淺析瀝青混凝土路面水損害成因及防治措施

武 杰

(太原市市政公共設施管理處道橋排水修建一隊，山西 太原 030024)

0 引言

近年來，隨著對瀝青混凝土路面病害現象統計與分析的不斷進行，結果表明，瀝青混凝土路面的病害很大概率上與水有關。有的是直接因為水而引發(fā)病害，有的則是由水間接引發(fā)的病害。為此，瀝青混凝土路面的水損害成為了各國道路工作者研究的重點問題。在我國，無論是南方濕潤地區(qū)，還是北方干旱地區(qū)，都不同程度地存在著水對瀝青混凝土路面的病害問題。瀝青混凝土路面水損害已經成為影響道路路面使用壽命，威脅人們交通安全的首要因素。為此，需要深入分析瀝青混凝土路面損害的成因，制定出有針對性的防治措施，切實提高瀝青混凝土路面水損害的防護能力。

1 瀝青路面的水損害概述

當前，世界各地的瀝青混凝土路面都不同程度地受到水損害的破壞。水損害的具體表現形式是多種多樣的，但經過對大量瀝青混凝土路面損害進行總結，發(fā)現瀝青混凝土路面水損害主要表現為以下幾個方面：首先，瀝青混凝土路面出現剝離、掉粒、麻面等現象。其次，瀝青混凝土路面由于卿泥而出現網裂或龜裂。再次，瀝青混凝土路肩出現坍塌。最后，瀝青混凝土路基出現沉降變形。通常情況下，在瀝青混凝土路面出現水損害的初期，水分會入侵瀝青與集料界面，此時水分主要是以水汽的形式存在于瀝青混凝土路面中。然后，隨著瀝青混凝土路面上的車輛載荷不斷作用，由于粘附性降低而出現瀝青與集料的剝離問題，此時水分就會以自由水形式存在于瀝青混凝土路面中。最后，水損害就會發(fā)展為對瀝青混凝土路面破壞性較大的唧泥、網裂、龜裂、松散，此時水分就很有可能已經變成了流動水了。

1.1 網裂和形變

當外界的自由水侵入到瀝青混凝土路面的空隙中，并且沒有及時被排除，就會導致水分滲透至瀝青與集料的交界面上。隨后，長時間的載荷作用，會加速水分滲透，最終導致瀝青從地面開始向上逐漸出現剝離。出現剝離后，瀝青混凝土的路面強度就會嚴重不足，在車輛載荷的繼續(xù)碾壓下，瀝青混凝土路面就會出現網裂和形變。

1.2 坑洞

在降水過程中，如果瀝青混凝土路面的表層和中間層空隙較大，特別是當瀝青混凝土路面的底層空隙小時，就會導致降水滲入并留存在中間層和表層之內。長此以往，滯留的水分就會透入到中面層中。然后，大量路面上快速行駛的汽車載荷，表層和中間層的瀝青混凝土中就會出現瀝青剝離問題，接下來就會造成大規(guī)模的形變，進而誘發(fā)路面坑洞，影響行車安全。

1.3 唧漿

如果瀝青混凝土路面存在早起損害，且沒有及時處理。出現降水后，水分就非常容易進入瀝青混凝土路面的路基，路基遇水后強度迅速下降。在動水壓力和車輛載荷的雙重作用下，路面的性能嚴重下降。此時，如果瀝青混凝土路面的施工質量較差，這種破壞的演進過程會得到加速。當路基被長時間擠壓，瀝青混合料的空隙就會上流動形成唧泥，甚至是出現對路面破壞極大，對交通安全影響嚴重的連續(xù)唧漿損害。

2 瀝青路面水損害原因分析

瀝青混凝土路面的成因主要來自于兩方面，一方面是當瀝青路面被滲入水分后，在溫度升降與車輛載荷的不斷作用之下，水分不斷入侵到瀝青與集料的界面之間，誘發(fā)瀝青的粘附性嚴重下降，另一方面是同樣是在水分、溫度變化和車輛載荷作用下，瀝青出現從集料剝離的問題，誘發(fā)路面被破壞。

2.1 水降低了瀝青和集料之間的粘附力

在廣泛分析各種瀝青混凝土路面損害原因的基礎上，得出的結論是瀝青混凝土路面損害的本質原因就是由于水分而間接導致的瀝青與集料之間的粘附力與粘結力下降。其中，粘附力的下降通常是由于水分進入瀝青與集料之間后，瀝青出現剝離現象，因而粘附力降低。而粘結力下降則是因為水分進入后，瀝青混凝土內部的瀝青軟化，導致瀝青與礦料之間的粘結力降低。瀝青與集料之間粘附力下降的過程可以簡要描述為：首先，降水接觸瀝青，水分侵入瀝青表面，瀝青混合料的強度降低；然后，水分逐漸侵入到瀝青與集料之間，隔離了瀝青與集料的粘結性，這是因為集料對水的粘結性大于對瀝青的粘結性；最后，瀝青混凝土路面中紋理較少集料表面瀝青就會出現剝離。

2.2 車輛荷載對瀝青混凝土路面的水損害

目前，瀝青混凝土路面的設計與施工過程中均會充分考慮到水損害的影響問題。因此，當降水發(fā)生后，路面的絕大部分雨水均會被路面設計的各種排水結構排除出去。但是，即使已經設計了良好的排水結構，仍然會有一部分水會通過瀝青混凝土路面的裂縫、空隙等狹小空間滲入路面結構中。如果路基下層的透水性較差，進入路面結構的少量雨水就難以排出，最終形成瀝青混凝土路面滯留水。這些存在于瀝青混凝土路面結構中的滯留水，在路面上方車輛載荷的反復碾壓下，瀝青與礦料之間以及礦料與礦料之間都會出現在剪切作用下，出現破壞，加速了水分的侵入，造成集料與瀝青的粘結力快速喪失。

2.3 動水壓力的作用

當水分長時間存在于瀝青混凝土路面結構中，無法順利排出，就會在路基中形成動水。動水對瀝青混凝土路面的破壞是十分嚴重的。當前，我國的公路等級普遍得到了提高，車速也隨之變快，這就更加劇了瀝青混凝土路面動水的破壞能力。隨著瀝青混凝土路面上車輛的高速駛過，輪胎與路面之間的水不斷地被高速運轉的輪胎所擠壓，動水壓力隨之出現。動水壓力會急劇加速瀝青與集料之間的剪切破壞程度，導致路面出現松散、掉粒，甚至是唧漿和坑洞。為此，一定要防止瀝青混凝土路面中的動水病害。

3 瀝青混凝土路面水損害防治措施

3.1 完善路面防排水系統

瀝青混凝土路面水損害的主要水的來源就是降水，如果能夠及時將瀝青混凝土路面的水排出，就可以從根本上防治瀝青混凝土路面出現水損害。為了有效防治瀝青混凝土路面的水損害，筆者結合自身工作實踐，認為應該從以下幾個方面加強瀝青混凝土路面的排水能力：第一，在瀝青混凝土路面不設置路緣石，改變傳統的排水方式，采用排水更為通常的集水槽，并且輔以硬化土作為路肩，這樣就會顯著增強瀝青混凝土路面的排水能力，防治瀝青混凝土路面出現水損害。第二，用開級配瀝青處治碎石作為排水基層材料。相比傳統的碎石材料，雖然路面的路用性和耐久性很強，但是它的縫隙較大，十分不利于降水后的排水。第三，科學合理地設置防水層的層位。為了加強瀝青混凝土路面的防水性能，可以采用厚瀝青處理瀝青混凝土路面表層。這樣既可以增加路面的抗磨損程度，又可以有效防止水分進入瀝青混凝土路面結構中，杜絕瀝青混凝土路面水損害。

3.2 采用微表處技術

為了有效減少降水進入瀝青混凝土路面結構，可以對瀝青混凝土路面進行表層處理。現階段，廣泛應用于瀝青混凝土路面表層處理的就是微表處理技術，即對路面進行技術封面。這樣可以有效降低降水進入瀝青混凝土路面結構的概率，還可以強化路面結構，減少路面車轍。目前，應用于微表處理的材料主要是粗級配料，其抗水損害能力不高。為此，可以采用性能更為優(yōu)良的石灰石作為微表處理的材料。采用石灰石微表處理后，還可以有效防止路面的瀝青的剝離問題。但是，值得注意的是為了使微表處理更有效果，必須保證微表厚度大于1 cm。

3.3 材料選擇

材料選擇是防治瀝青混凝土路面水損害的關鍵所在。瀝青混凝土路面的原材料主要指瀝青和集料。首先，對于集料的選擇，要注意集料與瀝青之間的粘結力，選擇粘結力大的材料，可以有效防治瀝青混凝土路面的水損害。為此，要準確選擇合適的瀝青，增加瀝青與集料之間的粘結力，增強路面抗水損害能力。其次，對于集料的選擇，要選擇吸水能力強的集料。目前，瀝青混凝土路面主要應用的酸性集料，集料與瀝青之間的粘附力較低，很容易造成病害。為此，需要采用優(yōu)質材料(例如玄武巖)，以增加瀝青混凝土路面的抗水性能。

4 結語

本文研究了瀝青混凝土路面水損害的誘因和防治問題。現階段，我國瀝青混凝土路面的水損害較為嚴重。為此，文中分析了瀝青混凝土路面水損害出現的原因。并且，根據瀝青混凝土路面的成因特點，提出了有針對性的防治措施。盡管如此，在實際施工與養(yǎng)護過程中，必須要根據實際的道路環(huán)境，從道路結構設計、原材料選擇以及排水系統施工等方面，綜合防治瀝青混凝土路面水損害。