高速公路沥青路面水损害成因及防治

杜龙义

（邢台市高速公路管理处，河北 邢台 054001）

0 引言

沥青路面具有表面平整、坚实、无接缝、耐磨损以及养护维修方便等特点，广泛应用于高速公路建设中。然而沥青路面早期损坏的现象普遍存在，如松散、坑槽、车辙等，此类问题直接影响道路的使用寿命。其中水损坏是危及路基路面最突出、损害最严重的病害。在分析病害成因时，应首先查看有无水损害。水损害是路基、路面病害处治必须考虑的问题，应引起重视。本文将分析常见的水损害造成的路面病害形式以及应对措施。

1 沥青路面破损分类

沥青路面破损分为裂缝类、松散类、变形类和其他类共4类。

（1）裂缝类

路面出现裂缝未及时封堵，雨水下渗后，在行车轮胎的强力泵吸作用下，基层的灰浆被吸出，导致基层破碎松散、沥青层破坏而下沉，形成龟裂、不均匀裂缝。

（2）松散类

施工时路面空隙率大，在投入使用后会出现透水，成为路面坑槽的诱因之一。路基强度不足或轻微病害没有得到及时处理，会造成局部网裂、松散，在交通荷载、雨水等作用下会形成坑槽。

（3）变形类

变形类病害主要是车辙，即渠化交通的道路在行车荷载的作用下，路面发生的不可恢复的永久变形。沥青路面的车辙主要发生在高温季节，其形成机理是剪切流动变形。

（4）其他类

在地冻较深的地区，冬季由于冰冻作用将水分提升到路面基层而结冰引起冻胀，到春季融化时，过多的水分使路基湿软，造成翻浆，引起路面损坏。

2 高速公路沥青路面水损害成因

2.1 龟裂和不规则裂缝的成因

沥青路面龟裂和不规则裂缝产生的首要原因是路面材料、施工等造成沥青路面孔隙率大，空隙中的自由水冲刷沥青，导致沥青剥落；其次是沥青材料黏附性差而导致沥青剥落，产生裂缝且呈网状交织。路面尘埃等杂物混入裂缝，加剧了裂缝的发展，在荷载作用下，形成路面龟裂和不规则裂缝病害。

2.2 路面坑槽的成因

（1）沥青路面透水，这主要是因为施工时沥青路面的空隙率过大，在投入使用后，成为路面坑槽的诱因之一。

（2）路基强度不足或因轻微病害没有得到及时处理，造成局部发生网裂、松散，在交通荷载、雨水等的作用下形成坑槽。

（3）车辆或机械设备漏油，尤其是柴油等溶剂，侵蚀沥青路面，或局部沥青老化、脱落，使沥青混合料离析，沥青剥落，造成路面局部松散，进而形成坑槽。

（4）由于基层表面处理不干净，存在浮土或杂物，施工后，在沥青混凝土面层和基层之间产生了夹层，雨后有水侵入时，就有可能形成囊包，由于车辆的不断碾压，造成路面的强度降低，直至损坏形成坑槽。

2.3 车辙的成因

沥青路面的车辙是在行车道路延伸方向车轮集中通过位置上生成的连续的纵向变形。产生原因是沥青混合料热稳定性不足：

（1）矿料级配不好，细集料偏多，集料未形成嵌锁结构；

（2）沥青用量偏高；

（3）沥青针入度偏大或沥青质量不好，雨水渗透侵蚀基层表面的粉料，使其软化而形成车辙。

2.4 冻胀、翻浆的成因

地冻较深的地区，冬季由于冰冻作用将水分提升到路面基层而结冰引起冻胀，到春季融化时，过多的水分使路基湿软，造成翻浆。在沥青结构层较薄、孔隙率较大、未设置下封层和没有采取结构层内排水措施时，将促使雨水下渗，加速翻浆形成。

3 高速公路沥青路面水损害的防治

沥青路面水损害的主要原因是水，应从路面设计、排水设计、施工材料、施工工艺等方面综合考虑，同时应加强巡查，及早发现，采取预防性养护手段及早处理。还要加强交通管控，严控超载车辆。

3.1 重视路面材料的配合比

水损坏一直是沥青路面面临的一个难题。目前新型材料不断开发，沥青质量不断提高，在采用优良材料筑路的同时，必须重视配合比的控制。现行规范要求沥青混凝土的设计孔隙率为3%～5%，以防止水侵害。在这一孔隙率条件下，即使降水侵入表层，也会因水的张力使自由水形成水膜，阻止其继续下渗入基层，避免因油石比过大而造成车辙、泛油等病害。

3.2 加强排水系统的设计

完善排水系统可以有效防止沥青路面遭到水侵入而破坏。因此必须重视路面排水系统的设计和施工，通过设置路肩和中央分隔带排水系统，可以有效排除路面积水。在路面和基层之间设置下封层，能够有效阻止基层水分的渗透，确保路面稳定。

3.3 加强施工工艺控制

沥青路面结构层由面层、基层、底基层、垫层等组成。其中面层直接承受车辆轮胎荷载反复作用和自然因素影响。基层是在面层以下起主要承重作用的结构层。应当通过加强施工工艺控制来预防水侵害。应该从原材料上就加强控制，尤其是沥青、粗集料、细集料、矿粉等材料必须符合规范要求。在施工前优化配合比设计，通过试验段确定各项参数，严格基层验收程序；施工过程中必须严格控制沥青混合料的温度，按照试验段确定的机械设备组合施工；精心处理接缝；及时检查验收，施工过程中严格控制交通。通过施工前、施工中、施工后各方面的严格管控，能有效地避免水损害的出现。

3.4 积极开展预防性养护

养护人员应当加强道路巡查，做到及早发现，及早处理。要重视日常养护，及时全面地掌握路基路面排水系统的状况，雨季及时疏通排水系统，保证路面无积水，以有效减少水损害的发生。另外，要定期对路面进行无破损检测，通过对各项数据和指标的分析，掌握道路的实际状况，为科学决策提供有效的数据支持。应运用数据库系统，建立路面动态管理系统，提高养护管理的科学性，为资金的合理使用提供科学依据。

4 高速公路沥青路面常见水损害的处理措施

4.1 裂缝的处治

目前处治沥青路面龟裂、不规则裂缝的一般方法为乳化沥青稀浆封层、沥青混合料中修罩面等。用玻璃纤维布处治沥青路面龟裂、不规则裂缝是近几年来国内发展很快的一项新技术。该技术施工工艺简单，养护费用低廉，材料来源广泛，防止龟裂、不规则裂缝的效果较好。使用这种工艺处理沥青路面，可以延长路面使用年限，提高养护质量，降低养护费用。这种技术不但适用于处治沥青路面龟裂、不规则裂缝，同时对路面老化严重路段或因施工管理不善而产生的路面脱粒都有一定的补救效果，对于石灰土基层的反射裂缝也有一定的防治效果。

4.2 坑槽的维修

坑槽的维修方法分为热拌材料修补法和冷补料修补法。热拌材料修补法按修补材料可分为现场拌和型和集中拌和现场加热型。冷补料修补法可分为常温混合料修补和低温混合料修补。常温混合料生产简单，能够长时间存储，运输便利，可及时、迅速处理沥青路面的病害，防治病害蔓延扩大，这些优点是热拌沥青混合料无法比拟的，因此其社会效益明显，该技术目前已经比较成熟。

4.3 车辙的处治

车辙按损坏程度分为局部车辙、较重车辙和严重车辙三种。对于局部车辙，可用铣刨机翻松车辙表面一定深度，将废料清理干净，然后喷洒黏层沥青，采用和原路面相同的沥青混合料铺筑，充分压实，恢复路面横坡，周围接茬处理熨平。对于已经稳定的较重或严重车辙，可按照局部维修的方法进行操作。对于行车道表面因车辆行驶而产生的车辙，应将面层铣刨清除，然后重新加铺面层。对于基层强度不足、水稳定性不好的路段，应对基层局部下沉部分进行补强或将损坏的基层挖除，重新铺筑。

4.4 冻胀和翻浆的处治

对于路面局部翻浆，应挖除废料并重新铺筑。对于路面成型不好、雨雪水下渗引起的基层表面轻度发软或冻胀，可于春季水分蒸发后，修正平顺，促使其成型。对于因排水不好引起的病害，应首先完善排水措施，比如设置盲沟等，或采取水稳定性好的垫层、基层，重新修复路面。

5 结语

高速公路沥青路面的常见病害大多与水损害有关。要防治沥青路面的水损害，必须严抓基层施工质量，严格进行路面原材料的选择、路面配合比设计、机械设备配置、排水系统设置、日常预防性养护等各方面管理，并建立动态管理系统，及时掌握路面基本状况，合理采取施工技术措施，及早治理病害，才能有效延长路面的使用寿命。

[1]王晓琴，李成才，刘崭，等.公路路基路面常见病害与处置指南[M].北京：人民交通出版社，2011.

[2]寇林田.养护岗位[M].北京：人民交通出版社，2005.

[3]伍必庆.公路养护工[M].北京：人民交通出版社，2010.