沥青路面水损害的形成与防治

李春峰

(冀州市交通局)

沥青路面水损害的形成与防治

李春峰

(冀州市交通局)

摘 要:针对当前公路建设中普遍存在的问题，结合冀州市近几年新建、改建的几条沥青路面水损坏现象，分析了其产生的原因并提出治理措施。

关键词:沥青路面;水损坏;措施

1 沥青路面水损害的形成

1.1 上面层渗水

水损害与上面层的空隙率密切相关，当空隙率大于渗水的临界值7%时，便会出现不同程度的渗水。路面上部分地表水从面层的空隙中渗到路面基层中，集聚在路面夹层中，这些集聚水，在车辆荷载的反复作用下，随着路面上下反复运动，它冲击着路面材料，使路面材料松散解体，从而导致路面的早期损坏。

1.2 中面层存水

按密级配设计的中下面层，实测空隙率波动范围甚宽，形成了水损害分散不连续的特征。我国路面基层普遍采用半刚性基层，也是不透水的，上面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，而雨季水进入沥青层内部是不可避免的，遗憾的是路面设计一般不考虑路面结构层内部的排水问题，相反，普遍设计了埋置路缘石、砌筑式路肩、浆砌挡墙，阻碍了渗入路面内部的水排出，而有的路段纵坡不顺，拦置式路缘石使路表水不能从边缘迅速排出，反而阻水导致局部积水，这个问题在桥面板上特别突出。

1.3 重交通的作用

对于超重车引起危害也是很明显的。我国公路路面设计荷载是100KN的轴载，但随着大量的重型车和拖挂车通过，它们的很多车轴载都超过100 kN。据我国有关方面统计研究在路面行驶的货车有45% ～95%是超轴载的，所以沥青路面一些结构薄弱地段出现路面早期损坏是不足为奇的，如果有水害存在，路面的早期损坏会提前到来。

1.4 环境条件

一些特殊路段如近郊道路，未能根据路段自然的地质、地貌、水文状态，严格按照公路路基排水设计要求而设计，全线的排水沟、管道、桥涵未构成完整的排水系统，地下水和部分地表迳流水危害着路基、路面强度和稳定性，或者路基标高设计偏低，路基土是处于潮湿状态和过潮湿状态。

2 预防水损害的措施

2.1 选料要精良，提高水稳定性

(1)沥青:要选用重交通沥青或将优质沥青按照对沥青路面路用性能的特殊要求进行改性处理，为提高沥青的温度稳定性和抗老化性能，一般用混融法掺入SBS进行沥青改性，改性沥青的流变性的变化，改善了沥青混凝土的抗永久变形能力、抗裂能力和与矿料的粘结力，它对解决水损害将会有良好的效果。但改性沥青必然要增加相对的成本，除了少数重要的工程和交通量特别大的工程外，它不可能成为普遍采用的结构材料。

(2)集料:集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并具有足够的强度和耐磨耗性或适当的颗粒级配。在通常情况下，石灰岩等碱性集料，与沥青的粘附性好，但耐磨耗性差，不能适应沥青路面表面层抗滑及耐磨耗的需要，采用石灰岩石料铺筑的沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)路面，所期望的石料之间的嵌挤能力不能很好地形成。相反，花岗岩、砂岩、石英岩等酸性岩石，石质坚硬、致密、耐磨性强，能充分发挥集料之间的嵌挤作用，但它与沥青的粘附能力却不好，容易在水分的作用下造成沥青膜的剥落，很快导致沥青路面的掉粒、松散、坑槽等水损害破坏。

(3)填料:宜采用石灰岩等憎水性石料磨细得到的矿粉，矿料要求洁净、干燥、无杂质小于0.075 mm的颗粒含量大于8%，无团粒结块现象，矿粉含水量小于1%，高级公路沥青混凝土面层不宜采用粉煤灰做填料，用回收粉尘做填料时，其用量不得超过填料总量的50%。

(4)纤维素稳定剂:制做传统沥青混凝土和多碎石沥青碎石混合料SAC均不用纤维素稳定剂，如制做玛蹄脂沥青碎石混合料SMA时，为避免沥青在高温时从混合料流出和提高沥青混合料的稳定性，要加入适量的纤维素稳定剂，剂量为混合料的0.3%～0.4%

2.2 配料要准确，减少空隙率

根据沥青混凝土所处层位和使用功能，选择合适的矿料级配曲线，从而减小空隙率。研究分析，沥青路面的空隙率在8%以下时，沥青层中的水在荷载作用下一般不会产生动水压力，不容易造成水损害破坏。而排水性混合料的路面空隙率大于15%时，一般都采用改性沥青，且水能够在空隙中自由流动，也不容易造成水损害破坏。而当路面空隙率为8% ～15%的范围内时，水容易进入混合料内部，且在荷载作用下易产生较大的毛细压力成为动力水，易造成沥青混合料的水损害破坏。因此，在原材料规格、性质达到相应标准时，应优先选用较先进、性能优良的沥青混凝土矿料级配，实现高温稳定、低稳抗裂、抗车辙能力强、抗水害能力强、抗滑耐磨、抗疲劳老化能力强的沥青混凝土面层。

2.3 铺压要合理，增大密实度

沥青混凝土的现场铺筑要用带自动找平、振密、熨平设备的摊铺机，路面宽度超过7 m时，最好用两台摊铺机前后间距小于50 m，同步铺筑，实现纵缝热接，因一次铺宽超过10 m时，将会出现粗粒料离析现象。在按施工规范的要求做好工序的横向接缝，确保路面平整度。

SAC和SMA沥青混合料因粗碎石较多，内摩阻力增大，压实功也要增加，压实这种沥青混合料的关键是:高温、高频、低频、慢压，紧跟摊铺机一次性压实，初压温度控制在140～145℃ ，先用振动压路机碾压，再用钢轮压路机碾压，不准使用轮胎压路机碾压，终碾温度不得低于80℃ 。SBS改性沥青、SAC、SMA型沥青混合料碾压温度还要提高10℃，沥青混凝土压实度要达到98%，空隙率小于4%。

2.4 基础要稳固，搞好排防水

稳固、强度均匀的基层和路基是沥青路面防止早期破坏、保持耐久性的前提。沥青路面对路基的要求是不产生不均匀沉降，不产生重垂沉降或侧向滑移;不产生严重的冰冻拱胀或春融软化。而对基层的要求是基层强度要具有水稳定性和冰冻稳定性，不产生唧泥、水浸软化，冻融后强度不能有大的衰减;基层要有一定的强度、较高的弹性摸量，为路面提供均匀稳定的支撑条件;基层要有较好的冲刷能力，在强气流、强水流冲刷下，不会产生过大的冲刷，致使板底脱空。同时，基层还要有较轻的干缩裂缝和温缩裂缝，防止产生严重的反射裂缝，路面上基层宜采用二灰碎石或二灰砾石，下基层采用水泥稳定砂砾碎石半刚性基层。要实现基础稳固，除做好路面基层之外，还要做好路面排水和封水工作的设计和施工。

中图分类号:U416.217

C

1008-3383(2011)06-0096-01

收稿日期:2011-04-17