養(yǎng)護(hù)的管理不足。如果在瀝青路面上出現(xiàn)水損害現(xiàn)象,且未能及時地采取有效的處理措施進(jìn)行處理,那么這將會加速路面損壞的范圍和速度。除此之外,如果現(xiàn)存的車輛超限和超載運輸現(xiàn)象不能得到有效的遏制,那么將會加快瀝青路面的水損害程度，無法達(dá)到防治水損害的目的。

3 針對市政道路瀝青路面水損害現(xiàn)象的防治對策

3.1 采用合格的路用材料

(1)選擇最佳的瀝青材料集料用于施工，應(yīng)嚴(yán)格保證碎石的質(zhì)量,使其符合標(biāo)準(zhǔn)。采用機制砂施工。粗集料優(yōu)先選用輝綠巖或玄武巖。

(2)采用較小酸值的改性瀝青,加強與集料的粘結(jié)。(3)添加具有長期有效的抗剝落劑。

3.2 施工質(zhì)量控制

市政道路瀝青路面早期水損害除與設(shè)計、材料有關(guān)，也與施工質(zhì)量的緊密相關(guān)。因此，施工質(zhì)量控制是防治早期水損害發(fā)生的必須環(huán)節(jié)，做好施工的質(zhì)量控制才能進(jìn)一步地保證路面的質(zhì)量。

(1)規(guī)范化進(jìn)行路基施工。對壓實厚度控制要嚴(yán)格,爭取一次性壓實成功，并在混合料最佳含水量時進(jìn)行壓實施工；選用“臺階層壓”方案對新路和舊路的結(jié)合部進(jìn)行技術(shù)處理，須保證銜接部位的緊密度和密實度,接縫的平順、光滑、豎直和閉合。

(2)著重治療裂紋疾病。因重交通道路瀝青是避免路面出現(xiàn)溫度裂縫的最佳選擇，故選擇瀝青面層時，應(yīng)優(yōu)先選用重交通道路石油瀝青；采用馬歇爾穩(wěn)定性試驗和集料篩分試驗，同時測定出瀝青用量的最佳值。

(3) 合理進(jìn)行鋪壓。面層攤鋪的進(jìn)行過程要嚴(yán)格把控，將攤鋪時的溫度范圍控制在 130℃至 150℃ 之間，采用多次碾壓，攤鋪的厚度保障均勻，以控制混合料的孔隙率；需要注意不得冒雨攤鋪，基層潮濕未干不得攤鋪；控制一次鋪寬在10m范圍之內(nèi)，應(yīng)該避免出現(xiàn)粗粒料離析；碾壓時應(yīng)繼續(xù)遵循保持高溫、梯形迭進(jìn)的原則，兼顧路面平整度與壓實度標(biāo)準(zhǔn)，防止發(fā)生早期水損壞。

3.3 強化運營期的管理與養(yǎng)護(hù)

市政道路運行過程中,水損壞主要發(fā)生在交通繁忙的車道上。以海翔大道為例，由于原海翔大道（公鐵立交—孚蓮路段）為連接島外四個區(qū)城市快速路，主要考慮通行小車及客車為主的交通路段。近年來，隨著廈門島內(nèi)外一體化進(jìn)程加快、廈漳泉同城化建設(shè)得到迅速發(fā)展，海翔大道定位由連接島外四個區(qū)城市快速路，發(fā)展為泉-廈-漳城市聯(lián)盟中的區(qū)域性快速通道，也是廈門島外主要貨運通道，本道路作為海翔大道的一個重要組成部分，現(xiàn)狀基本為重載車為主。交通量大、重車多，交通量增長迅速。交通組成變化、交通量以及道路定位的迅速增長，路面超負(fù)荷運營造成路面損壞。由于車輛荷載的作用及環(huán)境氣候的作用下,降低了路面的抗破壞性和耐水性,導(dǎo)致了谷物掉落、松動、車轍等病害的發(fā)生。因此,我們要求通過合理使用維護(hù)措施,避免嚴(yán)重的水損害。應(yīng)采取預(yù)養(yǎng)護(hù)措施,管理后期維護(hù)和預(yù)防,嚴(yán)格控制超載和超限車輛,提高交通組織管理力度,減少輪胎摩擦擠擠的影響。瀝青路面其次,要合理地加強水的調(diào)節(jié),在雨季期間應(yīng)充分考慮排水設(shè)施的良好狀況。排水不暢時,應(yīng)采用排水疏浚進(jìn)行控制。路面出現(xiàn)初期輕微裂縫等病害時，可及時采取瀝青灌縫等處理措施，控制病害發(fā)展，延長道路使用壽命。

3.4 重點加強路政管理管控

近年來,隨著交通量的不斷增加和高速公路的快速發(fā)展,車輛超限和超載的現(xiàn)象屢禁不止,直接影響到公路的使用壽命。因此,需要嚴(yán)格按照《公路法》和《公路管理條例》對超載運輸車輛的要求,必須有效控制車輛超限。在貨物運輸?shù)脑搭^上,為了減輕超載超載運輸車輛對公路造成的損害,延長公路使用壽命,在重要路口設(shè)置流量檢測點,對超載車輛應(yīng)依法卸載。同時,要加強對道路周邊環(huán)境的管理,2011年底海翔大道該路段開放交通后，沿線地塊都在開發(fā)建設(shè)，施工土方車多，且都是依托本道路進(jìn)出通行，承擔(dān)著沿線工地施工便道的功能。也是造成該段落路面出現(xiàn)嚴(yán)重病害的重要原因。因此，路政管理單位因依法加強對施工車輛管控，尤其是土方車輛管控尤為重要。保證施工車輛凈車上路，嚴(yán)禁污染路面及破壞排水系統(tǒng),確保公路排水設(shè)施暢通,水路暢通。

4 結(jié)論

總之,路面破壞的重要因素之一是水,瀝青路面出現(xiàn)水損害的形式較為繁多,只有通過合理的分析和運用科學(xué)有效的防控措施,才能進(jìn)一步提高市政道路的行車舒適性,提高瀝青路面使用周期,保證交通安全暢通。