瀝青路面水損害的影響因素及防治措施探討

王　剛　梅中粱　孫玉彬

摘要：水損害是公路瀝青路面常見病害之一，與之相關的路面出現麻面、剝離、掉粒松散、坑槽；路面基層受到損害發生唧泥，出現網裂、龜裂；路基變形發生沉降、開裂；路基坍塌等病害嚴重影響著路面的服務水平和實用壽命。針對這些病害認真分析了其影響因素并提出了相應的防治對策。

關鍵詞：瀝青路面；水損害；影響因素；防治措施

中圖分類號：U415.2文獻標識碼：A文章編號：1672-3198(2009)12-0293-01

1概述

針對近年來瀝青面層發生的大面積水損害破壞，仔細分析這些損壞情況，可總結出以下特點：

。

(1)水損害破壞發生在雨季，也可能是黃梅季節，也可能是冰雪融化的季節，有時一場大雨就導致路面大面積嚴重破壞。

(2)行車道破壞嚴重，超車道一般沒有破壞，顯然破壞與荷載有關，尤其與重車、超載交通有關。

(3)路面破壞之初一般都先有小塊網裂、冒白泡，然后松散成坑槽。

(4)發生水損害破壞嚴重的地方一般是透水較嚴重且排水又不暢的部位，如挖開可見下面有積水或浮漿；一般不會全路同時破壞，顯然與瀝青混合料不均勻或離析有關；有些不均勻嚴重的路段可能是泛油與水損害同時發生。

2瀝青路面水損害機理與原因

瀝青路面的水損害破壞是指瀝青路面在存在水分的條件下，經受交通荷載和溫度脹縮的反復作用，一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上，易引起瀝青和石料界面粘附性降低；另一方面由于水分的浸泡或動水壓力等的作用，瀝青膜漸漸從集料表面剝離，并導致集料之間的粘結力損失而發生的路面破壞過程。

瀝青路面的強度來自瀝青本身的粘結力，集料之間的嵌鎖作用、內摩擦力以及瀝青與集料的粘附作用，粘附作用是保證前兩個因素發揮強度作用的條件。瀝青路面水損害，一般認為與兩種作用過程有關，一是粘附性不足：由于集料對水分的吸引力比瀝青大，水分可進入瀝青與集料之間，瀝青與集料表面的接觸角減小，粘結力降低，從而導致瀝青薄膜剝落，使集料裸露而破壞。二是瀝青與集料的粘聚力減弱：由于水分浸入路面，使瀝青變軟，粘度降低，導致瀝青路面的整體強度減小。這兩種作用過程往往是同時存在又相互影響。

由上述瀝青路面水損害概念和機理分析可知；水的存在是瀝青路面水損害的內因和先決條件，交通荷載是其損害的外部條件。在工程實踐中，瀝青路面產生水損害的原因可以從以下方面來分析：

從設計角度，發生瀝青路面水損害的原因主要有以下方面：

(1)防排水設計。不重視防排水設計，是設計中最薄弱環節之一；路面結構層排水不暢；中央分隔帶向路面體滲水；路表面及邊溝排水不暢，路面積水；挖方段路基滲水，排水一般采用堵的方式，盲溝效果不好。

(2)結構設計。瀝青路面的結構形式單一；未考慮瀝青路面自身排水；半剛性基層過于致密，排水性差，缺乏基層排水性能指標；路面薄，受離析影響大；路面過早開裂，有半剛性基層開裂的反射縫和溫縮裂縫；各層結構組合不當，瀝青滲水。

(3)材料及配合比設計。瀝青混合料水穩定性不足，采用抗剝落劑，沒達到目的；瀝青混合料礦料級配不合理、空隙率過大；路面密水性差；混合料水穩定性不足。

從施工角度，發生瀝青路面水損害原因主要有以下方面：瀝青路面的離析嚴重，混合料施工性差；瀝青路面的密水性差；施工壓實不足，不敢放開碾壓，壓實度數據弄虛作假；施工污染嚴重，層間粘結不成整體。

從養護角度，仍延續中低級公路的養護模式和養護習慣，不變采用搶救養護方式，即安排養護從申請計劃到批準實施的周期太長。不能及時封縫、灌漿；超載車使動水壓力增大。

3瀝青路面水損害防治措施

瀝青路面水損害是當前道路界一項技術難題，其產生原因是復雜多樣的，無法通過單一技術途徑輕易解決；因而，必須做好病害前“防”，同時做好病害發生后的“治”，從各個方面采取綜合治理措施，將病害發生的可能降低到最小程度。

3.1采用合格的路用材料

(1)盡可能選擇與瀝青粘附性好的集料，但不要迷信玄武巖；石屑的質量必須符合新修訂的規范要求，減小含泥量，積極使用機制砂；礦粉必須是石灰巖礦粉，不使用酸性石料的石屑。

(2)采用酸值較小的瀝青，采用改性瀝青，加強與集料的粘結；采用針人度較小的瀝青。

(3)推廣摻加消石灰或具有長期有效的抗剝落劑。

3.2采用合理的配合比設計

(1)采用新規范的配合比設計方法，停止使用Ⅱ型及B型抗滑表層級配，采用粗型S型礦料級配。

(2)嚴格控制設計空隙率，統一空隙率計算方法。

(3)在規范中增補滲水系數指標。

(4)確保水穩定性檢驗指標合格。

3.3加強路面施工質置的管理

(1)采取措施，加強路面基層質量，減少基層開裂，并對裂縫封閉處理，減少因此而引起的瀝青面層反射裂縫，對面層反射裂縫必須封閉處理，防止水進入面層結構。

(2)控制瀝青混合料施工各環節的溫度，滿足運輸、攤鋪、碾壓的要求，保證面層密實、平整、不離析且滿足橫向排水要求。

(3)不宜采用強振方式，為避免由于骨料被壓碎而產生的不利影響，應采用重型輪胎壓路機進行搓揉碾壓，即保證了骨料不被壓碎，又能保證密實度。

3.4瀝青路面的結構形式設計

(1)積極采用柔性基層或組合式基層的瀝青路面結構。

采用柔性基層瀝青路面后，水可以從級配碎石基層中排走，同時由于瀝青層自身較厚，進入路面的水路徑加長，進入基層的水量也大為減少。這樣將有效地防止自下而上的水損害發生。即使它不能防止自上而下的水損害，維修養護也會簡單的多。

(2)設置級配碎石過濾層作為排水層。

在半剛性基層瀝青路面的瀝青層下設置級配碎石過渡層可以有效地改善瀝青路面的水損害。過渡層有兩個作用：首先是排水，經過瀝青層的水分在達到半剛性基層前先進入級配碎石層，它可以橫向排走，不會損傷半剛性基層表面，產生浮漿；其次是隔斷半剛性基層收縮開裂引起反射裂縫。

(3)采用合理的公稱最大集料粒徑與瀝青面層壓實厚度相匹配。

(4)適當調整半剛性基層的礦料級配和對設計強度的要求。

半剛性基層過分致密、強度過大、剛度過大，是造成瀝青路面水損害的重要原因。適當調整無機結合料穩定集料的礦料級配，使其粗集料的比例進一步增加，適當減少水泥、石灰、粉煤灰劑量，降低其強度和剛度是必要的。按目前認識，以控制水泥穩定碎石的7d抗壓強度在3Mpa～4Mpa為好，即下限不低于3Mpa，上限不高于4Mpa。半剛性基層的強度越高越好的看法不正確。改變目前只控制下限不控制上限的情況。

3.5加強預防性養護

(1)采用熱拌瀝青混合料或冷補材料及時補坑。由于修補坑槽使用的混合料量少，可常備一些冷補材料。此材料即使在雨天也不妨礙修補，且能立即開放交通。

(2)采用專門的施工機械進行擴縫、清縫、補縫、灌縫作業。美國SHRP計劃除Superpave外，還有一個課題就是裂縫的修補，可見對其的重視程度。由于縫細不好灌縫，有時需要適當擴寬。灌縫的材料需要有較高要求，通車后不被擠出，不被帶走。

(3)對滲水嚴重的路段立即采用微表處全面封水。微表處是目前國際上使用最廣泛的封水方式，其他可以采用的還有噴涂表面復蘇劑。