沥青路面水损坏机理及防治要点分析

商凯 张海洋

摘 要：公路关乎社会民生，是经济发展的根本，同时也是国家重点建设的领域之一。公路作为连接各区域的枢纽，其质量的好坏直接影响着路面行车安全，但公路在长期使用的过程中会出现不同程度的损坏，其中路面水损害问题较为常见，需有针对性地制定合理的养护措施，减少此类问题出现。

关键词：沥青路面;水损坏机理;防治要点

1 沥青路面水损坏形成机理

沥青路面水损坏是指发生在沥青混凝土路面中的一種由于水的作用使路面产生破坏的现象。沥青路面不可能完全隔水，当水从缝隙或其他路径进入沥青路面结构内部会使沥青粘附性减小，由于集料表面对水比对沥青有更强的吸附力，长期接触下沥青会从集料表面剥落，加上行车荷载的影响会使水产生流动，产生动水压力进而使剥落的沥青流失，被裹挟流动出沥青路面内部。随之而来的就会使路面出现松散、剥离、坑洞等病害。

2 沥青路面水损害早期损坏特点及成因

2.1 沥青路面水损害早期损坏特点

2.1.1 自上而下的水损坏

多发生在公路面层，路面出现坑槽和松散的问题。由于沥青混合料设计不合理，在施工完成后路面空隙率过高，这样会使沥青混合料出现严重的离析现象。路面受到车辆碾轧的作用会导致沥青从表层剥离，局部沥青混凝土松散，被路面上行驶车辆的车轮高速甩出导致路面出现坑槽病害。再降雨期间会有雨水渗透到表面层的空隙中，使得表面层、中间层之间会被雨水侵蚀，致使表层沥青脱落，发生路面早期损坏问题。如果下层沥青混合料防水性好、层厚越大，雨水向下渗透的难度就越大，因此应在施工中加以注意。

2.1.2 自下而上水损坏

半刚性基层沥青路面层厚度较小，水损坏问题多是自下而上出现。如果基层不能排水，水可以通过其他多种途径进入到路面基层并滞留在基层，无法迅速、充分排出，进而逐步扩散损坏面层。雪水、降雨、绿化浇水、冬季冰冻的水分积聚等，都可能自下而上渗透到面层破坏路面。

2.2 沥青路面水损害成因

（1）材料选择问题。公路沥青路面施工中，所选择的沥青混合料水稳定性关系到工程整体质量，如果水稳定性未达到标准要求，即便工程施工中选用了抗剥落剂，但最终依然不能保证施工质量。

（2）混合料配合比设计问题。沥青混合料配合比设计不合理，会导致空隙率增加，出现水损坏;路面密水性不足，同样会有水入侵基层。

（3）施工不规范。施工期间表面层和基层施工不符合相关规范要求、压实度不足、施工重点控制环节处理不当，致使最终施工质量不达标。

（4）防排水设计不合理。公路的防排水设计未得到充分重视，中央分隔带绿化浇水可能渗透到路面、公路边沟排水不畅、挖方区域路基渗水、路面结构层排水不畅等都可能给公路带来水损坏问题，影响到公路的质量。

3 沥青路面水损坏防治要点

3.1 原材料防治要点

3.1.1 采用密实沥青混凝土

沥青面层结构中仅一层为密实沥青混凝土，实际情况是沥青面层中孔隙率大则会产生水破坏。雨水从纵向裂缝进入并滞留在底面层，沥青面层未产生其他明显的水破坏现象。沥青面层应采用密实沥青混凝土，抗滑表层应是孔隙率小于4%的密实沥青混凝土。具体选择某层矿料级配时，要考虑混合料的高温稳定性。密实式粗集料断级配沥青混凝土有良好的不透水性，竣工路面构造深度达0.8 mm。沥青面层下层应采用高温稳定性好的粗集料级配沥青混凝土。碎石沥青砂胶混凝土SMA是粗集料断级配沥青混凝土，SMA外加纤维以增加沥青用量，粗集料矿料中可用改性沥青，但外加纤维0.3%需增加投资30%，因此一般情况下应采用纯沥青达到目的。

3.1.2 提高沥青与矿料的黏结力

水进入沥青混合料中易产生剥落现象，需增强沥青与矿料的黏结力。对用于中层面的沥青混凝土，要求沥青与矿料的黏结力大于4级。要求用耐磨的硬质岩石料。已建成公路中使用硬质岩石料有安山岩，花岗岩，辉绿岩。其都与沥青的黏结力较差，因此需添加抗剥落剂。抗剥落剂为胺类，不同品种的作用也不同。需针对所用碎石与沥青，先做黏结力实验。仅按水煮法作黏结力实验，不能区分不同抗剥落剂的效果，需用沥青混合料水稳定性实验评价。我国因缺少矿粉，常用水泥代替矿粉作抗剥落剂。沥青表面层有采用4%水泥代替矿粉的。在北方冰冻地区未发生异常现象。用水泥作抗剥落剂时，用量过少起不到良好的抗剥落作用。

3.1.3 增加现场空气率指标

混凝土的压实度会直接影响沥青混凝土的物理力学性质。不同压实度下现场空气率有明显差别，不考虑沥青混凝土设计空气率大小，统一规定压实度96%也不合适，相同压实度不同级配的沥青混凝土的渗透系数可能相差数十倍。如以当天马歇尔试件作为标准密度，不能保证沥青面层应有的质量。进行配合比设计时，选定矿料颗粒组成与沥青用量，对表面层应检验其表面构造深度，在性能符合要求的前提下，最后确定矿料级配作为正式生产标准。我国现行沥青路面混合料的压实标准建立于80年代。我国公路施工采用压路机品种及技术性能显著优于以往，可达到压实度98%的要求。沥青混凝土压实后，沥青体积与空气体积组成，现场空气率指面层碾压结束后沥青混凝土内空气所占比率，需在沥青混凝土层碾压结束后次日，在现场取样，计算出毛体积密度。用真空吸气法测定沥青混凝土的最大密度。建议现场空气率标准率为表面层≤6%，地面层≤7%。

3.2 施工防治要点

3.2.1 做好排水处理

水损坏防治主要从控制排水，预防养护等方面入手。公路面层分为三层式沥青混凝土，面层为能提供较大摩擦力采用中粒式沥青混凝土，少量路面雨水下渗进路面基层降低路面强度。如在基层顶面加铺沥青封层，会迅速排出下渗水分。石灰岩挖方路段为防止裂缝隙水浸湿路面基层，应设置路槽排水。基地层采用20 cm级配碎石，路两侧土路肩部位设置碎石盲沟。填方路段合适位置通过横向硬塑料排水管排出水。超高段在超高侧路缘带范围内设集水槽，每150 m左右设置水井，将路面水排至路基排水沟内。路基附近地面积水是形成翻浆的重要因素，为及时排出春融期的自由水，可在路肩上设置横向盲沟，接触面上涂抹沥青并铺设防渗土工布。按3 m的间距横向埋设5 cm硬塑料排水管。采用凸型中央分隔带使大多雨水自行排至路面外，在中央分隔带内路面两端部分用水泥砂浆抹2 cm，再铺防渗土工布。纵向碎石盲沟内埋设软式透水管，经排水管排出路基外。

3.2.2 控制施工质量

保证沥青混凝土施工质量是路面出现水损坏的关键，雨季下两层应为密实型沥青混凝土，以改善雨天行车条件。足够重视沥青混凝土的水稳定性，黏附性最好达到5级。目前我国公路沥青路面多从市场采购碎石。碎石质量无法保证，针片状含量超标，沥青路面用的碎石必须统一集中生产，不合格的碎石坚决禁止用于沥青混凝土施工。

3.2.3 做好下封层设计

下封层质量会直接影响路面使用的耐久性。一些设计中多雨地区沥青路面未设下封层，我国公路多采用水泥稳定碎石基层，粉尘上无法牢固黏结，致使透层不完整，多雨地区基层顶面必须设计下封层，以确保下封层能有效防水。使封层覆盖路基全断面，清除中央分隔带内多余松散底基层。

3.2.4 加强预防性养护

采用预防性养护方式可防止水损坏的发展。通过采用加强巡查的措施，及时发现失效的排水设施进行补救。如发现唧浆立即挖补，如发现开裂立即封缝，对渗水严重路段立即使用微表处技术全面封水。将沥青路面的病害消灭在萌芽状态。

4 结束语

综上所述，公路沥青路面水损坏早期损坏问题会降低公路的性能和使用寿命。因此应结合工程特性和施工区域实际情况，优化设计和施工，做好混合料配合比、空隙率设计，制定合理的措施来防治水损坏早期损坏问题，保证路面行车安全。

参考文献：

[1]李晓晖，唐海霞.昌泰高速公路沥青路面水损坏综合处治技术[J].交通节能与环保，2018（6）：59-62.

[2]王路.高速公路沥青路面的水损坏及其防治措施[J].交通节能与环保，2018（6）：90-92.