市政道路瀝青路面水損害成因及有效防治措施

紀(jì)建華

（太原理工大學(xué)建筑與士木工程學(xué)院 030024 大同市政建設(shè)集團(tuán)有限公司 037006）

市政道路瀝青路面水損害成因及有效防治措施

紀(jì)建華

（太原理工大學(xué)建筑與士木工程學(xué)院 030024 大同市政建設(shè)集團(tuán)有限公司 037006）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，近幾年來我國的市政道路工程建設(shè)發(fā)展十分迅速。由于瀝青路面具有強(qiáng)度高、平穩(wěn)性好、噪音低、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，所以在市政道路的建設(shè)過程中主要采用瀝青路面。但是目前瀝青道路上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水損害的現(xiàn)象，為車輛的出行帶來了很大的不便。本文就是針對(duì)市政道路瀝青路面水損害的類型以及成因進(jìn)行系統(tǒng)分析，并提出了有效的防治措施來解決這些問題，為防治水損害的發(fā)生提出借鑒方法。

市政道路；瀝青路面；水損害成因

引言

由于瀝青路面具有很多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛的應(yīng)用到道路建設(shè)領(lǐng)域中，水損害作為瀝青路面的常見病害之一，會(huì)使路面發(fā)生龜裂、沉降、坍塌等嚴(yán)重問題，這些問題時(shí)刻影響著瀝青路面的服務(wù)質(zhì)量與道路使用壽命。為此必須要對(duì)病害原因進(jìn)行深入的分析，通過分析得出相應(yīng)的防治策略。

1 市政道路瀝青路面水損害的類型

1.1 松散型

松散型主要是指市政道路中的瀝青面在孔隙水壓力的作用下，混合料喪失了粘合力導(dǎo)致瀝青變軟直到垮塌，垮塌之后的瀝青膜就會(huì)從混合料表面脫落，出現(xiàn)麻面和松散的現(xiàn)象。混合料的顆粒逐漸脫落，致使在表面形成了大小不一的坑洞。因此松散型主要包含路面的坑洞、松散、麻面、掉粒等現(xiàn)象[1]。

1.2 裂縫型

裂縫型主要是指網(wǎng)裂的產(chǎn)生，機(jī)理是半剛性的基層基頂結(jié)合料與從路表連通孔隙及裂縫處下滲的水相混合，再加上瀝青路面上的車輛對(duì)其反復(fù)的擠壓過程，形成了高速壓力沖刷，沖刷主要作用在基頂，使得基頂形成灰漿。這種灰漿如果在裂縫中被擠出來的話就是我們平常見到的擠漿現(xiàn)象。如果結(jié)合料不斷流失，那么瀝青路面上的面層就會(huì)脫落，逐漸變?yōu)槌料荨⒕W(wǎng)裂等現(xiàn)象。

1.3 變形型

市政道路在行駛車輛的壓力之下，會(huì)使粗集料表面覆蓋的瀝青膜逐漸掉落，致使混合料的強(qiáng)度下降、呈現(xiàn)出松散的狀態(tài)。行車軌跡下面不僅會(huì)出現(xiàn)被壓縮之后的變形，還會(huì)使剪切破壞嚴(yán)重。車轍就是在這樣一種作用力下將混合料向兩側(cè)擠壓而形成的。通常狀況下還會(huì)出現(xiàn)擠漿和網(wǎng)裂的現(xiàn)象。

1.4 凍融循環(huán)破壞

在天氣寒冷的地區(qū)，冬天在路面上會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰，結(jié)冰會(huì)使得體積增大，導(dǎo)致市政道路上的瀝青混合料內(nèi)部產(chǎn)生很大的膨脹力，降低混合料的粘結(jié)度。當(dāng)氣溫升高導(dǎo)致冰雪融化的時(shí)候，融化的雪水就會(huì)留在路面的表層上，加上路面車輛行駛過程中的荷載作用加快了瀝青膜的脫落速度[2]。融化的雪水會(huì)滲入到混合料里面，在凍融循環(huán)的反復(fù)作用之下，導(dǎo)致了瀝青路面損壞的現(xiàn)象。在市政道路的底層，如果出現(xiàn)較多空隙時(shí)，這個(gè)時(shí)候又恰巧是冬季，低溫使得水分積聚在基層表面，當(dāng)溫度有所回升的時(shí)候，融水會(huì)進(jìn)入到底層的空隙中，加上行車的反復(fù)作用力，底層會(huì)發(fā)生剝落現(xiàn)象，同時(shí)底層還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷。

2 市政道路瀝青路面水損害的成因

2.1 瀝青與集料之間的粘附性能

瀝青與集料本身的特殊性質(zhì)影響了粘附性能，例如，影響瀝青與集料粘附性的因素有礦料和瀝青自身的化學(xué)成分、孔隙率、瀝青表面黏度以及集料含沙量和含水量等。根據(jù)以往研究表明，如果粘附性低于四級(jí)，就會(huì)使瀝青膜脫落，造成市政道路的水損害情況[3]。

2.2 瀝青結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水

在瀝青路面施工過程中，施工工人常常對(duì)于路基和路界的排水系統(tǒng)比較重視，也為此制訂了很多解決方案，但是施工工人經(jīng)常忽略對(duì)于路面結(jié)構(gòu)層的排水情況。在我國，市政道路采取的結(jié)構(gòu)基本上是半剛性基層，因此在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中忽略路面面層的排水，反而更多的設(shè)置一些路肩和擋墻等，這些現(xiàn)象都導(dǎo)致了路面結(jié)構(gòu)的進(jìn)水無法順利排出的結(jié)果。

2.3 水損害指標(biāo)評(píng)價(jià)不合理

水損害指標(biāo)評(píng)價(jià)主要是通過水煮法進(jìn)行試驗(yàn)，來評(píng)價(jià)集料和瀝青之間的粘附性，但是這樣的方法并不科學(xué)，原因在于集料與瀝青之間的粘附性等級(jí)未與水損害建立關(guān)系，導(dǎo)致檢測結(jié)果受到主觀因素的影響。水煮法一般使用9.5～13.2mm的集料，這和實(shí)際的情況大有不同，由于部分過細(xì)的集料為砂，它與瀝青之間的粘附性較差，但是卻沒有得到評(píng)價(jià)。由于水難以進(jìn)入其中，所以瀝青混合料的耐久性經(jīng)常檢驗(yàn)不出結(jié)果[4]。

2.4 其他原因

由于市政道路建成的時(shí)間比較長、路面開裂、嚴(yán)重老化等因素都加劇了水損害情況。經(jīng)常由于早晚高峰造成路面的擁擠、塞車或者是由于部分貨車、客車的超載情況，加大對(duì)于瀝青路面的磨損。天氣的陰晴、氣候的變化以及溫度的變化都會(huì)加速凍融循環(huán)的發(fā)生，車輛滲油、大氣污染以及酸雨的形成都會(huì)使酸性物質(zhì)對(duì)路面造成腐蝕作用。

3 市政道路瀝青路面水損害的有效防治措施

3.1 設(shè)計(jì)完善的防水排水系統(tǒng)

一般情況下，雨水經(jīng)常會(huì)滲入到分隔帶和路肩的土體中，之后再慢慢的滲入進(jìn)路基的內(nèi)部，使得有車輛行駛路面的穩(wěn)定性能受到影響，路表的水分和路面內(nèi)部的水分都應(yīng)該經(jīng)過路肩排出去[5]。所以應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于路肩和中央分隔帶的防水、排水設(shè)計(jì)，這樣就能有效防止瀝青路面遭到水的入侵而產(chǎn)生的破壞。通過完善下封層結(jié)構(gòu)可以有效地使水分滲入到基層或其他層面中。

3.2 嚴(yán)格控制瀝青路面的空隙率

為了防止水分進(jìn)入到路面內(nèi)部，應(yīng)該通過調(diào)控孔隙率的方式。研究表明，發(fā)生水損害的危險(xiǎn)孔隙率數(shù)值在7～14%之間，因?yàn)橛捎谒奶匦裕苋菀拙瓦M(jìn)入到混合料內(nèi)部，而且會(huì)在路面行車的壓力下產(chǎn)生較大的孔隙而形成動(dòng)力水。當(dāng)空隙率控制在4～5%范圍內(nèi)時(shí)，就不容易發(fā)生透水的現(xiàn)象，基本上杜絕水損害。但是當(dāng)空隙率大于12%時(shí)，合理設(shè)置排水層結(jié)構(gòu)，內(nèi)部的水就容易流走。因此想要有效控制空隙率，就要加強(qiáng)對(duì)于空隙率的認(rèn)識(shí)工作[6]。

3.3 提高瀝青和集料之間粘附性

通過提高瀝青和集料之間粘附性來抑制水損害的發(fā)生，可以在其中添加少量的環(huán)烷類有機(jī)酸，這樣就可以加強(qiáng)瀝青與集料的粘附性。隨著人類科技的不斷發(fā)展，化學(xué)科學(xué)的不斷進(jìn)步，能夠運(yùn)用活性表面材料生產(chǎn)出抗剝落劑，這種試劑可以有效地改善瀝青抗擊水損害的能力，但是由于抗剝落劑對(duì)于集料和瀝青油有比較高的選擇性，所以要想使用抗剝落劑還需要進(jìn)行周密的實(shí)驗(yàn)研究。

3.4 提高道路施工的質(zhì)量

市政道路在施工之前要選擇的原材料必須要按照嚴(yán)密的配比之后才能使用，尤其要注意集料污染情況的發(fā)生。在施工階段，要加強(qiáng)控制混凝土攪拌的均勻性，對(duì)于瀝青混合料的攪拌溫度和出場溫度加以控制。要盡量選擇配套的碾壓機(jī)械，然后再增加碾壓遍數(shù)，提高壓實(shí)度以減小空隙率。

3.5 加大力度控制超載車輛

市政道路是城市的主要道路，還是一個(gè)城市市容市貌的體現(xiàn)，交通部門和公路部門應(yīng)該按照《公路法》及交通部《超限運(yùn)輸車輛行駛公路規(guī)定》的基本要求對(duì)超載車輛進(jìn)行強(qiáng)制卸載，并不允許超載車輛進(jìn)入市政道路，要在入口處設(shè)卡嚴(yán)格控制超載車輛對(duì)路面的損壞。

4 結(jié)論

市政道路瀝青路面的水損害不僅與道路材料與設(shè)計(jì)過程有關(guān)，還與施工質(zhì)量有很大的關(guān)系。在道路的施工環(huán)節(jié)加強(qiáng)水損害的防治工作，才能從根本上保證路面的質(zhì)量。由于水損害的防治問題綜合性很強(qiáng)，想要從一個(gè)方面來攻克它幾乎是不可能的。為此就必須要對(duì)水損害的防治措施不斷進(jìn)行研究，以此來延長瀝青的使用壽命。

[1]曹勇.市政道路瀝青路面水損害成因及有效防治研究[J].中華民居（下旬刊），2013，01：312～313.

[2]蘇騫.市政道路瀝青路面水損害成因及防治對(duì)策探析[J].技術(shù)與市場，2010，11：44～45.

[3]張文佳.瀝青路面水損害成因分析及級(jí)配研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2008.

[4]屈婷婷.瀝青路面新型封水材料性能研究[D].西安科技大學(xué)，2014.

[5]楊美榮.瀝青路面水損害原因及其防治措施研究[D].西安建筑科技大學(xué)，2006.

[6]董賢蕓.瀝青路面裂縫及預(yù)防措施研究[D].山東大學(xué)，2009.

U418.6

A

1673-0038（2015）37-0314-02

2015-8-6