沥青混凝土路面水损害防治措施浅谈

李春雷

（哈尔滨市动力市政道路工程处，黑龙江 哈尔滨 150000）

所谓水损害破坏，就是指沥青路面在有水分条件下，经受交通荷载和温度胀缩的反复作用，一方面水分逐步浸入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用，沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。这种病害来得快，发生早，在季节性冰冻地区和多雨潮湿地区，沥青路面更易产生松散、坑槽等水损害破坏现象。沥青路面水损害是指在沥青路面结构存在水分的条件下，经过交通荷载和温度胀缩应力的反复作用，一方面水分逐步浸入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用，沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘接力丧失而发生路面破坏过程。因此，对沥青路面渗水原因加以分析并采取有效防治措施，对减轻沥青路面水损害破坏具有十分重要的现实意义。

1 沥青混凝土路面水损害产生机理

1.1 沥青混凝土路面水损害产生机理

一般认为沥青混凝土面层水损害的原因是粘附力的损失和粘结力的损失造成的。粘附力损失是指水进入沥青和矿料之间的界面上使沥青膜脱落(造成沥青剥落)。粘结力损失是指沥青混凝土内部的水使沥青软化和沥青与矿料之间的粘结力减弱。这两种现象往往是同时存在和相互影响的。

沥青与矿料表面的粘附及剥落机理的分析有多种理论，其中极性理论已为大多数沥青研究者所接受。极性理论认为表面活性物质的分子是由极性基和非极性基组成的不对称结构。极性基带有偶极矩，故能表现出力场。沥青可被看作是表面活性物质在非极性碳氢化合物中的溶液。随所含表面活性物质数量的不同，沥青具有不同的特性。沥青粘附于石料表面后，在石料表面首先发生极性分子定向而形成吸附层。同时，在极性力场中的非极性分子由于得到极性的感应而获得额外的定向能力，从而构成致密的沥青路面渗水的危害表面吸附层。沥青在矿料表面的吸附可以分为物理吸附、化学吸附和选择性扩散吸附。由于水是极性分子，且有氢键，因此水对石料的吸附力很强。如果石油沥青是低极性的，它与亲水性石料粘附时基本上只有物理吸附，故沥青易被水所剥落。含极性物质的石油沥青与憎水性石料粘附时，不仅有物理吸附，同时还有化学吸附，故沥青不易被水剥落。

1.2 沥青路面水损坏的现象与后果

沥青路面的水损坏多发生在雨季或春融季节，无论是梅雨季节，还是大暴雨都可导致严重水损坏现象出现;近年一些超载车大量使用刹车冷却水，已成为北方地区沥青路面水损坏的主要原因，行车道的水损坏明显，超车道一般没有破坏，说明水损坏与重车、超载交通有关;水损坏的发展之初一般都先有小范围的网裂、冒浆(唧浆)，然后松散成坑洞;发生水损坏的位置是局部的，一般是透水较严重且排水又不畅的部位，这显然与沥青混合料的不均匀性有关;一些路段的泛油与水损坏现象同时发生。

2 造成沥青路面水损害的因素

2.1 沥青混合料发生离析，导致局部空隙率偏大，造成路面渗水

运输和摊铺过程中造成离析：当从拌和机向料车上放料时由于落差大，易使沥青混合料离析;混合料从运料车上倒入摊铺机受料斗时，再次出现离析当运料车倒完一车料开走后，摊铺机受料斗两翼板上的积存料含粗集料较多，细集料较少，如不能够连续供料使料斗两翼板及早翻动使混合料混合搅拌，摊铺后极易造成局部离析。

宽幅摊铺导致混合料离析：为减少纵向接缝，在摊铺机的基本熨平板的两端往往要接上加长段熨平板，以增加摊铺宽度。实践表明，摊铺机连续由中间向两端输送混合料，在加长段熨平板部分很容易产生离析以某工程中宽幅摊铺AC-16I型沥青混凝土为例，从摊铺宽度左、中、右位置取样，进行抽提试验；

2.2 沥青混合料的均匀性问题

导致沥青混凝土不均匀性大的原因主要是:由于矿料来源复杂多变使其颗粒组成变化，沥青混合料拌和时间不足而拌和不均匀，现场沥青混合料运卸摊铺产生离析，沥青混合料碾压温度不一致等。由此造成了沥青混合料的局部缺陷，为水侵损坏留下隐患。

2.3 沥青混合料的压实度问题

压实不足也是产生沥青路面水损坏的一个突出原因。在工程中往往为追求平整度和担心构造深度使压实度受到影响，不用重型振动压路机碾压，采用一台摊铺机全幅摊铺的方法，都容易造成离析，振捣力较小，压实不均匀，待通车以后平整度迅速衰减，面层压实变形明显。加之标准密度取值不正确或随意调整，压实度的测定数据准确性差等问题，使得沥青混合料结构层的实际密实度偏低，实际空隙率偏大。

2.4 缺乏路面防排水结构

目前采用的路面结构，其沥青面层本身空隙率过大，层厚太薄，离析严重，难以成为防排水结构，透层油或下封层也封不住水，反而都成为积水或积浆部位。近年来对半刚性基层的强度要求越来越高，越来越致密，二灰碎石、水泥稳定碎石基层透水性差。渗入路面和冰冻地区春融期融化的水容易积聚在基层表面，成为浮浆。

2.5 路基及路肩排水不畅，两侧滞水渗透

滞留水通过路肩、路基侵入路面结构，形成层间自由水，在交通荷载反复作用下，影响沥青路面的稳定。

3 沥青路面渗水的防治措施

3.1 提高压实际标准，加强压实，降低空隙率

为了尽可能使沥青混凝土路面不透水，有必要提高沥青面层的压实标准。研究资料表明，在国内现有机械设备水平下，采取合理的摊铺和碾压工艺，将沥青层面压实标准控制在97%是完全可以做到的。建议上面层I型压实度不小于98%，下面层压实度不小于97%，抗滑表层压实度不低于100%，以期保证现场空隙率不大于8%。

3.2 严格限制摊铺宽度，避免集料离析

摊铺宽度8m以下时，可以采用单机铺筑。否则，在摊铺机宽幅摊铺混合料时，应使用两台同型号的摊铺机同时作业，呈阶梯状平行施工，尽量避免单机摊铺使用加长段熨平板的全幅施工。

3.3 合理设计

在沥青混合料设计中，采用孔隙率小的密实级配沥青混合料，以减轻水进入并滞留在沥青混合料中，防止沥青膜与集料的剥离。沥青路面结构层厚度应与沥青混合料类型相匹配，通常路面结构层厚度应是集料最大公称尺寸的3倍以上。

在结构设计中还应考虑下列措施:①填土低的潮湿路段，宜设置厚度不小于15cm的砂砾垫层，或其它材料的隔水层，从而隔断毛细水进人底基层。多雨地区，基层顶面必须设计下封层，下封层应综合考虑基层的材料和施工工艺等情况，必须确保下封层有效防水。②考虑路面结构层排水，使透过面层达到基层的水排出路外，防止路缘石和路肩阻水，避免产生冲刷泥浆和路面早期损坏现象。③在挖方地段，应十分重视路基两侧有无潜水，调查清楚其水位情况，并采取加深边沟等有效措施排除和隔离潜水，以防止地下水危害。

3.4 解决好矿料级配和施工温度的不均匀性

沥青混合料的矿料级配和施工温度不均匀性大，往往导致竣工沥青面层的混合料离析，颗粒组成、沥青含量、密实度和空隙率变异显著。为提高路面质量，消除路面产生早期水损坏的隐患，应对沥青混合料材料来源(规格与组成)、堆料、拌和、混合料装卸、摊铺和压实的各个环节加强过程管理。

3.5 完善路排水设施，构建畅通排水系统

路面和路肩的横坡坡度影响表面水的流速，从利于排水的角度出发，宜取大一些，但同时还应考虑行车安全，因而综合两方面的影响因素，宜采用折中的坡度值。在路表排水设施的布设应充分利用地形和天然水系，形成完整的排水系统，并作好出口位置的选择和处理，使水流顺畅。在路肩内填筑透水材料，布设反滤层，设置纵向集水沟和集水管，以及横向排水管等排水系统，及时将路面下渗水排出。

[1]龚建东，付华.公路施工中沥青混凝土路面水损坏的防治措施 [J].中国新技术新产品，2010-04-25.

[2]王金龙.沥青路面水损坏及防治措施研究[J].潍坊学院学报，2009-03-15.