瀝青路面水損害的形成與防治

李春峰

(冀州市交通局)

瀝青路面水損害的形成與防治

李春峰

(冀州市交通局)

摘 要:針對當前公路建設中普遍存在的問題，結合冀州市近幾年新建、改建的幾條瀝青路面水損壞現(xiàn)象，分析了其產(chǎn)生的原因并提出治理措施。

關鍵詞:瀝青路面;水損壞;措施

1 瀝青路面水損害的形成

1.1 上面層滲水

水損害與上面層的空隙率密切相關，當空隙率大于滲水的臨界值7%時，便會出現(xiàn)不同程度的滲水。路面上部分地表水從面層的空隙中滲到路面基層中，集聚在路面夾層中，這些集聚水，在車輛荷載的反復作用下，隨著路面上下反復運動，它沖擊著路面材料，使路面材料松散解體，從而導致路面的早期損壞。

1.2 中面層存水

按密級配設計的中下面層，實測空隙率波動范圍甚寬，形成了水損害分散不連續(xù)的特征。我國路面基層普遍采用半剛性基層，也是不透水的，上面滲入路面和冰凍地區(qū)春融期融化的水容易積聚在基層表面，成為浮漿，而雨季水進入瀝青層內部是不可避免的，遺憾的是路面設計一般不考慮路面結構層內部的排水問題，相反，普遍設計了埋置路緣石、砌筑式路肩、漿砌擋墻，阻礙了滲入路面內部的水排出，而有的路段縱坡不順，攔置式路緣石使路表水不能從邊緣迅速排出，反而阻水導致局部積水，這個問題在橋面板上特別突出。

1.3 重交通的作用

對于超重車引起危害也是很明顯的。我國公路路面設計荷載是100KN的軸載，但隨著大量的重型車和拖掛車通過，它們的很多車軸載都超過100 kN。據(jù)我國有關方面統(tǒng)計研究在路面行駛的貨車有45% ～95%是超軸載的，所以瀝青路面一些結構薄弱地段出現(xiàn)路面早期損壞是不足為奇的，如果有水害存在，路面的早期損壞會提前到來。

1.4 環(huán)境條件

一些特殊路段如近郊道路，未能根據(jù)路段自然的地質、地貌、水文狀態(tài)，嚴格按照公路路基排水設計要求而設計，全線的排水溝、管道、橋涵未構成完整的排水系統(tǒng)，地下水和部分地表逕流水危害著路基、路面強度和穩(wěn)定性，或者路基標高設計偏低，路基土是處于潮濕狀態(tài)和過潮濕狀態(tài)。

2 預防水損害的措施

2.1 選料要精良，提高水穩(wěn)定性

(1)瀝青:要選用重交通瀝青或將優(yōu)質瀝青按照對瀝青路面路用性能的特殊要求進行改性處理，為提高瀝青的溫度穩(wěn)定性和抗老化性能，一般用混融法摻入SBS進行瀝青改性，改性瀝青的流變性的變化，改善了瀝青混凝土的抗永久變形能力、抗裂能力和與礦料的粘結力，它對解決水損害將會有良好的效果。但改性瀝青必然要增加相對的成本，除了少數(shù)重要的工程和交通量特別大的工程外，它不可能成為普遍采用的結構材料。

(2)集料:集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質，并具有足夠的強度和耐磨耗性或適當?shù)念w粒級配。在通常情況下，石灰?guī)r等堿性集料，與瀝青的粘附性好，但耐磨耗性差，不能適應瀝青路面表面層抗滑及耐磨耗的需要，采用石灰?guī)r石料鋪筑的瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)路面，所期望的石料之間的嵌擠能力不能很好地形成。相反，花崗巖、砂巖、石英巖等酸性巖石，石質堅硬、致密、耐磨性強，能充分發(fā)揮集料之間的嵌擠作用，但它與瀝青的粘附能力卻不好，容易在水分的作用下造成瀝青膜的剝落，很快導致瀝青路面的掉粒、松散、坑槽等水損害破壞。

(3)填料:宜采用石灰?guī)r等憎水性石料磨細得到的礦粉，礦料要求潔凈、干燥、無雜質小于0.075 mm的顆粒含量大于8%，無團粒結塊現(xiàn)象，礦粉含水量小于1%，高級公路瀝青混凝土面層不宜采用粉煤灰做填料，用回收粉塵做填料時，其用量不得超過填料總量的50%。

(4)纖維素穩(wěn)定劑:制做傳統(tǒng)瀝青混凝土和多碎石瀝青碎石混合料SAC均不用纖維素穩(wěn)定劑，如制做瑪蹄脂瀝青碎石混合料SMA時，為避免瀝青在高溫時從混合料流出和提高瀝青混合料的穩(wěn)定性，要加入適量的纖維素穩(wěn)定劑，劑量為混合料的0.3%～0.4%

2.2 配料要準確，減少空隙率

根據(jù)瀝青混凝土所處層位和使用功能，選擇合適的礦料級配曲線，從而減小空隙率。研究分析，瀝青路面的空隙率在8%以下時，瀝青層中的水在荷載作用下一般不會產(chǎn)生動水壓力，不容易造成水損害破壞。而排水性混合料的路面空隙率大于15%時，一般都采用改性瀝青，且水能夠在空隙中自由流動，也不容易造成水損害破壞。而當路面空隙率為8% ～15%的范圍內時，水容易進入混合料內部，且在荷載作用下易產(chǎn)生較大的毛細壓力成為動力水，易造成瀝青混合料的水損害破壞。因此，在原材料規(guī)格、性質達到相應標準時，應優(yōu)先選用較先進、性能優(yōu)良的瀝青混凝土礦料級配，實現(xiàn)高溫穩(wěn)定、低穩(wěn)抗裂、抗車轍能力強、抗水害能力強、抗滑耐磨、抗疲勞老化能力強的瀝青混凝土面層。

2.3 鋪壓要合理，增大密實度

瀝青混凝土的現(xiàn)場鋪筑要用帶自動找平、振密、熨平設備的攤鋪機，路面寬度超過7 m時，最好用兩臺攤鋪機前后間距小于50 m，同步鋪筑，實現(xiàn)縱縫熱接，因一次鋪寬超過10 m時，將會出現(xiàn)粗粒料離析現(xiàn)象。在按施工規(guī)范的要求做好工序的橫向接縫，確保路面平整度。

SAC和SMA瀝青混合料因粗碎石較多，內摩阻力增大，壓實功也要增加，壓實這種瀝青混合料的關鍵是:高溫、高頻、低頻、慢壓，緊跟攤鋪機一次性壓實，初壓溫度控制在140～145℃ ，先用振動壓路機碾壓，再用鋼輪壓路機碾壓，不準使用輪胎壓路機碾壓，終碾溫度不得低于80℃ 。SBS改性瀝青、SAC、SMA型瀝青混合料碾壓溫度還要提高10℃，瀝青混凝土壓實度要達到98%，空隙率小于4%。

2.4 基礎要穩(wěn)固，搞好排防水

穩(wěn)固、強度均勻的基層和路基是瀝青路面防止早期破壞、保持耐久性的前提。瀝青路面對路基的要求是不產(chǎn)生不均勻沉降，不產(chǎn)生重垂沉降或側向滑移;不產(chǎn)生嚴重的冰凍拱脹或春融軟化。而對基層的要求是基層強度要具有水穩(wěn)定性和冰凍穩(wěn)定性，不產(chǎn)生唧泥、水浸軟化，凍融后強度不能有大的衰減;基層要有一定的強度、較高的彈性摸量，為路面提供均勻穩(wěn)定的支撐條件;基層要有較好的沖刷能力，在強氣流、強水流沖刷下，不會產(chǎn)生過大的沖刷，致使板底脫空。同時，基層還要有較輕的干縮裂縫和溫縮裂縫，防止產(chǎn)生嚴重的反射裂縫，路面上基層宜采用二灰碎石或二灰礫石，下基層采用水泥穩(wěn)定砂礫碎石半剛性基層。要實現(xiàn)基礎穩(wěn)固，除做好路面基層之外，還要做好路面排水和封水工作的設計和施工。

中圖分類號:U416.217

C

1008-3383(2011)06-0096-01

收稿日期:2011-04-17