瀝青混凝土路面的早期剝離破壞原因及對策分析

張艷才，張善明，劉明明

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

瀝青混凝土路面的早期剝離破壞原因及對策分析

張艷才，張善明，劉明明

(黑龍江省龍建路橋第二工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028)

瀝青混凝土路面的剝離破壞大多發生在路面使用初期，由于剝離現象的出現，造成了路面大面積的開裂破壞，同時伴有較多的坑槽、松散、車轍等病害，嚴重損害了路面的路用性能，影響了交通安全，增加了工程維修費用。按我國現行規范要求，高速公路瀝青混凝土路面設計使用年限為15年，期間允許中修罩面一次，但實際上，為什么在我國有很多高速公路瀝青面層都發生了大量的早期瀝青混凝土路面剝離病害呢，本文將結合國內外的生產實踐經驗，就剝離的有關問題做一探討。

瀝青路面；質量控制；病害防治

1 剝離產生原因及特征分析

剝離就是瀝青從骨料表面剝落，即瀝青和骨料表面失去了粘結力的現象。剝離現象的出現主要是水損害造成的。而造成水損害的主要原因是混合料的空隙率大和瀝青與集料的粘附性差。瀝青混凝土中包裹的骨料在接觸水時，由于和荷載的反復作用，形成強大的動水壓力沖刷瀝青混合料；集料間的粘附力喪失，瀝青材料就從骨料表面剝落下來，因此水和交通荷載外力是產生剝離的重要因素。由于水的作用或者水與交通荷載共同作用，而發生路面水損害。

剝離造成路面破壞可分為兩個階段來說明，第一階段就是由于大輪壓的剪斷破壞，骨料從別的骨料表面滑落時，滑面的瀝青薄膜被磨掉，失去了粘附劑的功能；導致瀝青膜逐漸從集料表面剝離；第二階劑瀝青膜從集料表面剝離狀態下，外力荷載反復作用，造成了路面層急劇破壞，發生膨脹，結果在擴張的縫隙中水就侵入了。

剝離的原因具體可分為：構成混合料材料的性質等內部原因和作用于混合料的水及交通荷載等外部原因。內部因素有：骨料的巖種、骨料的吸水性、瀝青的粘滯度、瀝青用量、骨料的粒度及干燥程度、施工溫度、剝離劑的有無等。外部因素主要有：填挖方之別、地下水位、縱橫坡度、路基排水狀況、路基填料及含水量、交通荷戴、氣候條件等。在以上的因素中，主要是骨料的二氧化硅含有量(即酸堿性)、骨料對水的親和性、骨料的特征(組成、表面組織、表面附著成分、粒度、比表面積、氣孔率、化學 反應性)、瀝青的粘滯性和改質程度等。

當然，剝離的問題不是簡單用一兩種原因能說明的，是各種各樣原因同時或階段性的影響造成的，正確的定性、定量較難。

2 剝離的防止對策

剝離造成的主要原因是瀝青薄膜受水及交通荷載反復作用，從骨料表面脫離。因此作為防止對策就是不使水對瀝青混凝土發揮作用，即不讓瀝青接近水，或者即使瀝青混凝土接近水，瀝青薄膜也難以從骨料表面脫離。前者為結構設計、施工方面上的對策，后者為材料配合方面的對策。

2.1 瀝青混凝土配合比、厚度等設計方面

前面已經講過，水是造成瀝青混合料剝離的主要原因，因此在配合比設計時，應盡量采用不滲水的路面結構，一般地講，瀝青用量大、2.5 mm通過量多的連續型密級配混合料，能有效地防止水害問題的發生。

我國瀝青混凝土級配技術指標中，可能受國外長期瀝青路面車轍問題的影響，為改善瀝青路面層熱穩性，石料粒徑偏粗，2.5～10 mm填料成份偏少，從抗水害能力、增加瀝青混凝土的耐久性角度講，是十分不利的。

此外，在配合比設計時，應適當提高瀝青用量，實驗表明，瀝青用量高，能有效地提高路面的抗水害能力；砂子用量不宜過高，盡量偏于中、下值(砂子用量應小于10%)；0.3 mm篩孔通過量不宜太小，否則會影響膠漿結成，此檔料可由礦粉進行調整；適當增加礦粉用量，使礦料的比表面積增大，相應增加瀝青膜的厚度；從而限制礦料之間的滑動，使混合料具有良好的高溫穩定性和抗水害能力，同時，由于礦粉用量的增加，瀝青用量也相應增加，則相應增加子瀝青混合料的韌性，對抵抗路面開裂、延長瀝青混合料疲勞壽命也有非常積極的影響。

空隙率的大小直接影響瀝青混合料的滲透性。空隙率小于4%混合料處于致密狀態，基本不滲水不易發生水損害，空隙率大于14%(為透水性路面)，水很容易從空隙中流走，基本上也不會發生水損害；空隙率處于8%～12%之間，屬于瀝青路面的最不利狀態，最易發生水損害，應極力避免，因此，設計合理的混合料空隙率對提高瀝青的抗剝離性能是十分重要的。防止瀝青路面水損害從空隙率角度講，可以從兩種途徑入手，一種為設計大空隙的瀝青路面(透水性路面)，使進入瀝青混合料內部的水分能迅速排除；另一種為防止或減少水分進入瀝青混合料內部，則要求瀝青混合料的空隙要小，—一般認為瀝青混合料最合理的殘余空隙率為4%。

2.2 結構上的對策

a 遮水方法

主要用砂礫等粒狀材料及石灰處理層為隔水墊層，或在瀝青混凝土下面鋪設富配合的瀝青與礦粉的混合料作為遮水層，其空率應控制在1%以下，厚度從施工可能考慮應在2.5 cm以下。此外還有，在瀝青混凝土下面層使用空隙率大、熱定性好的開級配瀝青混凝土作為隔水層，它的空隙率大，由于毛細管現象，水上升的少，即使瀝青剝離，由于骨料間嚙合，它的穩定性也不會降低。

b排水方法

主要指適當采用滲水井、橫向盲溝等排水設施；另外還有，將砂礫墊層向兩側延伸直至路基邊坡表面；路基材料采用透水性材料，嚴禁填筑含有粘性土成分或瘀泥質多的填料等。

3 材料設計方面的對策

3.1 采用堿性骨料

因為酸性骨料表面帶有負 電荷、易親水，不宜采用；應采用堿性骨料，如石灰巖、玄武巖、輝綠巖等。但堿性石料若含水量大，瀝青也易剝離，因此必須控制其含水量。另外，還必須嚴格控制有機質含量及針片狀等。

3.2 瀝青的選用

采用針入度在40～60間的瀝青抗剝離性能好；瀝青薄膜加熱后軟化點上升小的瀝青抗剝離性能好，當然，最好采用改性瀝青材料，它基本可以消除水損害問題。

3.3 石灰

選用消石灰抗剝離劑，消石灰可改變骨料的比表面積，提高瀝青的粘附性，且它能使骨料表面活性化，在施工中先把消石灰稀釋成稀漿狀，然后添加在骨料中存放后，在與瀝青拌和；此外，使用銨基類抗剝離劑，它是陽離子界面活性劑，防止酸性巖的離效果最好。

4 施工上的對策

新生產的骨料抗剝離性能差，因此破碎后至、少應放置一周以上。

嚴格控制砂礫墊層的施工質量，保證充分壓實。

嚴格控制路面基層的施工質量：對水穩砂礫基層混合料級配、含水量等嚴格控制；加強碾壓及灑水養生工作。

要使骨料干燥且充分拌和，使骨料和瀝青很好地附著。嚴格控制好拌和時間。如拌和時間短，-混合料可能不均勻或出現花白料，但時間過長會影響拌和樓產量。拌和時間可根據拌和樓試拌確定。

要充分壓實，嚴格控制瀝青混凝土的壓實度和空隙率；處理好施工縫，一旦路面發生破壞，立即：進行封層等補修處理。

5 結 論

隨著科技的迅猛發展,施工技術也必將迎來革命性的飛躍。對公路質量的控制方法將更豐富、簡便，公路的質量也更有保證。對施工者的要求更高，我將積極的充實自己以便更好地為人民服務。

[1] 萬德臣，王春生，武鶴.路基路面工程[M].高等教育出版社，2005.

[2] 沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3] 黃曉明.瀝青與瀝青混合料[M].南京：東南大學出版社，2001.

U416.217

C

1008-3383(2017)08-0111-02

2016-12-05

張艷財(1984-)，男，總工，研究方向：道路施工。