沥青路面早期水损坏相关问题探讨

张 硕，张亚丽

（宿迁市高速公路建设指挥部，江苏 宿迁 223800）

沥青路面早期水损坏相关问题探讨

张 硕，张亚丽

（宿迁市高速公路建设指挥部，江苏 宿迁 223800）

沥青路面普遍存在着水损害现象，本文从水进入沥青路面结构的途径入手，重点分析了沥青路面水损害病害影响因素，对于今后沥青路面灾害治理工作具有一定的帮助。

沥青路面；水损坏；影响因素；路面结构

1 引言

沥青路面水损害的发生首先以水的进入为前提，同时由于影响因素众多，水进入路面结构后对沥青路面的不良影响是以多种不同的病害形式表现出来的，水损害的各种病害形式只是水对沥青混合料不良影响的外在表现，沥青混合料和水的材料组成才是水损害发生的客观物质条件。

2 水进入沥青路面结构的途径

降落在道路表面的水会通过路面空隙、裂缝或接缝下渗到路面结构内部，中央分隔带及道路两侧有临时性滞水时，水分也有可能通过空隙和裂隙进入路面结构内部。水进入路面结构是发生沥青路面水损害的必要条件之一，水损害的发生是以水进入路面结构为基本前提的，而水从道路表面进入路面结构的途径主要有两个：一是从面层的空隙进入，二是从面层的裂缝处进入。

2.1 面层空隙产生的主要原因

2.1.1 压实不足是造成一些沥青路面面层局部空隙率大的原因之一

造成压实不足的原因主要有：过分强调平整度和担心构造深度使压实受到影响；出于对平整度的考虑，不采用两台摊铺机梯队式的摊铺方式，而采用一台摊铺机全幅摊铺的方法，易离析，且振捣力较小，压实不均匀；早期修筑的绝大多数沥青路面对集料的粒径与面层压实层厚度之间的相配性几乎都没有考虑，沥青面层的集料粒径普遍偏粗，而与其相配的压实层厚度稍偏薄，不利于压实，造成面层实际空隙率较大。

2.1.2 混合料的不均匀性大也是造成沥青路面局部空隙率大的主要原因

沥青路面局部空隙率大往往和混合料不均匀性大有关。路面生产过程中沥青混凝土不均匀性大是由多个原因引起的，有原材料组成变异性大的原因，有拌和厂管理上的原因，也有运输和现场摊铺方面的原因，诸多原因造成了集料离析和温度离析。集料离析的最主要原因是拌和过程中的不均匀以及材料自身的不均匀，这与以下原因有关：①我国集料生产水平低；②我国大多数高速公路的沥青拌和厂都是临时在沿线设置的移动式拌和厂，材料堆放场地不规范，料场之间没有挡墙，无形中对级配造成影响；③由于拌和能力不足，同一个铺筑现场常由几个拌和厂供料，这就带来了材料来源不同、实际配合比不同等问题；④由于集料烘干的加热温度、加热时间、天气状况等不可能恒定，拌和时混合料温度的波动也会造成混合料的不均匀。除此之外，运输过程中会造成集料和温度离析，摊铺过程中集料的温度离析，混合料压实不均匀也都会造成路面的不均匀。

2.2 面层产生开裂的形式

2.2.1 横向开裂

横向开裂是沥青面层发生最多的一种裂缝，沥青路面上都或多或少存在横向开裂，绝大部分是温度裂缝。一种是冬季突然大幅度降温引起沥青面层低温收缩开裂，一种是日气温变化引起的沥青面层产生温度应力，温度应力的反复作用使面层产生温度疲劳裂缝。温度裂缝起始于路表面，且逐年增加。

2.2.2 反射裂缝

下卧层不连续处作用在沥青路面面层底面的应力超过了材料的抗拉强度并使面层底面开裂，裂缝逐渐向上延伸，直到穿过沥青面层顶面反映为表面的裂缝。反射裂缝可由下列原因引起：半刚性基层的裂缝、下卧水泥混凝土路面的裂缝或接缝、旧热拌沥青混凝土面层上的低温裂缝、旧沥青混凝土面层上的块状裂缝、旧面层上的纵向裂缝和旧面层上的疲劳裂缝。

2.2.3 网裂

网裂往往由于荷载的往复作用使得面层沥青混合料疲劳造成，但也有由于基层质量不好造成的块状裂缝。半刚性材料之间或半刚性基层下部有一定厚度的素土夹层时，素土夹层潮湿后使路面承载能力显著下降，产生“弹簧”路段，易产生块状裂缝。半刚性基层厚度不足，而其下底基层又不是半刚性材料层的路面结构，特别是在土基压实度不足和承载力较差的情况下，也会产生块状裂缝。

2.3 面层产生开裂的主要原因

路基质量不好引起的面层破坏有路基压实度不够导致的路面破坏（如路基路面局部沉陷形变），与构造物相邻接的填土路堤压实度不够以及对原地基（介于软土地基和坚硬地基之间的地基）未作适当处治，使邻接构造物的路面明显下沉，在这些位置，雨水很容易渗入与构造物相接的路面结构内，使其产生水损害。另外，由于地基和填土在道路横断方向上不可避免的不均匀性，特别是在有表面水渗入地基的情况下，沥青路面会产生一些细小的纵向裂缝。由软土地基继续沉降产生的路面沉陷也会导致路面局部产生较严重的开裂。

面层与基层结合不好时会造成面层表面产生滑移裂缝，基层顶面不清洁的情况下，喷洒黏层油容易造成这种滑移裂缝。

3 沥青路面水损害病害影响因素分析

分析水损害病害产生的原因要从其影响因素入手，造成沥青路面水损害的影响因素十分众多复杂，从大的方面来讲，其影响因素大致可以分为两类，一类是外部因素，一类为内部因素。外部因素包括降水量和降水的性质、交通量和交通组成、行车速度以及气温等，内部因素则包括混合料的自身性质、施工条件和路面结构状况等方面。以下分别对其进行分析。

3.1 外部因素

3.1.1 降水量

其他条件都相同的情况下，南方多雨潮湿地区沥青路面的水损害要比半干旱地区特别是干旱地区多得多，而且在速度上也要快得多。

3.1.2 降水的化学组成

降水对沥青混合料的影响不仅体现在压入、抽吸带来的冲刷等力学作用上，还应该体现在化学侵蚀作用上。

3.1.3 交通量和交通组成

发生水损害的路面很多都是大交通量和超载严重的路段，如交通量在2万辆/日左右甚至以上，超载车重一般在40～70 t之间，甚至更重。超重交通使路面承受的荷载远远超过设计要求，路面产生的弯沉盆更大更深，因此在水的作用下更易发展为形变、辙槽等破坏。

3.1.4 行车速度

行车速度的快慢对路面水损害病害的出现快慢也有一定的影响，积聚在基层表面的水在高速行驶的车轮作用下会受到更大的压力形成高压水流，这种高压水流长时间冲刷集料上的沥青膜，就会使得集料表面的沥青膜被冲走，沥青混凝土松散，强度降低，导致路面逐渐被破坏。

3.1.5 温度

温度对水损害的影响主要体现在夏季高温和春季冻融期间，此时路面内部的温度变化作用较大，在夏季高温作用下，沥青混凝土强度降低，而夏季一般雨水又较多，在路面内部存留的积水的浸泡和冲击作用下，路面易出现损坏。

3.2 内部因素

外因是通过内因起作用的。从路面沥青混合料本身的抗水损害能力方面考虑，影响混合料水稳定性的因素主要包括沥青混合料的性质、施工条件和路面结构状况等。

3.2.1 混合料的性质

混合料自身性质对其水稳定性的影响主要体现在混合料类型、沥青和集料的性质及质量等3个方面。

3.2.2 施工条件

施工对沥青混合料水稳定性的影响集中体现在压实和离析等因素上。压实不好的混合料其各项路用性能都不会好。压实不足的路面实际空隙率大，水进入空隙后就成为水损害的祸根。同时，绝大多数沥青路面的水损坏都是从路面局部破坏开始的，而路面施工过程中的集料离析、温度离析和局部混合料不均匀是造成路面局部严重水破坏的根源。

3.2.3 路面排水

路面排水是目前我国路面设计中最不被重视、最落后的一个领域，现在的路面排水往往只重视路基范围内的路面表面以外水的排除，而对路面结构层内部的排水则很不重视，或者根本没有考虑，因此排水不良也是造成路面水损害的重要原因之一。对水的处理方法无非是封和排，但现在大多数沥青路面是面层本身封不住水，这除了上述的材料不均匀性等原因外，沥青路面开裂也是面层封不住水的原因之一；面层封不住水，基层又不透水，这样水就容易积聚在基层表面，形成浮浆。因此，确保路面排水顺畅应成为路面设计中的重要内容。

4 结束语

分析了降水从道路表面进入路面结构内的途径主要为面层内的空隙和裂缝，并简要阐述了路面混合料产生空隙和裂缝的原因；结合工程实际，总结了沥青路面常见的水损害破坏形式，从水损害病害形式出发，对水损害的影响因素进行了分析。

Bituminous Pavement Early Time Water Damage Related Question Discussion

Zhang Shuo，Zhang Yali

The bituminous pavement has the water harm phenomenon generally, this article enters the bituminous pavement structure from the water the way to obtain, selective analysis the asphalt road surface water harm plant disease influencing factor, has governed the work regarding the present bituminous pavement disaster to have certain help.

bituminous pavement; water damage; influencing factor; pavement structure

U416.2

A

1000－8136（2011）06－0072－02