瀝青路面水損壞機理及防治要點分析

商凱 張海洋

摘 要：公路關乎社會民生，是經濟發展的根本，同時也是國家重點建設的領域之一。公路作為連接各區域的樞紐，其質量的好壞直接影響著路面行車安全，但公路在長期使用的過程中會出現不同程度的損壞，其中路面水損害問題較為常見，需有針對性地制定合理的養護措施，減少此類問題出現。

關鍵詞：瀝青路面;水損壞機理;防治要點

1 瀝青路面水損壞形成機理

瀝青路面水損壞是指發生在瀝青混凝土路面中的一種由于水的作用使路面產生破壞的現象。瀝青路面不可能完全隔水，當水從縫隙或其他路徑進入瀝青路面結構內部會使瀝青粘附性減小，由于集料表面對水比對瀝青有更強的吸附力，長期接觸下瀝青會從集料表面剝落，加上行車荷載的影響會使水產生流動，產生動水壓力進而使剝落的瀝青流失，被裹挾流動出瀝青路面內部。隨之而來的就會使路面出現松散、剝離、坑洞等病害。

2 瀝青路面水損害早期損壞特點及成因

2.1 瀝青路面水損害早期損壞特點

2.1.1 自上而下的水損壞

多發生在公路面層，路面出現坑槽和松散的問題。由于瀝青混合料設計不合理，在施工完成后路面空隙率過高，這樣會使瀝青混合料出現嚴重的離析現象。路面受到車輛碾軋的作用會導致瀝青從表層剝離，局部瀝青混凝土松散，被路面上行駛車輛的車輪高速甩出導致路面出現坑槽病害。再降雨期間會有雨水滲透到表面層的空隙中，使得表面層、中間層之間會被雨水侵蝕，致使表層瀝青脫落，發生路面早期損壞問題。如果下層瀝青混合料防水性好、層厚越大，雨水向下滲透的難度就越大，因此應在施工中加以注意。

2.1.2 自下而上水損壞

半剛性基層瀝青路面層厚度較小，水損壞問題多是自下而上出現。如果基層不能排水，水可以通過其他多種途徑進入到路面基層并滯留在基層，無法迅速、充分排出，進而逐步擴散損壞面層。雪水、降雨、綠化澆水、冬季冰凍的水分積聚等，都可能自下而上滲透到面層破壞路面。

2.2 瀝青路面水損害成因

（1）材料選擇問題。公路瀝青路面施工中，所選擇的瀝青混合料水穩定性關系到工程整體質量，如果水穩定性未達到標準要求，即便工程施工中選用了抗剝落劑，但最終依然不能保證施工質量。

（2）混合料配合比設計問題。瀝青混合料配合比設計不合理，會導致空隙率增加，出現水損壞;路面密水性不足，同樣會有水入侵基層。

（3）施工不規范。施工期間表面層和基層施工不符合相關規范要求、壓實度不足、施工重點控制環節處理不當，致使最終施工質量不達標。

（4）防排水設計不合理。公路的防排水設計未得到充分重視，中央分隔帶綠化澆水可能滲透到路面、公路邊溝排水不暢、挖方區域路基滲水、路面結構層排水不暢等都可能給公路帶來水損壞問題，影響到公路的質量。

3 瀝青路面水損壞防治要點

3.1 原材料防治要點

3.1.1 采用密實瀝青混凝土

瀝青面層結構中僅一層為密實瀝青混凝土，實際情況是瀝青面層中孔隙率大則會產生水破壞。雨水從縱向裂縫進入并滯留在底面層，瀝青面層未產生其他明顯的水破壞現象。瀝青面層應采用密實瀝青混凝土，抗滑表層應是孔隙率小于4%的密實瀝青混凝土。具體選擇某層礦料級配時，要考慮混合料的高溫穩定性。密實式粗集料斷級配瀝青混凝土有良好的不透水性，竣工路面構造深度達0.8 mm。瀝青面層下層應采用高溫穩定性好的粗集料級配瀝青混凝土。碎石瀝青砂膠混凝土SMA是粗集料斷級配瀝青混凝土，SMA外加纖維以增加瀝青用量，粗集料礦料中可用改性瀝青，但外加纖維0.3%需增加投資30%，因此一般情況下應采用純瀝青達到目的。

3.1.2 提高瀝青與礦料的黏結力

水進入瀝青混合料中易產生剝落現象，需增強瀝青與礦料的黏結力。對用于中層面的瀝青混凝土，要求瀝青與礦料的黏結力大于4級。要求用耐磨的硬質巖石料。已建成公路中使用硬質巖石料有安山巖，花崗巖，輝綠巖。其都與瀝青的黏結力較差，因此需添加抗剝落劑。抗剝落劑為胺類，不同品種的作用也不同。需針對所用碎石與瀝青，先做黏結力實驗。僅按水煮法作黏結力實驗，不能區分不同抗剝落劑的效果，需用瀝青混合料水穩定性實驗評價。我國因缺少礦粉，常用水泥代替礦粉作抗剝落劑。瀝青表面層有采用4%水泥代替礦粉的。在北方冰凍地區未發生異常現象。用水泥作抗剝落劑時，用量過少起不到良好的抗剝落作用。

3.1.3 增加現場空氣率指標

混凝土的壓實度會直接影響瀝青混凝土的物理力學性質。不同壓實度下現場空氣率有明顯差別，不考慮瀝青混凝土設計空氣率大小，統一規定壓實度96%也不合適，相同壓實度不同級配的瀝青混凝土的滲透系數可能相差數十倍。如以當天馬歇爾試件作為標準密度，不能保證瀝青面層應有的質量。進行配合比設計時，選定礦料顆粒組成與瀝青用量，對表面層應檢驗其表面構造深度，在性能符合要求的前提下，最后確定礦料級配作為正式生產標準。我國現行瀝青路面混合料的壓實標準建立于80年代。我國公路施工采用壓路機品種及技術性能顯著優于以往，可達到壓實度98%的要求。瀝青混凝土壓實后，瀝青體積與空氣體積組成，現場空氣率指面層碾壓結束后瀝青混凝土內空氣所占比率，需在瀝青混凝土層碾壓結束后次日，在現場取樣，計算出毛體積密度。用真空吸氣法測定瀝青混凝土的最大密度。建議現場空氣率標準率為表面層≤6%，地面層≤7%。

3.2 施工防治要點

3.2.1 做好排水處理

水損壞防治主要從控制排水，預防養護等方面入手。公路面層分為三層式瀝青混凝土，面層為能提供較大摩擦力采用中粒式瀝青混凝土，少量路面雨水下滲進路面基層降低路面強度。如在基層頂面加鋪瀝青封層，會迅速排出下滲水分。石灰巖挖方路段為防止裂縫隙水浸濕路面基層，應設置路槽排水。基地層采用20 cm級配碎石，路兩側土路肩部位設置碎石盲溝。填方路段合適位置通過橫向硬塑料排水管排出水。超高段在超高側路緣帶范圍內設集水槽，每150 m左右設置水井，將路面水排至路基排水溝內。路基附近地面積水是形成翻漿的重要因素，為及時排出春融期的自由水，可在路肩上設置橫向盲溝，接觸面上涂抹瀝青并鋪設防滲土工布。按3 m的間距橫向埋設5 cm硬塑料排水管。采用凸型中央分隔帶使大多雨水自行排至路面外，在中央分隔帶內路面兩端部分用水泥砂漿抹2 cm，再鋪防滲土工布。縱向碎石盲溝內埋設軟式透水管，經排水管排出路基外。

3.2.2 控制施工質量

保證瀝青混凝土施工質量是路面出現水損壞的關鍵，雨季下兩層應為密實型瀝青混凝土，以改善雨天行車條件。足夠重視瀝青混凝土的水穩定性，黏附性最好達到5級。目前我國公路瀝青路面多從市場采購碎石。碎石質量無法保證，針片狀含量超標，瀝青路面用的碎石必須統一集中生產，不合格的碎石堅決禁止用于瀝青混凝土施工。

3.2.3 做好下封層設計

下封層質量會直接影響路面使用的耐久性。一些設計中多雨地區瀝青路面未設下封層，我國公路多采用水泥穩定碎石基層，粉塵上無法牢固黏結，致使透層不完整，多雨地區基層頂面必須設計下封層，以確保下封層能有效防水。使封層覆蓋路基全斷面，清除中央分隔帶內多余松散底基層。

3.2.4 加強預防性養護

采用預防性養護方式可防止水損壞的發展。通過采用加強巡查的措施，及時發現失效的排水設施進行補救。如發現唧漿立即挖補，如發現開裂立即封縫，對滲水嚴重路段立即使用微表處技術全面封水。將瀝青路面的病害消滅在萌芽狀態。

4 結束語

綜上所述，公路瀝青路面水損壞早期損壞問題會降低公路的性能和使用壽命。因此應結合工程特性和施工區域實際情況，優化設計和施工，做好混合料配合比、空隙率設計，制定合理的措施來防治水損壞早期損壞問題，保證路面行車安全。

參考文獻：

[1]李曉暉，唐海霞.昌泰高速公路瀝青路面水損壞綜合處治技術[J].交通節能與環保，2018（6）：59-62.

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