高速公路沥青加铺层唧浆原因分析

战翔鹏

在高速公路沥青路面的诸多损害病变中，唧浆是一种较为常见的破坏现象。半刚性基层沥青路面唧浆现象，系指半刚性基层表面细料在雨水和车辆荷载作用下被侵入基层内的有压水冲刷成浆，并沿面层裂缝唧至沥青面层表面。如果排水不畅，随着降水量的增加，路面基层表面及空隙中的细料在高压水流作用下，沿面层缝隙唧出至沥青面层，形成冲刷唧浆现象。如果基层、底基层的裂缝一直延伸到路基，而基层地下水位较高，毛细作用较强，则在底基层及路基界面上亦将产生冲刷。

实践证明，路面的冲刷唧浆现象是普遍存在的，只不过是冲刷作用程度有大有小而已，路面冲刷唧浆现象往往发生在沥青面层较薄、路面结构组合不当且基层施工质量较差的路段中。

某高速公路沥青面层厚度为15 cm，经过多年的运营，路面破损较多，平整度较差，需要加铺沥青混凝土来改善行驶性能。在加铺4 cm AC-16沥青混凝土两个月后即迎来雨季，不到半年里，路面出现了大量的裂缝和唧浆现象，为查明病害产生的原因，避免病害的进一步扩大，开展了一次专项检测。

1 唧浆处路面状况

本次调查共选取三个典型路段，每段50 m。调查发现，三个典型路病害共同点是:裂缝都在3条以上，路基都属于填方，唧浆均在凹形竖曲线两侧，唧浆处有裂缝，且裂缝处都有沉陷。

2 典型路段渗水系数检测结果

唧浆是沥青路面常见病害之一。唧浆是由水损坏引起的，而根据水的来源可分为地表水下渗和地下水上升两种。不论是自上而下的还是自下而上的，路面表面孔隙率大、渗水、裂缝未封闭、结构层排水不畅及地下水位高等是唧浆病害的最主要内部因素;水和交通荷载是造成唧浆病害的最主要外部因素。

因此，对唧浆路段路面渗水系数进行检测，了解路面渗水情况，非常必要。三个典型路段渗水系数检测结果如表1所示。

表1 渗水系数检测结果

从表1可以看出，唧浆路段正常路面基本不渗水，但是路面材料离析处及路面修补处，路表面孔隙较大，渗水系数非常大。

路面裂缝两侧虽不渗水，但是张开的裂缝为水的下渗创造了通道，尤其是由基层反射裂缝引起的路面开裂，地表水将轻易的顺缝而下，直达基层内部，甚至是底基层和路基。

路面材料离析，粗细集料分布不均匀，导致路表面孔隙偏大，也容易造成路表水下渗。而当离析出现在车道轮迹带时，行车作用尤其是重载或超载车辆作用，必将加剧水的下渗和结构层材料的冲刷作用。路面修补处空隙率大，修补面不平整，补丁与原路面接缝处理不佳，使得整个修补处就变成了一个与修补面积同样大小的储水池，修补材料长期受雨水浸泡，混合料将逐渐变松散，而随着雨水的继续下渗，基层材料不断被冲刷，进而在车辆作用下唧至路面。新增盲沟本是为增强路面的内部结构纵横向排水功能，但由于回填修补材料、设置方式等种种缺陷，该处却又成了唧浆的发源地。

可见所调查的三个典型路段路面裂缝未封闭或封闭效果不好，材料离析，修补材料空隙率大，是地表水下渗的主要原因。

3 现场芯样情况

对唧浆处进行钻芯取样，观察芯样完整性、裂缝发展深度及发展方向。分析代表芯样及芯样洞内情况，可以发现下面几个有规律性的结论:

1)多数芯样表现为加铺层与旧路面分离、面层与基层分离、上基层与下基层分离，层间结合较差。下面层下部、下基层上部均有不同程度的松散，说明冲刷现象在面层底部、基层表面和基层内部均有发生。2)钻芯完成后笔者试图用海绵吸干洞内水，以便观察洞内各结构层情况，但大多数情况下很难实现，尤其是当钻芯处位于裂缝或离析处，有水源源不断地从基层上表面或下基层上表面涌入洞内，直至灌满整个芯样洞。如此看来，唧浆路段路面结构层层间已存有大量的水，内部排水不畅，路面各结构层已处于浸水状态，整个唧浆路段似个浴缸，而结构层材料将长期浸泡在其中。3)有的芯样基层完全松散，说明基层强度偏低。

通过以上分析可以判断:面层与基层接触面，基层与下基层接触面均存在不同程度的冲刷现象，而路面裂缝是由基层裂缝反射引起，路面内部积水较多，排水不畅，整个结构层处于饱水状态。

4 面层芯样体积指标试验

为了解唧浆路段路面材料的空隙率，特在唧浆处0.5 m范围内钻取芯样，面层芯样体积指标试验结果如表2所示。

表2 唧浆段面层体积指标试验结果

调查路段沥青加铺层采用4 cm AC-16改性沥青混凝土，设计空隙率为4.5%。由表2可知，路段Ⅰ两个芯样面层实测空隙率平均值为5.5%，高于设计值约1个百分点;路段Ⅱ两个芯样上面层实测空隙率为6.2%，高于设计值约1.7个百分点。

5 重载及超载车辆作用

交通荷载是产生水损坏不可忽视的外因，而在交通量大的高速公路上，路面承受动水冲蚀作用的时间较长，更容易导致路面结构的水损坏。重载和水的共同作用更会加速路面的破坏，在路面剪应力超过路面的抗剪切极限强度时会导致车辙的产生。交通量增大还会引起早期裂缝，成为水进入路面结构的通道，加快病害的发展。据调查，该双向四车道高速公路平均日交通量达到了18 000辆，超载占货车比例的35%，最重的货车重达175 t，最大轴载超载率达到了245%，超载非常严重，重载和超载使路面内部产生更大的动水压力，加剧了唧浆破坏作用。

6 排水情况

路面表面排水主要是通过路线的纵坡和横坡，现场调查发现，唧浆路段横坡不良，纵向裂缝沉陷，路肩杂草丛生，排水口淤积等现象多发，路表水长时间聚集在路面上，进一步加剧了路面的破坏。

7 结语

依据本次检测结果，得出该高速公路沥青加铺层过早出现唧浆病害的主要原因如下:1)加铺层混凝土离析、空隙率偏大、裂缝多、修补质量差、路面排水不良，造成大量地表水下渗。2)结构层内部排水不畅，层间水分较多，路面已处于饱水状态。3)超载现象严重，动水水压力大，基层强度偏低。

［1］ JTJ 073.2-2001，公路沥青路面养护技术规范［S］.

［2］ JTG F40-2004，公路沥青混凝土路面施工技术规范［S］.

［3］ JTJ 052-2000，公路工程沥青与沥青混合料试验规程［S］.