公路水损坏及防治措施探讨

刘卫杰 张跃东

（河南省交通建设工程有限公司，河南 郑州 450052）

1 前言

据国内的大量路面损坏状况调查和路面使用经验表明。由于公路运输的日渐繁忙、里程的延伸及车辆荷载的日以增大，沥青路面的水损害情况日益加剧，造成一个严重的公路路面病害问题。本文对公路水损坏提出了防治措施。有利于改善了路面的使用功能以其使用寿命。

2 公路早期损坏的类型

我国公路路基路面存在的较为普遍的早期损坏现象，总体可归纳为以下几类：

沥青面层早期损坏：车辙、泛油、松散、坑槽、水损害破坏；水泥混凝土路面断板、折角、接缝跳车；桥面铺装局部破损；结构物连接不顺畅、桥头及接缝跳车；路基沉降，如软土路段、高填土路堤、半填半挖路段的沉降和开裂；高边坡滑塌。对于以上这些造成公路的早期损坏，在很大程度上是由于施工管理混乱，不严格按照规范施工造成的。但也不排除其他原因，如：规范本身的原因，设计的原因，汽车的严重超载等。这些损坏大多发生在雨季，基本上都与水有关系，损坏路段往往存在压实不足和排水不良问题。

沥青路面作为一种无接缝的连续式路面，因其具有足够的力学强度，能适应各种行车荷载，且行车平稳舒适，噪声低以及便于维修的特点，在我国公路铺筑中占有一定的比例。所谓沥青路面水损害，主要是指渗透入沥青路面的自由水分在温度变化及车载负荷的作用下，逐步侵入沥青与集料的界面上，导致沥青膜从集料表明剥离以及集料之间的黏结力丧失而发生路面破坏的过程。其危害主要形式表现为：①网裂、变形和坑洞。渗入路面的降雨或路面积水长期滞留在继承顶面，浸泡和冲刷半刚性继承混合料表层的细集料，形成灰浆，在行车荷载作用下，灰浆通过沥青面层空隙被挤压出路表，出现翻浆现象。若数量较少，则引起路面的变形和网裂；如数量过多，则可能形成坑洞现象等。②松散、坑槽。渗入路面结构层内的自由水可使沥青及集料之间的粘结力减弱，从而导致沥青混凝土强度逐渐降低，直至完全松散。在行车论几下易产生压缩变形，甚至产生剪切变形，轮下的沥青混凝土向外侧挤出，使轮迹带下陷，同时其两侧鼓起，形成严重的坑槽，极大地影响路面的交通运输。③泛油和油斑。泛油和油斑这种病害产生的主要原因是混合料离析。粗集料和细集料分别集中于铺筑层的某些位置，使沥青混凝土不均匀，导致集料和沥青分离，沥青集中到一处形成泛油和油斑。

3 沥青路面水损坏的原理机制及原因

3.1 沥青路面谁损坏的原理机制

3.1.1 水降低沥青和集料之间的粘附力及粘结力

依据极性理论，沥青可以理解为表面活性物质在非极性碳氢化合物中的溶液。沥青和各集料等经过一定级配形成混合料之后，粘附于各种石料表面形成吸附层。水损害有可能是从沥青面层的下面层开始的。由于水分进入沥青路面，滞留在基层上面，沥青面层的下面层又往往是空隙率较大的沥青碎石或Ⅱ型沥青混合料，空隙中充满着水分，给沥青路面水损害造成了潜在的威胁。所以在集料与沥青膜剥离、发生松散后，沥青混合料不再成一个整体，集料在荷载作用下对基层表面产生撞击，基层的粉质部分如水泥、石灰、粉煤灰以及土质部分便成为稀浆，通过路面的缝隙向上挤出，在沥青路面上可以看到白色的唧浆，面层可见局部的龟甲状裂缝，这是沥青路面水损害最明显的标志。当沥青路面上出现一块块泛白色的网状裂缝区的时候，下面层已经成为沥青膜完全脱落的松散集料，坑槽已不可避免。结构强度降低。黏附力和黏结力的损失相互影响，共同造成水损害及导致其恶化。

3.1.2 路面内部动力水压的冲刷破坏

降落路面的雨水大部分经路面的横坡和纵坡排走，但亦有相当一部分通过路面的空隙、接缝等渗透入路面结构之内。若路基及路面下层为透水性较低时，渗入路面结构内部的自由水便无法渗出，被强迫形成滞留水，长期浸泡和冲刷基层材料中的结合料，使之形成灰浆而被挤压处路面，降低了沥青路面的强度及承载力。从而降低沥青路面结构的整体强度，从而产生各种形式的破坏。

3.2 沥青混凝土水损害的原因

3.2.1 设计角度分析

造成沥青路面谁损害破坏的主要原因之一是沥青混合料空隙过大，设计的时候，有时为了考虑沥青路面的抗滑性能，保证路面行车有一定的构造深度，混合料没计空隙率一般都在60%以上，而据有关资料介绍，孔隙率在8%-12%之间，路面水最容易浸入面层混合料内部自由流动，再加上车辆荷载的反复作用，面层中的水产生压动力，这部分水逐渐侵入沥青与集料的界面上，使沥青膜渐渐地从集料表现脱离，最终导致沥青与集料之间的黏结力丧失造成水损害破坏。

3.2.2 施工角度分析

沥青面层混合料的压实度不足是导致水破坏的最直接原因。压实度越高沥青混合料嵌锁越紧、越密实，实际孔隙率就越小。但往往在实际施工中，由于压力机具故障、操作不规范、碾压不均匀、碾压遍数不够、碾压控制不好，造成地方压实度不足，而且有时为了片面追求

平整度。忽视了压实度。最终导致面层混合料压实度不足。孔隙率过大，带来水损害破坏。

3.2.3 排水设施分析

搞好路面排水设施，对保证公路的使用性能和使用寿命具有十分重要的作用，排水是指水渗入面层后，应使其迅速排出。这就要求基层应拥有足够的孔隙率用以供应排水的需要和简历完整的排水通道。

4 公路水损害的防治措施

就目前沥青路面而言，雨水透入沥青面层往往是不可避免的，既然沥青路面的水损害是来源于沥青膜从集料表面的剥离，其条件是水分介入到沥青与集料界面上，改变了沥青、集料与水分的关系所造成的。那么，排除结构因素，预防水损坏的关键就要通过下面几点途径来解决：

4.1 堵水

堵水主要包括几个方面：一是改造中央分隔带，铲除草皮，铺设水泥预制块，并用砂浆勾缝，减少从中央分隔带渗入结构层的水量；二是加强对各种接缝、断板裂缝的重新灌缝工作，保证板块接缝和断板裂缝的密封效果。此处尤其应注意灌路肩与路面间的接缝，因为此接缝已被冲刷成一个较严重的进水通道。接缝的灌缝工作应在下面介绍的灌浆稳板工作完成之后进行。

4.2 灌浆稳板

灌浆稳板的主要作用：一是填充作用；二是堵水作用；三是提高抗水冲刷能力。

4.2.1 填充作用

灌浆可以填充板底脱空、稳定层粒料空隙、大粒径粒料周边的空洞、各种裂缝等，挤占自由水存在的空间，恢复板快均匀支撑，有效仰制病害的进一步发展，避免板快断裂和破碎。

4.2.2 堵水作用

灌浆可以将路面接缝、裂缝、中央分隔带和边沟等渗水缝隙堵住，减轻地表水向板底的渗入。同时，灌浆形成一层密实的封水层，有效地抑制毛细孔地下水的渗透软化，与路面板接缝灌缝结合，有效减轻水泥混凝土路面板水破坏的程度。

4.2.3 提高抗水冲刷能力

灌浆可以使水泥浆渗透进基层的微孔隙，形成致密的较高强度的结石体，并在脱空处形成一层高强度耐冲刷的水泥砂浆层，大大提高了原有基层材料的抗水冲刷能力。

4.3 边缘排水

经过上述两种措施的处治，在一定程度上减少了结构层中的自由水，但结构层中依然存在着较多的自由水，这些水如不能很好地排出，水损害就依然存在。为此我们增加了边缘排水措施，边缘排水施工按如下方法进行。

5 结语

在公路的早期破坏中，水损害发生后使得沥青从集料表面脱落，从而使路面出现松散、剥落、坑洞等病害，严重危害道路的使用性能。水对沥青路面的渗透导致唧浆，加速路面不规则裂缝、坑槽的形成与发展，并导致路面下陷，是路面早期破损的主要原因之一。因此，只有解决好公路水损坏及其防治的问题，才能大幅度提高公路的使用寿命和行车舒适度。

[1]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,(02).

[2]叶志成,朱朝辉.沥青路面早期水损坏的原因分析[J].安徽建筑,2005,(04).