浅析沥青混凝土路面水损害成因及防治措施

武 杰

(太原市市政公共设施管理处道桥排水修建一队，山西 太原 030024)

0 引言

近年来，随着对沥青混凝土路面病害现象统计与分析的不断进行，结果表明，沥青混凝土路面的病害很大概率上与水有关。有的是直接因为水而引发病害，有的则是由水间接引发的病害。为此，沥青混凝土路面的水损害成为了各国道路工作者研究的重点问题。在我国，无论是南方湿润地区，还是北方干旱地区，都不同程度地存在着水对沥青混凝土路面的病害问题。沥青混凝土路面水损害已经成为影响道路路面使用寿命，威胁人们交通安全的首要因素。为此，需要深入分析沥青混凝土路面损害的成因，制定出有针对性的防治措施，切实提高沥青混凝土路面水损害的防护能力。

1 沥青路面的水损害概述

当前，世界各地的沥青混凝土路面都不同程度地受到水损害的破坏。水损害的具体表现形式是多种多样的，但经过对大量沥青混凝土路面损害进行总结，发现沥青混凝土路面水损害主要表现为以下几个方面：首先，沥青混凝土路面出现剥离、掉粒、麻面等现象。其次，沥青混凝土路面由于卿泥而出现网裂或龟裂。再次，沥青混凝土路肩出现坍塌。最后，沥青混凝土路基出现沉降变形。通常情况下，在沥青混凝土路面出现水损害的初期，水分会入侵沥青与集料界面，此时水分主要是以水汽的形式存在于沥青混凝土路面中。然后，随着沥青混凝土路面上的车辆载荷不断作用，由于粘附性降低而出现沥青与集料的剥离问题，此时水分就会以自由水形式存在于沥青混凝土路面中。最后，水损害就会发展为对沥青混凝土路面破坏性较大的唧泥、网裂、龟裂、松散，此时水分就很有可能已经变成了流动水了。

1.1 网裂和形变

当外界的自由水侵入到沥青混凝土路面的空隙中，并且没有及时被排除，就会导致水分渗透至沥青与集料的交界面上。随后，长时间的载荷作用，会加速水分渗透，最终导致沥青从地面开始向上逐渐出现剥离。出现剥离后，沥青混凝土的路面强度就会严重不足，在车辆载荷的继续碾压下，沥青混凝土路面就会出现网裂和形变。

1.2 坑洞

在降水过程中，如果沥青混凝土路面的表层和中间层空隙较大，特别是当沥青混凝土路面的底层空隙小时，就会导致降水渗入并留存在中间层和表层之内。长此以往，滞留的水分就会透入到中面层中。然后，大量路面上快速行驶的汽车载荷，表层和中间层的沥青混凝土中就会出现沥青剥离问题，接下来就会造成大规模的形变，进而诱发路面坑洞，影响行车安全。

1.3 唧浆

如果沥青混凝土路面存在早起损害，且没有及时处理。出现降水后，水分就非常容易进入沥青混凝土路面的路基，路基遇水后强度迅速下降。在动水压力和车辆载荷的双重作用下，路面的性能严重下降。此时，如果沥青混凝土路面的施工质量较差，这种破坏的演进过程会得到加速。当路基被长时间挤压，沥青混合料的空隙就会上流动形成唧泥，甚至是出现对路面破坏极大，对交通安全影响严重的连续唧浆损害。

2 沥青路面水损害原因分析

沥青混凝土路面的成因主要来自于两方面，一方面是当沥青路面被渗入水分后，在温度升降与车辆载荷的不断作用之下，水分不断入侵到沥青与集料的界面之间，诱发沥青的粘附性严重下降，另一方面是同样是在水分、温度变化和车辆载荷作用下，沥青出现从集料剥离的问题，诱发路面被破坏。

2.1 水降低了沥青和集料之间的粘附力

在广泛分析各种沥青混凝土路面损害原因的基础上，得出的结论是沥青混凝土路面损害的本质原因就是由于水分而间接导致的沥青与集料之间的粘附力与粘结力下降。其中，粘附力的下降通常是由于水分进入沥青与集料之间后，沥青出现剥离现象，因而粘附力降低。而粘结力下降则是因为水分进入后，沥青混凝土内部的沥青软化，导致沥青与矿料之间的粘结力降低。沥青与集料之间粘附力下降的过程可以简要描述为：首先，降水接触沥青，水分侵入沥青表面，沥青混合料的强度降低；然后，水分逐渐侵入到沥青与集料之间，隔离了沥青与集料的粘结性，这是因为集料对水的粘结性大于对沥青的粘结性；最后，沥青混凝土路面中纹理较少集料表面沥青就会出现剥离。

2.2 车辆荷载对沥青混凝土路面的水损害

目前，沥青混凝土路面的设计与施工过程中均会充分考虑到水损害的影响问题。因此，当降水发生后，路面的绝大部分雨水均会被路面设计的各种排水结构排除出去。但是，即使已经设计了良好的排水结构，仍然会有一部分水会通过沥青混凝土路面的裂缝、空隙等狭小空间渗入路面结构中。如果路基下层的透水性较差，进入路面结构的少量雨水就难以排出，最终形成沥青混凝土路面滞留水。这些存在于沥青混凝土路面结构中的滞留水，在路面上方车辆载荷的反复碾压下，沥青与矿料之间以及矿料与矿料之间都会出现在剪切作用下，出现破坏，加速了水分的侵入，造成集料与沥青的粘结力快速丧失。

2.3 动水压力的作用

当水分长时间存在于沥青混凝土路面结构中，无法顺利排出，就会在路基中形成动水。动水对沥青混凝土路面的破坏是十分严重的。当前，我国的公路等级普遍得到了提高，车速也随之变快，这就更加剧了沥青混凝土路面动水的破坏能力。随着沥青混凝土路面上车辆的高速驶过，轮胎与路面之间的水不断地被高速运转的轮胎所挤压，动水压力随之出现。动水压力会急剧加速沥青与集料之间的剪切破坏程度，导致路面出现松散、掉粒，甚至是唧浆和坑洞。为此，一定要防止沥青混凝土路面中的动水病害。

3 沥青混凝土路面水损害防治措施

3.1 完善路面防排水系统

沥青混凝土路面水损害的主要水的来源就是降水，如果能够及时将沥青混凝土路面的水排出，就可以从根本上防治沥青混凝土路面出现水损害。为了有效防治沥青混凝土路面的水损害，笔者结合自身工作实践，认为应该从以下几个方面加强沥青混凝土路面的排水能力：第一，在沥青混凝土路面不设置路缘石，改变传统的排水方式，采用排水更为通常的集水槽，并且辅以硬化土作为路肩，这样就会显著增强沥青混凝土路面的排水能力，防治沥青混凝土路面出现水损害。第二，用开级配沥青处治碎石作为排水基层材料。相比传统的碎石材料，虽然路面的路用性和耐久性很强，但是它的缝隙较大，十分不利于降水后的排水。第三，科学合理地设置防水层的层位。为了加强沥青混凝土路面的防水性能，可以采用厚沥青处理沥青混凝土路面表层。这样既可以增加路面的抗磨损程度，又可以有效防止水分进入沥青混凝土路面结构中，杜绝沥青混凝土路面水损害。

3.2 采用微表处技术

为了有效减少降水进入沥青混凝土路面结构，可以对沥青混凝土路面进行表层处理。现阶段，广泛应用于沥青混凝土路面表层处理的就是微表处理技术，即对路面进行技术封面。这样可以有效降低降水进入沥青混凝土路面结构的概率，还可以强化路面结构，减少路面车辙。目前，应用于微表处理的材料主要是粗级配料，其抗水损害能力不高。为此，可以采用性能更为优良的石灰石作为微表处理的材料。采用石灰石微表处理后，还可以有效防止路面的沥青的剥离问题。但是，值得注意的是为了使微表处理更有效果，必须保证微表厚度大于1 cm。

3.3 材料选择

材料选择是防治沥青混凝土路面水损害的关键所在。沥青混凝土路面的原材料主要指沥青和集料。首先，对于集料的选择，要注意集料与沥青之间的粘结力，选择粘结力大的材料，可以有效防治沥青混凝土路面的水损害。为此，要准确选择合适的沥青，增加沥青与集料之间的粘结力，增强路面抗水损害能力。其次，对于集料的选择，要选择吸水能力强的集料。目前，沥青混凝土路面主要应用的酸性集料，集料与沥青之间的粘附力较低，很容易造成病害。为此，需要采用优质材料(例如玄武岩)，以增加沥青混凝土路面的抗水性能。

4 结语

本文研究了沥青混凝土路面水损害的诱因和防治问题。现阶段，我国沥青混凝土路面的水损害较为严重。为此，文中分析了沥青混凝土路面水损害出现的原因。并且，根据沥青混凝土路面的成因特点，提出了有针对性的防治措施。尽管如此，在实际施工与养护过程中，必须要根据实际的道路环境，从道路结构设计、原材料选择以及排水系统施工等方面，综合防治沥青混凝土路面水损害。