春融环境下沥青路面水损害机理及防治技术分析

【摘要】考虑沥青路面水损害的机理以及防治措施，要先了解春融环境下沥青混凝土路面必须要注意的关键点。沥青路面在春融季节很容易出现病害现象。因此，结合实验分析数据，了解多次冻融循环下沥青性能下降的趋势，以便在后续的工作中提供合理的参考意见，改进当前出现的问题。经过研究分析，了解水损害对沥青路面胶浆性能有一定影响。通过判断模型，可以了解沥青混合料的水损过程，为后续研究提供理论参考。

【关键词】春融环境；沥青路面；水损害；防治技术

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.01.047

Analysis of Water Damage Mechanism and Prevention Technology of Asphalt Pavement Under Spring Melting Environment

LIU Jin

（Sujiaoke Group Testing and Certification Co.， Ltd.， Nanjing 211100， China）

Abstract： To consider the mechanism and prevention measures of water damage on asphalt pavement， it is necessary to first understand the key points that asphalt concrete pavement must pay attention to in the spring thawing environment. Asphalt pavement is prone to disease during the spring thawing season. Therefore， based on experimental analysis data， understand the trend of asphalt performance decline under multiple freeze-thaw cycles， in order to provide reasonable reference opinions in subsequent work and improve the current problems. After research and analysis， it is understood that water damage has a certain impact on the performance of asphalt pavement adhesive. By judging the model， the water loss process of asphalt mixtures can be understood， providing theoretical reference for subsequent research.

Keywords： spring melting environment； asphalt pavement； water damage； control technology

通過研究分析，了解水损害形成的规律以及发展机制，结合性能、结构等两大层次，了解春融环境下沥青路面的防治措施。沥青是一种拥有优良应用价值的材料，经济性良好。推广改良性沥青，将对于施工有极佳的应用前景。结合理论判断以及实践数据分析，本研究对水损害提供防治措施，从施工监管等方面给出改进意见。水损害是沥青路面常见的病害，水分在汽车荷载力的作用下导致沥青路面出现松散、剥落、坑洞等问题，加速沥青路面出现的不规则裂缝。针对此类问题，需要通过施工技术，控制地表水分进入路面的概率，延长沥青路面的使用寿命。

1春融环境下水分扩散对沥青胶浆分析

为了更好地分析春融环境下水分扩散对于沥青路面胶浆的不良影响，需要了解什么是春融环境。春融环境是春天到来时，路面积存的雪变为水分，以液相、汽相等形式渗入孔隙。若路基长时间保持残留水分，会导致沥青路面的自有性能受到影响，如密集性等。沥青路面混合料需要结合胶浆性能，但如出现水损，最常见的问题便是沥青混凝混合料出现松散、剥离。水损可分之为“黏结失效”以及“黏附失效”两种情况，二者均对沥青路面的后续使用造成严重影响，因此需要分析实际情况完成改进。例如，若路面因春融环境水分扩散，出现退化、颗粒物等问题，会导致严重的水损形式。沥青胶浆膜性能保障沥青混合料与土层之间的连接性，依赖于其胶浆自身的吸收特性，水分渗透进沥青胶浆会产生一定程度的化学作用。部分胶浆颗粒会在水分的作用下流失，沥青路面的坚固性、耐用性明显下降。分析导致水分扩散对于胶浆性能的远端影响，水分通过渗透机制进入胶浆膜内部，凝胶水分增多，会使胶浆黏结出现严重性能恶化，诱发更严重的胶浆损失，形成恶性循环。例如，在实验分析中，胶浆若结合25%的水分，自身便开始失去黏合力。超过30%水分，胶浆会失去一部分弹性性能。如超过50%的水分，胶浆完全失去自身黏结优势，导致沥青混合料黏合不牢。通过实验数据分析，转换到实际工程，沥青胶浆的化学成分以及结构组成必须实现预防处理。与沥青材料不同，使用的胶浆自身便存在老化机制，受阳光因素影响，胶浆会在黏接性上存在差异浮动。因此，要结合物理性能、流变性能等，分析在不同程度下水分扩散对于胶浆的黏结干扰。找寻导致沥青材料损伤变化的规律，以求得合理的改进意见。

2.1设计层面

要了解沥青路面出现水损害机理，就要结合沥青路面所承载的压力，分析实际情况，了解沥青路面水损害的渗透机制。春融环境下，沥青路面由于水分浸泡出现松脱等问题，沥青膜从表面剥离，导致水分从路面的缝隙渗透，加重路面损坏。沥青路面强度与沥青黏合力、沥青胶浆性能以及沥青集料的黏附作用决定。而导致沥青胶浆损害首先便是水分渗透。水分吸引力比沥青大，因此进入沥青与集料之间会导致沥青与集料接触面减小，降低咬合力。此外，还会使沥青薄膜脱落，导致沥青集料裸露在路面。在车轮作用下，集料加速损坏，进一步使沥青黏附力减弱、沥青整体变软、黏结度降低。在车辆行驶过程中，很容易出现大面积损毁，导致沥青路面凹陷或出现坑洞，使汽车运行产生隐患。结合目前的机制，先要了解水分与沥青路面的力学性能公式。在降水频率、降水量分析中，结合春融环境，从施工设计完成分析。

2.2施工层面

施工层面路面结构设计不合理，施工标准单一、缺乏灵活性。在沥青路面间距以及厚度标准上存在不规范等问题，均有可能导致沥青路面在后续使用时出现水损害。且排水标准无法结合实际数据，导致排水性能缓慢，使渗水危害增多。在施工时，施工人员的控制监管不严格，导致沥青集料使用时出现潮湿或混合料拌匀不均等问题，影响沥青与集料之间的结合。在春融环境下，更容易出现损害现象。且沥青路面施工配比若出现局部空隙率过大，很容易出现透水问题。施工时不均匀挖掘或压实度无法达到要求，薄弱处如未采取有效的改进措施，将会给沥青路面带来严重隐患。现有的施工存在轻排水思维，施工人员工艺不佳或缩减工期、养护不能满足要求等，都会导致沥青路面无法得到真正的质量保障。

2.3路面管理

在路面管理中，要了解发生沥青路面水损害后所造成的影响，必须采取处理措施，将损失降至最低范围。保障沥青路面能够改进缺陷，实现质量、集料、工艺强化。例如，要了解沥青路面的功能性，修复损坏地区。且对于超重、超载现象要采取限制措施，避免加速沥青路面出现的水损害问题。

春融环境下，沥青路面水损害影响较大，主要分为以下几点：

1）地下水渗透有可能会使沥青路面产生结构性问题。水分沉积在沥青面层空隙中，在车载力作用下，出现渗透、反渗。使沥青路面出现松散、变形等问题，导致沥青路面层膜脱落。

2）沥青路面如果遭遇水损坏后，将会出现结构性、功能性破坏。这些问题甚至会导致沥青路面出现不可逆损伤，对后续工程施工造成影响严重情况。整条沥青路面需要重修，降低沥青路面的最终使用性能以及价值。

3）地表水分会影响车辆的安全行驶，导致路面湿滑。在行驶过程中，若遇暴雨天气，还有可能会形成水雾，干扰驾驶员视野，使驾驶员无法分辨路面所出现的坑槽，诱发追尾等交通事故，造成人员伤亡。

4.1材料优化

在材料配比中，材料的选择非常重要。要考虑春融环境下水分渗透的重力，因此选择密集配比性极高的混合料。在选择时，需要适当增加2.5 mm以下的细料，降低孔隙率，使孔隙率维持在4%～5%之间。当超过6%时，水分很容易进入混合料内部。当超过8%～15%时，就会产生较大的毛细压力，造成沥青路面损害。因此，空隙率必须维持在4%以内。选择的集料要结合沥青层面的厚度完成设计，一般情况下其面层厚度为4～5 cm。经过研究表明，沥青面层厚度应不小于最大直径的3倍，而中、下层设置不小于面层的2.6倍。在路面排水施工中，要采取结构性设计标准。如考虑排水设计以及路面表面排水要求，解决以往出现的排水不良问题。集料品种的使用与沥青路面黏合力有明显关联，改善集料品种，使用酸性集料可显著减少剥落破坏现象。调节胶浆性能，在施工以及应用性的要求下增大沥青黏度。

4.2施工优化

在施工优化层面，也需要考虑以下几点特殊要求：

1）确保使用干净、整洁集料，避免潮湿。在天气情况影响下，若集料出现潮湿问题，必须要加热温度，使集料干燥，并延长搅拌时间，使集料与沥青能够充分混合。

2）保持拌和均匀度一致。沥青集料的使用需要结合面层的外观要求，且粗集料集中区域，有可能会出现空隙率较大的问题。在施工时可以进行预先实验，了解沥青混凝土的黏合标准以及发生的早期水损害。

3）进行矿料配比。一般矿料的直径选择4.75 mm以及2.3 mm为标准，接近中值。这两种矿料含量多少将直接影响到沥青面层的均匀性以及稳定性。在混合面层中添加75 mm以及2.3 mm集料，对避免离析会产生极高优势。

4）对于沥青混合料的装卸运输，如果出现离析问题，则需要分批次完成装卸。为避免一次性装卸导致粗细颗粒分离，

5）对施工工艺全面优化调整。调节铺摊的最佳状态，确保振动性一致，调节设备的运行标准，加强压实。减少路面出现的孔隙率，保障路面穩定性。沥青混合料的密集程度对于抗疲劳强度、抗车辙能力、耐久度等都有极高影响。现有的压实度不足也是一个较为突出的问题，在此情况下，要保证面层的压实度不小于98%，且中面层或底面层的压实度不小于79%。

4.3管理优化

管理优化对于沥青路面抗水损害非常重要，在施工完毕后，养护部门要加强对于路面的日常巡检。若出现水损害，需要采取防治措施，贯彻预防为主的标准。提高公路自身的抗水能力，以防止春融环境下水损害现象加剧。对于排水系统，要了解排水系统是否出现堵塞问题，修复排水系统，疏通路面积水，防止病害进一步扩大。同时，还可以完成路面取样实验，完成室内实验以及场景实验。在试验基础上分析水损害的原因、范围以及采取何种的改进措施。对于超重车辆要加大处罚，完成路政管理。

综上所述，春融环境下水损害是导致沥青路面结构性破坏的主要原因。且水分长时间滞留在沥青路面结构基层，就会在汽车、环境等作用下出现更严重的损害现象。春融环境不仅受积雪影响，雨水同样会对路面造成破坏，且春融周围温度较高，很容易使水分成为气相，加速沥青路面破坏。因此，除保障沥青品之外，还需要完成“封”“排”结合。做好中央分离带防水层的设置，完成精准化施工，确保多余积水排出路面，以减少水分在沥青路面的滞留时间，降低出现水损害的因素。

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【作者简介】

刘津，男，1989年出生，工程师，研究方向为道路与桥梁施工技术咨询与检测。

（编辑：于淼）