瀝青混凝土路面滲水原因及防治要點(diǎn)

摘要 滲水是瀝青混凝土路面常見病害，滲水問題會導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)受損，穩(wěn)定性下降，安全系數(shù)降低。為提升瀝青混凝土路面質(zhì)量，需結(jié)合滲水原因，加強(qiáng)防治工作。因此，文章基于某瀝青混凝土路面工程，對路面滲水原因展開分析。研究結(jié)果表明：路面排水、材料配置、攤鋪及碾壓等工藝是造成道路病害的主要原因，為使瀝青混凝土路面符合道路質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)做好滲水病害預(yù)防、治理工作，保障道路行車安全。

關(guān)鍵詞 瀝青混凝土；路面滲水；滲漏問題；施工

中圖分類號 U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）15-0089-03

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)建設(shè)水平提升，對道路質(zhì)量提出更高要求。瀝青混凝土路面工藝具有操作簡單、耐久性強(qiáng)、減震性良好等優(yōu)勢，可改善行車環(huán)境，確保駕乘舒適性。但瀝青混凝土路面投入運(yùn)營后，部分路面結(jié)構(gòu)存在“滲水破壞”現(xiàn)象，路基、路面性能受損，道路安全無法保障。因此，需結(jié)合滲水原因，總結(jié)瀝青混凝土滲漏風(fēng)險治理要點(diǎn)，減少滲水病害損失，促進(jìn)道路交通體系完善。

1 項目概況

某城市道路，線路總長15.68 km，雙向4車道，設(shè)計行車速度60 km/h。路面結(jié)構(gòu)中上面層為細(xì)粒式瀝青混凝土，厚度4 cm，下面層為粗粒式瀝青混凝土8 cm，乳化瀝青封層。路面基層為水泥穩(wěn)定碎石層（7 d無側(cè)限抗壓強(qiáng)度4 MPa），底基層為低劑量水泥穩(wěn)定層。20 ℃、15 ℃路面抗壓回彈模量如表1所示。

2 瀝青混凝土路面滲水問題分析

2.1 滲水系數(shù)計算

基于《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG 3450—2019）計算路面結(jié)構(gòu)滲水系數(shù)，計算公式為：Cw=（V2-V1）/（h2-h1）×60。其中，Cw為瀝青混凝土路面滲水系數(shù)（ml·min-1），V1、V2為滲水試驗1、2次讀水量，約100 ml、200～500 ml，h1、h2為1、2次讀數(shù)時間。試驗路段選取K1+000～K2+120，設(shè)5點(diǎn)檢測，記錄數(shù)據(jù)，觀測路面滲水情況，如表2所示。

我國《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2017）對瀝青面層滲水系數(shù)進(jìn)行明確規(guī)定：普通密級配瀝青混合料為300 ml/min，SMA混合料為200 ml/min。試驗段瀝青混凝土滲水系數(shù)均值為302 ml/min，大于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)值，且經(jīng)外觀檢測，部分路段滲水現(xiàn)象明顯。

2.2 滲水表現(xiàn)

瀝青混凝土路面滲水包括3類，垂直、水平、復(fù)合式滲漏。路面水分溢出嚴(yán)重，液柱下降快，水平連通孔隙有水流動，部分水分溢出。長期滲漏后會導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生“水損害”，如坑洞、車轍、麻面等[1]。經(jīng)檢測，項目部分路段水損害現(xiàn)象明顯。K1+030～K1+255路段，路面結(jié)構(gòu)伴有坑洞、吊粒、松散、麻面情況。K1+355路段網(wǎng)裂、坑洞、唧漿明顯，部分病害組合出現(xiàn)。K1+656～K1+818路段車轍、轍槽病害突出，如圖1所示。

3 瀝青混凝土路面滲水原因

（1）施工。1）瀝青混凝土攤鋪施工環(huán)境溫度低、材料未保溫，路面各層溫度差異明顯，材料黏結(jié)不當(dāng)，“溫度離析”情況嚴(yán)重。2）碾壓不規(guī)范。壓路機(jī)碾壓銜接不當(dāng)，溫度流失快，導(dǎo)致壓實度不足，路面結(jié)構(gòu)空隙率大，內(nèi)部貫通，滲水風(fēng)險大。相關(guān)實驗表明：瀝青混凝土空隙率為4%～6%時，壓實度不低于93%，因碾壓導(dǎo)致空隙率大于7%時，壓實度減小，防滲效果降低，滲水系數(shù)過大。

（2）材料。配比不當(dāng)，超粒徑礦料多，級配曲線16 mm篩孔質(zhì)量百分率低。拌和后，瀝青混凝土密度偏低，空隙率大，路面結(jié)構(gòu)滲水系數(shù)偏大。

（3）排水設(shè)計。1）路拱橫坡坡度值應(yīng)取高值，因坡度限制取低值時，硬路肩積水風(fēng)險大。2）排水縱坡設(shè)計不合理，超高漸變率過小，路面局部滯水，滲漏風(fēng)險增加[2]。

4 瀝青混凝土路面滲水防治要點(diǎn)

4.1 材料

（1）原材料。每車檢測1次，透層、黏層原材料黏度、針入度、常溫儲存性應(yīng)符合要求。稀漿封層需保障其黏度、延度、軟化點(diǎn)、破乳速度，儲存穩(wěn)定性大于1 d，具體要求如表3所示。石料應(yīng)選孔隙率小、表面粗糙堿性石料，可保證瀝青、集料黏附性。碎石材料強(qiáng)度高、高溫壓碎值良好即可。

（2）材料配比。明確瀝青混合料組合比例，試驗檢測配比方案可行性，材料0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm篩孔通過率應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)級配中值，各項指標(biāo)符合要求，如表4、表5所示。

（3）拌和前篩除10～20 mm超粒徑礦料，觀測礦料級配曲線，合成級配曲線需接近設(shè)計中值。

4.2 透層灑布

施工前2～3 d，透層灑布。（1）檢查路面下沉層，無起皮、露白即可。路緣石頂面干燥，側(cè)面需涂抹乳化瀝青。（2）均勻灑布，空白、缺邊處人工補(bǔ)灑，積聚區(qū)域刮除。灑布溫度以瀝青為準(zhǔn)，石油瀝130～170 ℃，煤瀝青宜80～120 ℃，乳化瀝青常溫散布。首層鋪撒礦料，主層瀝青成型，覆蓋層厚度應(yīng)一致，無重疊，不露瀝青[3]。（3）60～80 kN雙輪壓路機(jī)碾壓。一側(cè)路緣壓向路中，碾壓3～5遍，速度小于2 km/h，可適當(dāng)增加。（4）灑布第二層瀝青、礦料，重復(fù)瀝青→礦料灑布順序，完成第三層灑布碾壓作業(yè)。（5）施工氣溫應(yīng)＞10 ℃，路面溫度＞7 ℃，封層時縱縫搭接寬度＜80 mm，橫向接縫成對處理，3 m直尺測量不平整度＜6 mm。

4.3 攤鋪

（1）GPS定點(diǎn)放樣，明確攤鋪位置，冷接板高程、板幅寬度，沿線橫、縱方向1樁/20 m。灑布結(jié)束后，噴灑熱接縫區(qū)，噴灑寬度大于攤鋪寬度10 cm。拉石灰線，確認(rèn)攤鋪基準(zhǔn)邊線。

（2）2臺攤鋪機(jī)梯隊行駛，緩慢、均勻、不間斷攤鋪。攤鋪速度2～4.5 m/min內(nèi)，普通瀝青混凝土，攤鋪速度2～6 m/min，改性瀝青混凝土1～3 m/min。布料器轉(zhuǎn)速、攤鋪速度一致，熨平板兩側(cè)混合料高度為送料器2/3高度，或高出送料器100 mm，熨平板前方料堆大小、料位高度保持不變。

（3）溫度控制。混合料溫度：下面層攤鋪≥135 ℃，中、上面層＞160 ℃。攤鋪前需預(yù)熱熨平板，溫度＞100 ℃，攤鋪后初壓溫度＞160 ℃，終壓＞120 ℃。

4.4 碾壓

（1）初壓。高溫初壓瀝青混凝土，可用60～80 kN雙輪壓路機(jī)慢速、均勻凈壓2～3遍，最大碾壓速度4 km/h，建議速度2～3 km/h。檢查平整度，調(diào)整路拱，記錄碾壓溫度。

（2）復(fù)壓。重型輪式、振動壓路機(jī)碾壓5～6遍，壓實度應(yīng)符合設(shè)計值，表面無輪跡，最大碾壓速度6 km/h，建議速度3～5 km/h。

（3）終壓。60～80 kN雙輪壓路機(jī)碾壓2～3遍，消除輪跡，提升平整度，最大碾壓速度8 km/h，建議速度4～6 km/h。

（4）壓路機(jī)疊1/2輪寬，碾壓時嚴(yán)格控制灑水量，碾壓輪保持清潔。碾壓交叉口從低邊開始，急彎區(qū)域直線碾壓，逐遍轉(zhuǎn)換壓道，后壓時壓實上一遍缺角。陡坡碾壓時，上坡、下坡壓路機(jī)動輪與攤鋪機(jī)方向一致，起動、變速保持平穩(wěn)，初壓下坡宜靜壓[4]。

4.5 接縫處理及防水

4.5.1 接縫處理

瀝青混凝土路面縱縫、橫縫接縫問題會導(dǎo)致路面壓實不足，平整度、耐久性受損，滲漏風(fēng)險大。（1）攤鋪梯隊作業(yè)實施熱接縫。先鋪混合料預(yù)留10～20 cm寬度不碾壓，后攤鋪時將其作為高程基準(zhǔn)面。（2）分層攤鋪后，立即碾壓縱縫，后移動壓路機(jī)，跨縫碾壓，消除縫跡。（3）半幅施工縱縫，可加設(shè)擋板、切齊。鋪筑前清掃縫邊，刷黏層瀝青。重疊已鋪層5～10 cm攤鋪、碾壓，多余部分鏟走，新鋪層碾壓10～15 cm，跨縱縫。上下層縱縫錯開間距gt;15 cm。

4.5.2 路面防水

厚涂速凝橡膠瀝青防水涂料，瀝青材料固含量＞58%，粒徑lt;5 mm，無分層、離析，破乳速度快?；谠O(shè)計要求，控制涂料用量、涂膜厚度。先基層后面層，面層涂刷2次以上。施工縫應(yīng)局部加強(qiáng)處理，手刮式浸涂液體橡膠防水涂料70～80 g/m2，粘貼短纖維針刺無紡布。高分子涂料厚度gt;1 mm時，鋪設(shè)胎體增強(qiáng)材料。分層涂料，3～5 s固結(jié)成膜、實干后，涂刷上層防水涂料[5]。分組涂料時，需觀測底層水分、溶劑，揮發(fā)后涂料。大面積噴涂需檢測噴涂機(jī)參數(shù)，分區(qū)作業(yè)，附加層需全部成膜，噴嘴、基面距離、角度標(biāo)準(zhǔn)，噴涂后材料表面無夾帶、不露底，薄厚均勻。

4.6 排水設(shè)計

4.6.1 路面排水

（1）調(diào)整路面橫向坡度，兩側(cè)排流，避免行車道積水。路線縱坡平緩處，橫向漫坡排水。高路堤段，沿路肩外緣設(shè)計攔水帶，匯集路表水，泄水口、急流槽排水。

（2）現(xiàn)場澆筑瀝青混凝土攔水帶，或預(yù)制水泥混凝土塊，鋪砌攔水帶，攔水帶頂面高于過水?dāng)嗝嬖O(shè)計高度。

4.6.2 超高路段中央分隔帶

（1）鋪面寬度lt;3 m，鋪裝封閉式中央分隔帶排水，分隔帶坡度、路面橫坡度相同。分隔帶側(cè)緣處設(shè)計泄水口，或內(nèi)設(shè)縫隙式水管、碟形淺溝，泄水口為開口式、格柵式。

（2）鋪面寬度gt;3 m，表面水縱坡排流，泄水口排水或橫穿橋涵水道。

4.6.3 排水結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）邊溝?？v坡0.3%～0.5%，長度小于500 m。

（2）截水溝。與地面流水方向垂直，臨界自然水溝，不引入邊溝。需引入邊溝時，可增大邊溝橫斷面，設(shè)置保護(hù)措施，長度約200～500 m，縱坡lt;0.3％。橫斷面設(shè)計梯形，邊坡坡度1∶1.0～1∶1.5。溝底寬度gt;0.5 m，溝深gt;0.5 m。

（3）排水溝。橫斷面為梯形，與路基坡腳間距gt;3～4 m，平截面為弧形，半徑gt;10～20 m，連續(xù)長度lt;500 m。排水溝、原水道交角lt;45°，可用半徑R=10 b（b為溝頂寬）圓曲線連接水道[6]。

（4）急流槽。設(shè)于陡坡、深溝地段，短距離引、排水流，防止沖刷路面。

（5）盲溝。不宜過長，溝底縱坡坡度1％～2％，出水口底面標(biāo)高gt;溝外最高水位20 cm，可預(yù)防倒?jié)B。

（6）路面排水計算。項目路面挖方段為匯水段，路塹坡度1∶0.5，路拱橫坡2%，路肩橫向排水寬13 m，縱斷面坡度2.03%。排水設(shè)計時，需計算設(shè)計徑流量，計算公式Q=16.67C/F，16.67為降雨強(qiáng)度（mm/d），Q為設(shè)計徑流量（m3/s），C為徑流系數(shù)，F(xiàn)為匯水面積（km2）。

4.6.4 排水基層施工

（1）檢查驗收、清潔下承層，表面封水后灑布瀝青，瀝青量0.6～1 kg/m2。封水采用“同步碎石封層+透層”，灑布煤油稀釋瀝青，用量1 kg/m2，煤油揮發(fā)后驗收。滲透深度應(yīng)gt;5 mm。同步碎石封層為1.6～1.8 kg/m2改性瀝青、10～15 m碎石，滿鋪面積60%。

（2）灑布改性乳化瀝青為黏結(jié)層，用量1～1.2 kg/m2。

5 結(jié)語

綜上所述，瀝青混凝土路面是城市道路常見結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)為瀝青、粗細(xì)骨料、添加劑的結(jié)合體。多因素影響下，瀝青混凝土路面抗?jié)B漏性能減弱，路面滲水破壞明顯。為解決路面滲水問題，應(yīng)優(yōu)化瀝青混凝土路面施工設(shè)計，做好路面排水，規(guī)范路面施工操作，以降低瀝青混凝土路面滲漏風(fēng)險，保障公路工程安全性能。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2024-03-19

作者簡介：趙大磊（1986—），男，本科，工程師，從事公路工程施工管理工作。