沥青混凝土路面水损害的防治措施

陈凤英（福建省交通建设工程监理咨询有限公司）

沥青混凝土路面水损害的防治措施

陈凤英（福建省交通建设工程监理咨询有限公司）

水损害是沥青路面主要病害之一，因此，如何克服水损害问题引起了人们的关注。在施工过程中，水损害产生的原因很多，本文结合福州绕城高速西北段沥青路面的施工经验浅谈高速公路沥青路面水损害的防治措施。

高速公路；沥青路面；水损害；防治措施

近年来，随着我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载。现有高速公路的有效服务时间普遍未能达到其设计使用年限，常常在通车2～3年便出现了较为严重的早期破损现象，正常维修期大大提前，缩短了沥青路面使用寿命，增大了养护工作量，经济损失巨大。而水损害是沥青路面主要病害之一，本文针对水损害产生的原因、防治的措施，结合福州绕城高速公路西北段沥青路面施工经验浅谈自己的一点看法。

1 工程概况

福州绕城高速公路是国道主干线系统和国家高速公路网的组成部分，也是福州市线公路网的重要路段。西北段路面的范围为闽侯县竹岐乡至终点洋门枢纽互通段。路面采用组合式柔性基层路面结构，即面层采用改性沥青混凝土抗滑表层（AC-16C）+改性沥青混凝土下面层（AC-20C）结构，基层采用沥青稳定碎石上基层（ATB-25）+级配碎石下基层+3%水泥稳定碎石底基层结构。福州绕城高速公路所处的气候条件为多台风，多雨季，其交通荷载重，增加了水损害产生的概率，因此水损害的防治是一项很重要的工作。

2 水损害产生的原因

所谓水损害即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象。通过实践和分析，水损害的原因主要可归纳如下：

（1）集料质量原因。沥青混凝土施工中，集料的需求量很大，而集料资源越来越缺乏，不少地区的集料已经面临资源枯，加上对集料的规格质量不够重视，使得集料的质量不稳定，造成沥青与集料之间粘结力下降，一旦水侵入沥青混合料内部，便会造成水损害破坏。

（2）混合料的原因。①混合料的设计不合理，沥青混合料空隙率过大，是造成沥青路面水损害破坏的主要原因之一。根据有关研究，空隙率8%是渗水程度的分界点，大于8%以后渗水性急剧增大；②沥青混合料离析造成空隙率变大，透水更厉害。造成离析的现象的原因有很多，如沥青混凝土中集料大小颗粒配比不合理，造成局部粗集料偏多，细集料偏少或局部细集料偏多，粗集料偏少；而在施工中运输和摊铺过程都很容易造成粗细颗粒离析。热拌沥青混合料特别是粗粒式沥青混合料，从拌和机向运料汽车上放料时，由于落高大，易出现沥青混合料离析。沥青混合料从运料车上倒入摊铺机受料斗时，还可能会再次出现离析。

（3）路面压实度不足，空隙率过大，带来水损害。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。造成压实度不足的原因有很多，从原材料到现场施工机械都可能造成压实度不足。例如混合料的级配设计不合理，路面下承层不平整，压力机碾压遍数不够、碾压温度控制不好，这些都可能造成压实度的不足。

（4）路面积水，路面受水侵蚀，空隙中充满了水。由于排水系统不建全，连续降水后，路面积水，再加上行车荷载的作用，导致路面破坏，还有道路中央分隔带的排水设计不够完善，雨水通过中央分隔带渗入路面结构层内部，最终导致水破坏产生。

3 水损害防治的举措

实践和分析均证明，水损害的主要原因是路面透水和混合料离析，只要克服了透水和离析，严重的水损害现象就可以避免。为了防止路面水损害，应针对主要原因和次要原因，分别采取相应的对策。结合绕城高速西北段沥青路面施工从以下几方面防治水损害。（水损害主要发生在抗滑磨耗层，文中所提及的绕城高速公路沥青路面的指标为抗滑磨耗层AC-16C的）。

3.1 原材料的控制

3.1.1 集 料

在配比设计以前，切实监控集料的加工和其他备料工作，认真检验加工出来的集料是否适用，若不适用应采取措施处理，备料工作应为配比设计创造条件。集料主要存在的问题是产品合格率低、级配变异性大，就容易导致路面离析，透水现象严重。福州绕城高速公路西北段所用的集料采取就近取材的原则，选用为潘渡碎石场的碎石。为了提高集料质加工质量，在加工过程中认真调试破碎机上破碎腔的反击板与板锤之间的间隙，使公称最大粒径对应筛孔的通过率接过监控目标值；定期检查易损配件和筛网，及时更换；集料加工生产线上安装了吸尘装置，减少集料的粉尘含量，以增强集料与沥青的黏附性。同时施工单位，监理单位，科研所三方定期对集料的加工质量进行检测，如有变异，立即调整，使集料的各指标符合技术规范要求。

3.1.2 沥青

优用选用改性沥青，或在沥青中添加高温抗剥落剂，可以增强沥青与集料的黏附性，减少水损害的产生。福州绕城高速公路西北段沥青路面AC-16C层，选用沥青为华特SBS70改性沥青，经检验沥青的各项技术性能符合规定要求。同时掺入了0.4%抗剥落剂，抗剥落剂为重庆智翔铺道技术工程有限公司生产，型号为AR-68，通过检测，与集料的粘附性达到5级。

3.2 混合料设计的控制

3.2.1 级配的控制

在混合料设计中，应注意避开级配范围内的水害危险区，选用满足密水、均匀、抗滑和高稳定性要求的混合料级配。福州绕城高速公路根据原材料筛分结果，为了减少离析，根据混合料级配控制原理选用了（9.5～16）mm，（4.75～9.5）mm，（2.36～4.75）mm，（0～2.36）mm四种规格的集料，调出1号、2号、3号三种级配，按经验取5.0%初试沥青用量对三种级配进行马歇尔试验。根据马歇尔试验结果进行参数分析，选定2号级配为设计级配，其级配满足规范要求，AC-16C层级配如表1。

表1

3.2.2 沥青用量及相应的设计空隙率控制

为了防止路面透水，应正确选定沥青用量及相应的设计空隙率，使路面残留空隙率不超过透水临界值。一般认为，沥青混合料的设计空隙率控制3～5%的范围内是适宜的，对重载交通是4～6%。结合福州绕城高速公路设计交通量大、轴载重等客观条件，抗滑磨耗层空隙率的技术要求为了3～6%。根据马歇尔试验结果，确定最佳沥青用量为5.1%，其空隙率为4.4%。在确定了生产配合比后，选择K25+718.9～K25+815.2（右幅）作为试验室段的铺筑。通过试验段的现场的检测，其压实度99.2%，空隙率4.8%，渗水系数97mL/min满足规范的要求。

3.3 保证沥青混合料拌和均匀，尽量减少离析和压实不均匀的影响

沥青混合料拌和不均匀就不能充分发挥沥青的胶结作用，导致水稳性降低。为确保混合料拌和均匀可以通过试拌以确定合适的拌和时间。一般拌和时间为45min左右。沥青混合料的离析和路面在局部压实度的不均匀是造成路面局部水损害的根源所在。减轻沥青混合料的离析，可从以下几个方面着手：

（1）加强集料的生产管理，仔细清除覆盖层，尽量使用合格的变异性小的清洁均质集料，绕城高速公路在集料的质量控制方面在上文中已阐述。

（2）严格控制拌和厂的加热温度和混合料的出厂温度，以确保混合料的摊铺温度。在施工过程中拌和楼应严格按照配合比生产，并严格控制每盘的生产周期不宜少于60s（其中干拌时间不少于10s），沥青加热温度165℃，集料加热温度185℃，拌和温度控制在175℃左右，高于195℃为废弃温度，避免温度太低或过高，确保混合料性能稳定。

（3）不得在低于最低气温和施工遇雨时施工。尤其是沥青表面层应尽量安排在气温最高的一个月内施工，同时应安排在白天气温高的时间段施工。福州绕城高速上面层的施工集中在7、8、9三个月，正好是高温气候。

（4）碾压过程应严格按《技术规范》要求施工。碾压过程遵循少量喷水，保持高温，梯形迭进原则，决不能片面追求平整度，进行低温碾压，降低压实度标准；低温碾压易造成空隙大，压实度不足，造成路面渗水。

3.4 设计完善的排水系统

在公路路面设计时，应进一步完善路面排水设计，减少路面积水。福州绕城高速公路在路面结构层中设置防水层、路表设置上封层、面层内部设置下封层，在中央分隔带处设置纵横向排水渗沟。根据现场实际情况有针对性地进行排水设计，减少水在路面的停留时间，以减少其对路面水损害。

4 结语

水损害是沥青混凝土路面常见的病害，其形成的原因有很多，不仅与材料和设计有关，而且和施工路面的施工质量关系非常大。为了减少沥青路面的水损害的发生，避免严重的水损害产生，应该做到合理设计，优选材料，规范施工，减少混合料的离析，保证铺筑路面的均匀密实，从而延长沥青路面的使用寿命。

［1］中华人民共和国行业标准.公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）.北京：人民交通出版社，2004.

［2］梁锡三.沥青混合料设计及质量控制原理.北京：人民交通出版社，2008.

［3］沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.北京：人民交通出版社，2008.

U418.6

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2095-2066（2016）29-0201-02

2016-9-27