談高速公路瀝青路面水損害的原因及防治措施

姜聚欣

摘 要：針對高速公路瀝青路面的水損害問題，分析了造成瀝青路面水損害的主要原因，從瀝青混合料的級配組成、路面壓實度、空隙率、路面排水、水穩定性等方面提出了具體的防治措施。

關鍵詞：瀝青路面；水損害；路面排水；密實度

造成瀝青路面水損害破壞的原因非常復雜，大體上可以歸結為瀝青混合料空隙率過大、壓實度不足、路面滲水、路面厚度偏薄不均勻、瀝青混凝土混合料抗水損害能力不足、排水設施不完善等。

一、表面層瀝青混合料的級配組成

確定適用于當地自然氣候條件的瀝青混合料級配組成是非常重要的，由于影響路面早期損害的因素很多，對瀝青混合料級配的要求要保證設計出的混合料有穩定的集料骨架，較強的內摩阻力，使混合料有足夠的能力抵抗溫度變化產生的變形。同時要求混合料經過適當的壓實可以得到適當的空隙率，以保證混合料的密水性。表面服務特性則要求混合料較粗糙，鋪筑的路面有一定的構造深度。從施工角度要求考慮混合料的施工均勻和壓實后的空隙率要求，以及路面攤鋪厚度和集料最大粒徑的合理搭配，瀝青面層能否達到這些使用要求，與所用瀝青、瀝青混合料的類型和性質，以及瀝青面層的厚度有密切的關系，應該根據各種混合料的特性來選擇合適的面層結構。

回顧我省早期修建的沈大、沈撫、沈陽繞城高速公路都采用了I型密實式瀝青混凝土，路面滲水很少，并沒有發生水損害破壞現象，但構造深度較小達不到抗滑要求。后來設計規范路面構造深度作為抗滑性的一項主要技術指標要求，所以在以后修建的高速公路表面層都用了AK-13抗滑表層級配。隨著構造深度的增大，空隙率也隨著增大，設計空隙率往往在6%以上，路面實際空隙率在10%以上，成為滲水的半開結構。后來一些部門對級配作了各種調整，盡管在理論上有很多優點，但有些受級配和油石比的波動影響比較敏感，稍有變化容易造成不均勻，實際效果并不理想。

二、提高路面壓實度，減小空隙率

壓實度不滿足設計要求是早期水損害最普遍的原困，據研究，當設計空隙率為4%，瀝青路面空隙率在8%（壓實度96%時）以下時，瀝青層中的水在荷載作用下一般不會產生水壓力，不容易造成水損害。路面壓實度不足，空隙率高于8%，就容易滲水，引起路面破壞。因此，在施工中對瀝青混合料壓實度的質量控制應引起高度的重視。實際工程調查中，以鐵四高速公路路面壓實度為例，按馬歇爾密度控制，根據抽檢試驗數據可以看出，很多路段壓實度不足，這是由于馬歇爾密度控制路面壓實度造成的。57KM路面壓實度盡管均滿足規范96%的壓實度標準，無一不合格，但如果用最大理論密度92%去衡量，有35%的密度不合格。若用93%的最大理論密度去衡量，則有60%不合格。

三、路面排水

水是路面水損害破壞的主要自然因素，現在的問題是瀝青面層本身是透水的，即使是很致密的級配，也難免會由于瀝青混合料攤鋪時的離析而局部透水。因此，雨季水進入瀝清面層內部是不可避免的。但是過去在路面設計中，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式路緣石，阻礙了滲入路面內部水的排出，特別是平順路段和凹曲路段，埋置式路緣石使路表水不能從邊緣迅速排出，反而阻擋路表水形成局部積水，這個問題在橋面上表現特別突出。因此做好路面排水應引起設計部門的高度重視，建議從以下幾個方面考慮路面排水問題：

（一）路面設計時必須考慮瀝青混合料內部層間水和縫隙水的排出問題，保證滲入路面內部水能排出路面。可在路面中、下面層邊緣緊貼路緣石設置15-20cm寬的縱向排水盲溝，盲溝中加設土工布，鋪筑碎石層，上面覆蓋瀝青表面層。碎石層縱向每隔3-5m設一個出水口，出水口處的埋置式路緣石下部預留排水通道，使滲入面層內問的水沿縱向排水盲溝排出路面。

（二）開展級配碎石柔性基層和瀝青碎石性基層的研究，我國高速公路普遍采用的半剛性基層，也是不透水的，滲入路面的水容易積聚在基層表面，形成浮漿。基層要不要考慮透水性能，是一個值得研究的問題，現時為更好地解決路面排水問題在我國對柔性基層的研究和應用已經很有必要了。

（三）做好中央分隔帶的排水，避免綠化澆水橫向滲入路基。如果不能保證排水，可以考慮不設綠化帶。

（四）保證路表排水，擋水式路緣石滯留在路面上形成積水，在排水不暢的彎道和凹曲線底部，可不設路緣石，做好路肩和邊坡防護。

（五）加強路面層間結合，防止水的滲入，粘層油可以起到保證各瀝青層共同受力和防止水滲入下一個結構層的作用。因此，各瀝青層之間必須設置粘層油，并且保證粘層油的施工質量。

四、提高瀝青混合料水穩定性

水損害是由于水的侵入而導致集料上瀝青膜剝落造成路面松散破壞。為滿足路面抗滑性能對集料質量的要求，面層集料多采用抗磨光性能好的酸性或中性集料，但這些集料與瀝青的粘附不好，致使瀝青混合料的抗水損害能力嚴重不足。在瀝青中添加抗剝落劑是提高瀝青路面抗水損害能力的有效方法。但在瀝青中添加抗剝落劑和礦料存在一個融合性問題，瀝青、礦料確定后選擇什么樣的抗剝落劑最有效，必須按試驗規程嚴格進行評價。國外普遍采用消石灰改善瀝青與石料的粘附性，取得了很好的效果。美國、目本和我國規范都把摻入1%-2%消石灰或水泥作為改善瀝青粘附性的第一措施。因此，在采用與瀝青粘附性不好集料時，首先應考慮采用消石灰作為改善瀝青粘附性的措施，另外，在混合料配合比組成設計時，應對瀝青混合料的抗水損害與石料粘附性試驗合格，雙重合格才能認定路其抗水損害能力合格。

參考文獻：

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