淺析瀝青路面水穩性影響因素和改善措施

吳月玲

（江蘇佳宇建設工程有限公司，江蘇 姜堰 225500）

淺析瀝青路面水穩性影響因素和改善措施

吳月玲

（江蘇佳宇建設工程有限公司，江蘇 姜堰 225500）

本文對影響路面水損的因素進行了分析，介紹了瀝青混合料水穩性的評價，詳細闡述了減小水損害的措施，以保證瀝青路面的質量，從而延長路面的使用壽命，提高經濟效益。

瀝青路面；水穩性；混合料；措施

1 前言

近年來我國公路開始快速發展，城鄉公路也逐步開始進行等級路改造或砂改油工程改造，山區公路建設取得了長足進步，瀝青路面以其施工及維修方便等顯著優點得到廣泛應用。近年來，隨著交通流量的迅猛增長，特別是在重交通荷載、超載運輸以及其他不利自然環境等外部因素的影響下，瀝青路面出現了較嚴重的病害，導致路面使用性能迅速下降，影響了車輛的安全和快捷行駛，養護也面臨巨大壓力。尤其是山區的瀝青路面結構公路，由于地勢等環境惡劣，更易遭受水毀損害，既影響了車輛的正常通行，也造成較嚴重的經濟損失。下面對瀝青路面水毀病害進行分析總結，并針對各個階段的情況提出一些防治措施。

2 水破壞的表觀特征及破壞形式

從公路水毀調查情況看，在降水過后，因水破壞而帶來的病害一目了然，一般有以下幾種不同的現象。

2.1 表面產生坑槽

降水過程中，水會進入并滯留在表面層瀝青混凝土的孔隙中。在大量高速行車荷載的作用下，一次次的產生動水壓力使瀝青從碎石表面剝落下來，局部瀝青混凝土變得松散，碎石被車輪甩出，路面產生坑槽。水破壞產生的坑槽往往如“雨后春筍”般集中出現，坑槽周邊粒料松散，開挖后槽內濕度大。

2.2 表面產生網裂形變

降水過程中，自由水滲入并滯留在表面層和中面層內在外力作用下，使兩層內瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青剝落，導致表面產生網裂、沉陷和向外側推擠。此類網裂病害一般自中部向外呈散射狀，越向外部裂痕越淺、病害越輕。若病害發展至基層閼裂縫處將有明顯灰漿。

2.3 唧漿、網裂、坑槽

若自由水長期滯留在半剛性基層頂面，水會在行車壓力的作用下沖刷基層混合料表層的細料，形成灰白色漿，并被行車唧到路表面，在灰漿量大的情況下，可能會產生較深的坑槽，并產生基層松散破壞灰漿數量較少會產生路面網裂或變形。另外，路面橫縱縫內受水影響也會出現唧漿并逐漸在縫隙兩側形成網裂沉陷區。

通過對上述三種不同類型的破壞形式鉆芯取樣檢驗，第一類病害只出現在瀝青混凝土層，網裂沉陷處的取樣表明，瀝青混凝土表面層完全松散，基層結構完整。但基層與底面層分離裂縫沉陷處的取樣則表明，二灰基層已受到破壞，出現斷裂、松散現象。

2.4 車轍

自由水侵入瀝青面層后，使瀝青與碎石的粘結力減弱。在行車荷載作用下滯留在面層下部的水使礦料、特別是粗粒礦料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落，使瀝青混凝土的強度逐漸損失，直到完全松散。在行車輪跡下不但產生壓縮形變，更嚴重的產生剪切形變，輪下的瀝青混凝土向兩側特別是向外側擠出使輪跡帶下陷。同時其兩側鼓起，形成嚴重的轍槽，槽深一般達30-40mm，最深可達8-10cm。如不及時處理轍槽，在降水過程中或雨后轍槽就變成積水槽，使水有更長的時間滲入和透過瀝青面層，造成更嚴重的水破壞。

3 改善措施

3.1 提高瀝青與集料的粘附性

由瀝青與礦料相互作用的基本理論可知，瀝青與礦料的粘附性，取決于瀝青一礦料一水三相系的平衡。各種改善措施，主要從降低在集料表面水對瀝青的置換能力這一概念出發，保證在有水情況下瀝青膜不發生收縮、剝離現象，仍能與礦料形成良好的化學吸附作用。例如，用一部分石灰、水泥代替礦粉，或在瀝青中添加少量環烷類高分子有機酸、石油瀝青與煤瀝青混合等都能改善粘附性。石灰和水泥中CaCO3含量高，易形成正的吸附中心，與瀝青中帶有負電荷的表面活性物質可形成化學吸附層；各種液態抗剝落劑均屬于表面活性物質，市場上較多的是胺類表面活性劑，一端是親水性的胺基，與酸性石料有很強的親和力，另一端是融于瀝青的親油性的烷基，由于它在瀝青一礦料表面的形成這種定向排列可降低瀝青一礦料界面張力，故能提高瀝青與礦料的粘附性。公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)規定，“當用于高速公路、一級公路的石料為酸性石料時，宜使用針入度小的瀝青，并采用下列抗剝離措施，使瀝青與礦料的粘附性符合本規范附錄c表c.8的要求”。這些措施是：

(1)用干燥的磨細消石灰粉或生石灰粉、水泥作為填料的一部分，其用量宜為礦料總量的1% ～2%；(2)在瀝青中摻加抗剝落劑；(3)將粗集料用石灰漿處理后使用。

3.2 級配選優

瀝青混合料的水穩定性在很大程度上取決于空隙率和空隙結構以及瀝青膜厚度。根據試驗研究和理論計算表明，空隙率在4%～17%之間，水易于滲入而不易自由排出。在配合比設計中級配設計是一個很重要的方面。瀝青混合料的級配決定了集料的嵌鎖結構及壓實特性。各種級配的混合料形成的瀝青混凝土的內部結構各不相同，有的是懸浮密實結構，有的是骨架密實結構，不僅空隙總量不同而且空隙的連通性及孔徑分布也是有區別的；可壓實性不一樣導致瀝青膜厚度不相同(因為配合比設計時空隙率控制范圍相同)，因此抗水滲透和軟化能力不同。

3.3 改善路面結構

改進透層油或在瀝青面層的下層用瀝青含量高的瀝青砂作下封層，隔斷地下水或毛細水的上升。上基層最好采用水泥穩定碎石，透層油宜采用煤油稀釋的中凝液體瀝青或非離子型乳化瀝青，使透層油能滲入基層。

在瀝青層的下面層或聯結層使用空隙率大、集料嵌擠良好的瀝青碎石或貫入式結構層，為水提供空隙，盡快排出，減小水損。

3.4 其他措施

集料保持干燥和拌和均勻是提高瀝青與礦料粘附性的重要措施。對細集料一定要設置篷蓋，對于礦料、石灰等粉料應建庫存放。材料中帶有塵土、雜質必須除去。

碾壓時不得過多地向碾輪灑水，否則水被封閉在混合料空隙里，在荷載作用下，導致瀝青從石料表面剝離。

施工接縫應平順，路面開裂應及時填補，以防止加速水損害。

結束語

瀝青混臺料和瀝青路面的設計、施工及一些外部因素可能會導致瀝青路面剝落。這些因素主要是路面排水系統不健全，路面壓實度不足，集料表面粉塵太多，集料拌和時不夠干燥，集料強度低易碎，瀝青混臺料設計采用透水的開級配類型等。引起瀝青路面水損害的原因是多方面的，對水損害的研究已引起世界各國的重視。

[1]王端宜，鄒桂蓮，韓傳岱.對瀝青路面水損害早期破壞的認識.東北公路，2001，(1)，23-25.

[2]周傳林.瀝青路面水損害及處理.江蘇交通，2002，(7)，22-23.

U412.1

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