浅析沥青砼路面水损坏的成因及处治措施

罗德鹏

摘要:本文针对目前在道路沥青砼路面中常出现的水损坏病害,从其分类、机理及成因等方面进行分析,并提出具体的处治措施,谨供大家参考。

Abstract:The thesis illustrates the asphalt concrete pavement damage from its categories, mechanism and causes. The treatment measures are proposed for our reference.

关键词:沥青砼路面;损坏;成因;处治措施

Key words:asphalt concrete pavement; damage; causes; treatment measures

中图分类号:U416 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0236-01

1沥青砼路面水损坏的表现形式、机理及成因

1.1 沥青砼路面水损坏的表现形式

各种类型的沥青砼路面早期破坏现象中,水损坏是最主要、危害最大的损坏类型。水损坏是进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的循环作用,致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面,造成沥青膜从集料表面剥落、沥青混合料内部逐渐丧失粘结力、路面结构使用性能下降,并伴随麻面、松散、掉粒坑洞或唧浆、网裂、辙槽等病害发生,同时还会诱发其它路面病害的过程,其中,比较典型的水损坏有松散剥落、坑槽和唧浆三类。

1.2 水损坏机理

松散剥落主要是由于雨水入渗面导致沥青与矿料粘附性变差,造成沥青与矿料剥离。形成原因主要是水分的作用使沥青的粘附性以及混合料的强度减小,同时一部分作用在沥青和集料之间的水分,阻断沥青与集料的粘结,减少了两者的接触面积,从而导致沥青从集料表面剥落。

坑槽是松散剥落、唧浆(泥)发展的结果,即在过量的水分渗入这些损坏处后,沥青砼路面表面一些碎裂的小块面层或基层材料被行驶经过的车轮带离原处,而逐步形成表面坑槽,并不断扩大。

唧浆是半刚性混合料与从路表连通孔隙及裂缝处下渗的水混合,在行车荷载的反复作用下,产生的高速动水压力冲刷基顶形成灰浆并从裂缝中被挤压而出所形成的现象。随着基层结合料的逐渐流失,面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂,进而发展成坑洞。

1.3 水损坏成因

①沥青砼路面空隙率:空隙率的大小直接关系到沥青砼路面的透水性。②路面结构层排水条件:路面平整度不足或路面纵横坡度不够,会导致沥青砼路面局部地方长期浸泡在水里。路面材料不会是绝对不透水的,在行车荷载的动水压力作用下,水分进入路面结构内部。由于半刚性基层的透水性差,这些水多数汇聚于基层顶部而无法迅速排走,水会逐渐浸湿结构层材料和路基土,导致路面整体强度下降。在行车荷载的作用下,会产生唧浆等水损坏病害,严重的还会产生沉陷。③施工因素:现场调查表明,施工方在道路施工过程中操作不规范,路面压实不足或压实不均匀,使得沥青砼路面压实后的剩余孔隙率过大。孔隙率的增大会促使路面结构形成薄弱面,水分一旦从此处侵入,将很可能会造成路面水损病害。同时,混合料拌和、运输、摊铺过程中的操作不当,会导致混合料粗细集料和沥青含量的不均匀,进而产生粒料离析现象,这也会直接导致沥青砼路面的水损坏。④环境因素:指自然降水和交通条件。

2沥青砼路面水损坏的处治措施

2.1 选择合适的混凝土材料,降低沥青混凝土的透水性

沥青砼路面各层应尽量使用空隙率不大于5%的密实型沥青混凝土,提高压实度标准,增加路面现场空隙率指标。

2.2 提高沥青砼路面的水稳定性

为提高沥青砼路面水稳定性,可采取以下措施:①提高集料与沥青的粘附等级,允许沥青膜有移动,但是不能有裸露的石料;②必须对沥青混合料进行水稳定性检验,严格控制残留稳定度和冻融劈裂残留强度的指标;③如果集料抗剥离能力不足,可渗入一定剂量的抗剥离剂或石灰,以提高沥青与集料的粘附能力;④可采用改性沥青,以提高胶结料的粘附能力。

2.3 提高施工工艺水平和施工质量,减少粒料离析现象,控制孔隙率范围

目前我国沥青砼路面技术规范以拌和厂取样沥青混合料的马歇尔密度作为标准密度,压实后路面剩余空隙率过大的问题长期得不到有效解决,且施工单位为了达到验收合格的目的,在室内击实准备标准试验时,从击实温度、击实遍数等方面弄虚作假,这样就造成标准密度减小。以此来控制路面的压实度,尽管资料合格,但实际压实度不够,空隙率偏大。粒料离析也是一个不容忽视的重要因素,因为离析必然导致局部的空隙率过大而引起水损坏问题。因此提高施工工艺水平和施工质量对避免沥青砼路面水损坏至关重要。

施工过程中为防止沥青砼路面工后水损坏需注意以下两点:

①选择合理的集料粒径及与其相适宜的沥青面层压实厚度。现在国内沥青面层的集料粒径普遍偏大,与其相匹配的压实厚度则偏薄,不利于压实。粗集料粒径偏大,离析现象无法避免(全幅摊铺离析更甚),层厚越薄,越易形成局部区域空隙过大,成为透水、积水场所,容易造成沥青与集料剥离,同时,空隙过大,增加了沥青与空气的接触面积,使沥青老化加剧,也会降低混合料的水稳定性。因此,沥青层必须有一定的厚度与集料粒径相匹配。一般沥青面层厚度应是集料最大公称粒径的3倍以上。②尽量减少离析和压实不均匀的影响。沥青混合料的离析和路面在局部压实度的不均匀是造成路面局部水损坏的根源所在。造成沥青混凝土不均匀的原因是多方面的,有不同规格原材料颗粒组成变异性大的原因,有拌和场生产、管理方面的原因,也有运输和现场摊铺管理方面的原因,共同导致了集料(级配)离析和温度离析。

2.4 加速路面排水和封水,防止积水

水是水损坏之源,如果能把水封住,不进入路面,或将进入路面的水及时排走,不在路面结构内部滞留,就不会产生水损坏。因此,做好路面的防排水设施十分重要。对付水的办法,一是封(堵),二是排。从表面封水使得水从表面排走;从中面层封水,使水从上面层中排走;基层表面封水,防止水从沥青面层下来浸泡基层;若水进入基层,则要采用排水式基层。同时在设计过程中也应充分考虑道路路面排水,如设置足够的路面纵向和横向坡度、在城市道路低洼处设置雨水口、路外设置排水边沟等,确保路表水能迅速排出路面,防止沥青砼路面因水而引发的早期破坏。

3结语

道路沥青砼路面的水损坏是我国高等级道路沥青砼路面早期损坏的一种主要模式。其产生的原因复杂、影响因素多,涉及到设计、施工、检验以及道路养护等诸多问题,由于路面结构的原因,施工和养护水平的限制,完全不发生水损坏,也是不可能的,但可以通过优化、加强管理、规范施工、提高现场施工质量等措施去预防,从源头上预防水破坏,使其危害降到最低,从而延长沥青砼路面的使用寿命。