淺析瀝青路面水損害成因及防治措施

郭紅濤 符元元

摘 要：瀝青混凝土路面是我國(guó)高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)的主要形式，在已建高等級(jí)公路中瀝青路面所占比重高達(dá)90%左右。在其普遍應(yīng)用的同時(shí)，也面臨著嚴(yán)重的病害問題，尤其是水損壞現(xiàn)象。瀝青路面因其自身存有空隙，導(dǎo)致水分極易滲入路面結(jié)構(gòu)。而瀝青混合料內(nèi)集料所具備的天然親水性，致使水被瀝青膜所替代。瀝青混凝土如無粘結(jié)劑，則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的離析現(xiàn)象，進(jìn)而降低荷載承受強(qiáng)度。在行車荷載長(zhǎng)期作用下，瀝青路面破壞不斷加劇，最后整個(gè)路面都將被損壞，進(jìn)而影響行車安全，增加交通事故率。為此，研究瀝青路面抗水損壞顯得極為關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；水損害成因；防治措施

1 瀝青路面水損害成因分析

瀝青路面水損害嚴(yán)重影響瀝青路面路用性能和使用壽命，產(chǎn)生水損害的根本原因是瀝青路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的滯留水在車輛荷載的作用下產(chǎn)生孔隙水壓力，孔隙水壓力正負(fù)循環(huán)對(duì)瀝青混合料產(chǎn)生沖刷作用破壞瀝青-集料界面，使瀝青從集料表面剝落，進(jìn)而導(dǎo)致瀝青混合料松散、強(qiáng)度降低。

1.1 瀝青上面層水損害

因?yàn)r青表面層混凝土具有不均勻性，在局部瀝青混凝土空隙率較大位置往往先出現(xiàn)水損害現(xiàn)象。松散、坑槽等為其主要特征。若能及時(shí)維護(hù)，則對(duì)路面性能不會(huì)造成太大影響。一般來講，高等級(jí)公路都會(huì)選用密實(shí)型上面層，但水損害同樣也會(huì)產(chǎn)生。

1.2 瀝青上面層和中面層水損害同時(shí)出現(xiàn)

這種情況往往分為3類：1）瀝青上面層和中面層都屬于較大空隙率的半開級(jí)配瀝青混凝土，降水時(shí)在上面層和中面層內(nèi)極易滲入自由水；2）上面層為較大空隙率半開級(jí)配，且中面層瀝青混凝土為密實(shí)型的情況下，如降水時(shí)間過長(zhǎng)，上面層在滲入自由水后，經(jīng)過一定時(shí)間，將由中面層薄弱位置向中面層內(nèi)滲入，且會(huì)在上面層和中面層間滯留；3）上面層和中面層瀝青混凝土均為較小孔隙率密實(shí)型材料，因?yàn)r青混凝土具有較大不均勻性，且壓實(shí)度不夠，將大大增加局部小面積瀝青混凝土的實(shí)際孔隙率，這種情況下，在上面層和中面層之間也會(huì)長(zhǎng)期滯留自由水。

1.3 瀝青路面結(jié)構(gòu)層水損害

瀝青路面結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)水損害是指滲入上面層的水經(jīng)中面層向下面層滲入。若防水層或下封層存于下面層表面，此時(shí)將大大減少滲入水量，在下面層滯留的水將降低下面層混凝土強(qiáng)度，導(dǎo)致瀝青和骨料剝落，或出現(xiàn)松散現(xiàn)象。如無防水層或下封層，滲入下面層的水則會(huì)在半剛性基層頂面直接滯留，此時(shí)經(jīng)荷載作用，自由水將產(chǎn)生動(dòng)水壓力，并對(duì)基層進(jìn)行嚴(yán)重沖刷，從而出現(xiàn)灰漿現(xiàn)，進(jìn)一步可發(fā)展為坑洞、網(wǎng)裂、變形等病害。

2 工程概況

某公路工程總長(zhǎng)度為135.37km，為雙向四車道，27m為路基寬度，23m為路面寬度，自通車運(yùn)營(yíng)以來，因交通量不斷增加，重載超載現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致路面破損問題較大，已經(jīng)嚴(yán)重影響行車速度、舒適度。為全面提高該路段行車安全、滿足通行需求，決定對(duì)該路段進(jìn)行大修施工。該路段內(nèi)K1820+20～K1841+763.2段舊瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)加鋪后，存有較為嚴(yán)重的滲水現(xiàn)象，原路面結(jié)構(gòu)為AC-251瀝青混凝土下面層（8cm）+ AC-201改性瀝青中面層（6cm）+ AK-13改性瀝青混凝土上面層（4cm），加鋪方案為加鋪SMA-13瀝青混凝土（4cm）+改性乳化瀝青粘結(jié)層+AC-20C瀝青混凝土（6cm）+改性乳化瀝青粘層+原路面銑刨重鋪。

該方案中需銑刨加鋪行車道、超車道上面層，通過調(diào)查分析可見，右幅超車道、行車道病害不多，可直接選用就地?zé)嵩偕M(jìn)行處理，針對(duì)硬路肩病害處理，可直接加鋪處理，無需銑刨重鋪。因本地區(qū)具有較為豐富的降雨量，在SMA-13瀝青混凝土加鋪之后，局部路段存在冒水問題。由實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示，行車道連接硬路肩位置、再生車道連接銑刨加鋪車道位置為冒水集中部位。為保證工程質(zhì)量，必須做好該位置滲水處理工作。

3 瀝青路面水損壞處治措施

針對(duì)冒水產(chǎn)生位置，為防止通車運(yùn)營(yíng)后出現(xiàn)嚴(yán)重水損壞問題，必須對(duì)其冒水原因進(jìn)行分析，且采取科學(xué)有效的措施進(jìn)行處治。

3.1 路面滲水原因

自冒水問題產(chǎn)生之后，施工單位及時(shí)通過銑刨法對(duì)部分路段硬路肩進(jìn)行了處治，發(fā)現(xiàn)仍有層間水從路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)滲入。通過調(diào)查滲水路段，可得出以下原因：

第一，據(jù)設(shè)計(jì)方案分析，在舊瀝青路面段處治方案內(nèi)選用的處治方法為銑刨加鋪。針對(duì)原硬路肩并未實(shí)行銑刨加鋪。因施工時(shí)，不能保證瀝青新鋪路面結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)滲水問題，同時(shí)，由于沒有及時(shí)結(jié)束中央分隔帶邊緣現(xiàn)澆水泥混凝土施工，致使雨水浸入，路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)大量水分浸入，因水具有流動(dòng)性，極易順著路面結(jié)構(gòu)層空隙、銑刨層底面等不斷擴(kuò)散，也可能達(dá)到硬路肩連接行車道位置，由于硬路肩在長(zhǎng)期行車荷載影響下，密實(shí)度良好，水流至該位置，無法進(jìn)行擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致水大量聚集，經(jīng)日照作用，順著未完全壓實(shí)的位置水份將逐步上升，進(jìn)而產(chǎn)生冒水問題。

第二，選用就地?zé)嵩偕幹蔚穆范?，由于將適量新料加入再生車道施工混合料內(nèi)，進(jìn)而增加了其油石比，經(jīng)碾壓施工，密實(shí)程度良好。水份橫向擴(kuò)散至此部位時(shí)，由于橫向排除措施不足，極易有冒水現(xiàn)象產(chǎn)生于再生車道和銑刨加鋪車道連接位置未全面壓實(shí)區(qū)域。

第三，施工不到位，也是冒水問題產(chǎn)生的原因。銑刨后如無法合理確定層間粘層撒布量，無法充分碾壓施工接縫部位，如何合理控制瀝青新鋪混合料結(jié)構(gòu)層孔隙率等，都會(huì)產(chǎn)生冒水問題。

3.2 路面滲水處治措施

在對(duì)施工進(jìn)度、施工成本等因素綜合考慮的基礎(chǔ)上，應(yīng)制定科學(xué)、合理的路面滲水處治措施。具體如下：

1）針對(duì)SMA-13瀝青混凝土加鋪路段，無論滲水部位在哪里，都可依照合成坡度或橫坡度方向開槽處治，一般可在冒水位置下側(cè)設(shè)置開槽部位，且在45cm以內(nèi)控制開槽寬度，20cm以內(nèi)控制其深度。要求開挖到位，滿足相關(guān)施工要求，且清理干凈底部。

2）按照由下至上的順序進(jìn)行填筑施工，填筑材料以碎石、C35小石子混凝土等。填筑結(jié)構(gòu)如下：10～30mm碎石盲溝（8cm）+C35小石子混凝土（7cm以上）+封層+粘層+SMA-13（5cm）。

3）選取防水土工布覆蓋盲溝底部、頂部及低側(cè)，同時(shí)選取透水土工布裹住較高一側(cè)。

4）按照現(xiàn)場(chǎng)施工情況，長(zhǎng)大縱坡位置、凹型豎曲線底部在選用開槽處理法時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加密處理。

3.3 處治效果評(píng)價(jià)

待完成滲水處治施工后，經(jīng)一次強(qiáng)降水后，對(duì)路面處治路段進(jìn)行觀察分析可見，在橫向排水通道開挖之后，之前滲水、冒水部位已不存在此類現(xiàn)象，且排水通道邊部可見水流出。則表明橫向排水通道可對(duì)下滲到路面層間的雨水進(jìn)行有效匯集，并利用橫向排水通道向路面以外排除，進(jìn)而可防止產(chǎn)生路面結(jié)構(gòu)水損壞現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

綜上所述，作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，公路在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。瀝青路面是高等級(jí)公路最常見的路面形式，通過多年探索，大大提升了瀝青路面設(shè)計(jì)、施工技術(shù)與管理水平，且獲得顯著的成績(jī)。在調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前高等級(jí)公路瀝青路面使用一定年限后，往往會(huì)出現(xiàn)諸多早期病害問題。其中最為明顯的就是瀝青路面水損害，為此，必須找出水損害的原因，只有這樣才能保證選用的措施科學(xué)、有效，才能有效控制瀝青路面病害，延長(zhǎng)路面使用壽命。

參考文獻(xiàn)

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