沥青路面水损害的分析和解决方法

沥青路面水损害的分析和解决方法

庞德胜

天津市恒捷市政公路工程建设有限公司 天津 300199

摘要：本文结合邦喜公路(津冀界-五龙山大道)改建工程在推广四新技术的内容基础上,重点分析了蓟州区山区施工沥青路面的水损害机理及其危害性，提出加强防水与排水设计、严格控制原材料质量、合理选择混合料配合比、提高路面施工质量、采用新结构、新技术和新材料是防止沥青路面渗水的有效措施。

关键词：沥青路面　渗水机理　解决办法

一、概述

沥青路面具有良好的力学性能、较好的耐久性以及行车的舒适性和安全性等优点，被广泛应用于我国高等级公路的建设中。但是由于沥青路面工程的多变性、复杂性及结构设计和施工质量控制等种种原因，近年来修筑的沥青路面早期发生质量问题的比较多见，有不少沥青路面在交付使用后不到一年，就出现了严重的病患。较为常见的有车辙、拥包、推移、麻面、松散、坑槽，裂缝，泛油，沉陷等。从已有沥青路面的早期破坏情况来看，最为常见、最为严重的危害就是水破坏现象，这越来越引起广大公路工程技术人员的关注。

沥青路面的水破坏，说到底主要是由路面渗水引发的。沥青路面的早期损坏基本上都与水有关，主要表现为在通车后的第一个雨季，沥青路面出现不同程度的车辙、表面松散、坑洞等损坏。这种现象在天津蓟州多雨地区尤其明显，并造成一定的经济损失和社会影响。因此，充分认识和深入研讨沥青路面的渗水特性及其变化规律、影响沥青路面渗水性能的各项因素，最大限度防止和减轻其渗水性而造成的水破坏，这无疑对保证沥青路面质量，提高重载大交通量下沥青路面使用性能具有重要的意义。

二、沥青路面水损害分析

水是沥青混凝土路面病害最主要的诱发因素之一，是使沥青路面早期破坏和加速破坏的主要原因。沥青混凝土路面所出现的各种病害如：坑槽、松散、剥落、龟裂、下陷等无一不与水的侵蚀有关。路面的水损害主要表现在对材料本身的危害和对整个路面结构的危害。

1、水对材料的损害

沥青路面是附着了沥青的集料粘结合在一起的集合体。水对路面材料的破坏主要表现在破坏集料同沥青的粘结力，造成沥青的剥落。通过调查调查，发现很多的早期损坏的例子都是由于粘附力不足导致沥青的剥落，逐渐在路面上形成许多沙孔最后合并成坑槽。造成材料粘结分离原因有多种主要如下：

(1)水力冲刷

路面渗水时，车辆轮胎前面的水可能被挤进混合料的孔隙中，当车辆通过时轮胎后面又将水分吸出，这个压一拉循环就把沥青从集料上扯离开来。孔隙所到之处都会出现这种冲刷作用。

(2)置换作用。

集料表面或多或少有亲水疏油的能力，酸性集料较碱性集料更具有亲水性。一旦路面渗水，水分进入路面空隙而很难流出，驻留在路面里的水分就会在集料的表面发生置换作用。即使沥青将集料全部裹复，但尖角或粗糙处的沥青膜非常的薄，实验证明，水也能渗透薄膜到集料表面，破坏沥青同集料的粘结，发生沥青薄膜破裂现象。

2、水对对路面结构层的破坏

通常情况下，高等级公路沥青路面大都采用面层、基层、垫层等多层式结构类型。水对路面结构层的破坏主要表现在水透过面层进入面层同基层的交界面上，导致路面的冲刷、唧泥等早期损坏现象。雨水一旦侵入基层，基层强度和路面整体承载能力将急剧下降，重者将导致路面结构性破坏。目前沥青混合料的早期破坏中，由于路面的渗水导致基层承载能力下降发生的破坏占有相当大的比重。

三、沥青路面水损害解决办法

路面的水损害问题是个综合的问题，影响因素较多，涉及到混合料配合比设计，施工摊铺、碾压和路面厚度等，故需要全面地来进行解决，单一从某个方面着手很难得到理想的效果。

1、加强防水与排水设计

防止水损害的措施一是封，二是排。即防止水进入路面中，万一进入，要及时排出。做好路面防水，确保排水顺畅变得十分重要，应从以下几个方面加以改善；

①保证路表水排水顺畅。挡水式的路缘石有可能使水滞留在路面上，不如做成平的，或者干脆不做，让水漫流至路外，但路肩及边坡必须采取相应的措施，以便经得起水的冲刷。

②路面设计必须考虑混合料内部层间水和缝隙水的排水问题，保证渗入路面内部的水能排出路外。

③挖方路段的排水系统不仅能排路表水，还应能排结构层的水。

④加强沥青层之间的粘结。应该强化施工组织计划，所有开挖、埋设等工序应该在基层施工过程中同步完成，最后铺筑沥青层。严格禁止在沥青面层铺筑过程中或铺筑后将挖出的土直接堆放在沥青路面上造成污染。

2、混合料配合比设计

沥青混合料路面的渗水问题应该从配合比设计入手，就是要在沥青混合料矿粉、石屑、沥青含量和粗集料骨架间隙之间取得平衡。细集料连同矿粉、沥青填充于骨架间隙，以标准级配范围为基础，进行生产配合比、目标配合比设计，而且还需通过试拌试铺进行验证、调整，直至得到满意的沥青路面路用性能为止。另外，在沥青混合料配合上，还应调整粗细集料筛孔的通过率来满足骨架孔隙率的体积指标要求。

3、原材料控制

原材料质量的好坏是保证沥青路面质量的前提。沥青路面原材料的控制包括对粗集料、细集料、沥青、矿粉等的质量管理和检查。沥青路面用的碎石必须统一集中生产，采用先进的锥式或反击式破碎机生产工艺，严格筛分，不合格的碎石绝不用于沥青路面施工。优先选用碱性石料，对于花岗岩、石英岩、砂岩等酸性石料则应掺加消水泥或其它抗剥离剂，以改善沥青和集料的粘结性。沥青最好选择低针入度、高软化点、高粘度的优质沥青，有条件时使用改性沥青来提高沥青的粘附性。

4、提高路面施工质量

减少路面水损害必须通过提高施工质量进行解决。在沥青路面施工过程中，各道工序都应严格把关，以有效减少混合料材料离析和温度离析，确保沥青面层均匀。

(1)拌和：经常检查搅拌机中的相关部件，如拌叶等，并严格控制加热温度、搅拌时间和拌和工艺，注意观察混合料中是否有明显骨料分离、花白料现象，如发现，应查明原因，及时处理。

(2)运输：运输车辆的运力应能保证大于拌和机产量，车辆装料时需按照前、后、中的顺序移动装料以减少离析。适当平整运输通道，降低行驶速度，使运输过程中尽量减少颠簸，对沥青拌和料要采取保温措施，尤其是较长距离的运输，应加盖蓬布。

(3)摊铺：保证摊铺机匀速连续作业，尽量采用具有大直径、低转速螺旋布料的摊铺机，降低螺旋布料器的高度，并使混合料的高度超过螺旋布料器，这样可以提高螺旋布料器的输送率，降低转速，减少不同物料颗粒之间的惯性差异。此外还要控制摊铺的宽度，最好不超过6～7 m，摊铺宽度较大时，应采用梯队摊铺，这样可以降低离析，保证摊铺的均匀性。

(4)碾压：碾压过程中要从以下几个方面入手减少路面的水损害。

①改善路面施工工艺，控制好路面压实度。

②采用合理的压实度控制标准。

③有效地控制沥青混合料离析与碾压温度的不均匀性。

四、结语

总之，沥青路面渗水是造成沥青路面早期破坏的一个重要因素，通过加强防水与排水设计、严格控制原材料质量、合理选择混合料配合比、提高路面施工质量、采用新结构、新技术和新材料等措施，可以有效防止路面水损害的产生发展，延缓路面的早期破坏。

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