汪生軍 周銀剛

（浙江華新交通工程有限公司，浙江 富陽 311400）

1 前言

瀝青混凝土路面具有表面平整，無接縫，行車舒適，耐磨振動(dòng)性小，噪音低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便，適用于分期修建等特點(diǎn)，因此獲得越來越廣泛的應(yīng)用，在高速公路的建設(shè)中，我國的絕大部分高速公路都采用瀝青混凝土路面。以前對(duì)瀝青路面的竣工以及驗(yàn)收質(zhì)量和檢測主要集中在高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和抗滑性能等方面，瀝青路面水損害的表現(xiàn)還不是很突出，隨著我國高速公路通車?yán)锍痰难杆僭鲩L，水損害對(duì)瀝青路面的危害性越突出表現(xiàn)出來，必須認(rèn)真研究加以解決。

2 水損害現(xiàn)象的類型及其作用機(jī)理

2.1 松散類

主要指路表麻面、松散、掉粒、坑洞等現(xiàn)象。瀝青面層在孔隙水壓力的反復(fù)作用下，使瀝青膜從集料表面剝落、混合料中的集料之間喪失了粘結(jié)力而逐漸變軟直至松垮，導(dǎo)致了麻面、松散現(xiàn)象；在局部松散處，集料顆粒逐漸掉粒、流失，進(jìn)而形成大小不一的坑洞。

2.2 裂縫類

主要包括唧漿、網(wǎng)裂、坑洞。半剛性基層基頂結(jié)合料與從路表連通孔隙及裂縫處下滲的水混合，在行車荷載的反復(fù)作用下，產(chǎn)生的高速動(dòng)水壓力沖刷基頂形成灰漿，并從裂縫中被擠壓出而產(chǎn)生唧漿現(xiàn)象；隨.著基層結(jié)合料的逐漸流失，面層也隨著底部脫空而形成沉陷、網(wǎng)裂，進(jìn)而發(fā)展成坑洞。

2.3 變形類

主要指轍槽。在行車荷載的作用下，滯留在面層內(nèi)的水使集料特別是粗集料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落，隨著瀝青混合料強(qiáng)度的不斷下降直至瀝青?昆合料完全松散，行車輪跡帶下不僅出現(xiàn)了壓縮變形現(xiàn)象，而且產(chǎn)生了嚴(yán)重的剪切破壞現(xiàn)象，輪下松散的瀝青混合料向兩側(cè)擠出并鼓起，在輪跡帶下形成車轍。轍槽內(nèi)有時(shí)還伴隨著唧漿和網(wǎng)裂現(xiàn)象。

2.4 凍融循環(huán)破壞

在冰凍地區(qū)或季節(jié)性冰凍地區(qū)，由于水結(jié)冰時(shí)體積增大，在瀝青混合料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很大的膨脹力，致使混合料內(nèi)部粘結(jié)力下降；而當(dāng)冰融化時(shí)，水又滯留于路面層內(nèi)，在行車荷載作用下加速了瀝青膜的剝落。在路表，冰雪融水進(jìn)入瀝青混合料內(nèi)部，在行車荷載和凍融循環(huán)的反復(fù)作用下產(chǎn)生破壞作用。而在下面層，當(dāng)基礎(chǔ)有較多的細(xì)粒土和孔隙肘，冬季特有的毛細(xì)水使水分逐漸積聚在基層頂面，到春融期，過飽和的水進(jìn)入下面層空隙，在荷載反復(fù)作用下產(chǎn)生剝落現(xiàn)象和對(duì)基頂?shù)臎_刷。

水損害的根本原因在于水的作用致使瀝青對(duì)集料的粘附性能喪失，瀝青膜從集料表面脫落，而造成這種后果的兩個(gè)關(guān)鍵性因素是水和外力的作用。

3 水損害產(chǎn)生的原因

3.1 瀝青與集料的粘附性能

瀝青與集料的粘附陛主要受其自身性質(zhì)的影響。如瀝青與礦料的化學(xué)成分；瀝青與礦料表面的臨界表面張力；瀝青的黏度；礦料的孔隙率；礦料的含水量和含泥量等。研究表明，若粘附性≤4級(jí)，瀝青膜容易脫離，造成路面水損害。

3.2 瀝青路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水

在道路工程施工中，人們比較重視路基和路界地表范圍內(nèi)的排水，所采取的措施也很多。但對(duì)于路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的排水則重視不夠，甚至基本未予考慮。我國高等級(jí)公路普遍采用半剛性基層，路面設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水，普遍設(shè)計(jì)了埋置式路緣石、砌筑式路肩、漿砌擋墻，這些都妨礙了由各種途徑侵入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分的排出。

3.3 評(píng)價(jià)瀝青路面水損害指標(biāo)不合理

3.3.1 用水煮法試驗(yàn)評(píng)價(jià)集料與瀝青之間的粘附性不盡合理。一方面是集料與瀝青的粘附性等級(jí)與路面水損害之間的關(guān)系未建立，水煮法的試驗(yàn)結(jié)果受主觀因素的影響很大；另一方面，水煮法只使用了 9.5～13.2mm 的粗集料，而事實(shí)上部分細(xì)集料為砂，其與瀝青的粘附性較差卻未得到評(píng)價(jià)。

3.3.2 瀝青混合料殘留浸水馬歇爾穩(wěn)定度也存在致命的弱點(diǎn)。經(jīng)過75次馬歇爾擊實(shí)，試件孔隙率已達(dá)到設(shè)計(jì)的3%～5%，水很難進(jìn)入，因缺乏足夠的水，檢驗(yàn)不出瀝青混合料的實(shí)際耐久性。

3.4 其他原因

路面開裂、老化加速水損害的發(fā)生，并形成惡性循環(huán)；道路交通超載嚴(yán)重；溫度變化時(shí)產(chǎn)生的凍融循環(huán)作用；酸雨、車輛滲油對(duì)路面的腐蝕；在冬季、雨季氣候條件下施工等。

4 水損害的防治對(duì)策

4.1 把好材料關(guān)

盡量選用與礦料粘附等級(jí)高的瀝青，有條件時(shí)，可使用SBS改性瀝青。優(yōu)先選擇孔隙率小于0.5%、表面潔凈而粗糙的堿性石料，當(dāng)為了滿足表面層的抗滑性而不得不采用堅(jiān)硬、耐磨的酸性石料時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行抗剝落處理。對(duì)于不同屬性的集料，為改善集料與瀝青之間的粘附性，必須使用不同的抗剝落劑，帶正電荷的石料，應(yīng)使用陰離子型表面活性劑，對(duì)表面對(duì)表面帶負(fù)電荷的石料，應(yīng)使用陽離子型表面活性劑。

4.2 做好路面結(jié)構(gòu)防排水設(shè)計(jì)

4.2.1 做好中央分隔帶的防水與排水，避免進(jìn)入中央分隔帶內(nèi)的水 (如綠化澆水或雨水下滲等)橫向滲入路基。如果不能保證排水，可將綠化帶表面硬化封閉。

4.2.2 保證路表水排水順暢。擋水式的路緣石有可能使水滯留在路面上，應(yīng)將其下臥，但路肩和邊坡必須采取相應(yīng)措施，以經(jīng)得起水的沖刷。

4.2.3 路面設(shè)計(jì)必須考慮混合料內(nèi)部層間水和縫隙水的排水問題，保證滲入路面內(nèi)部的水能排除路外。如設(shè)置盲溝等。

4.2.4 挖方路段的排水往往是薄弱環(huán)節(jié)，尤其要注意邊溝的深度，使其不僅能排路面水，還能排結(jié)構(gòu)層和路面內(nèi)部的水。

4.2.5 瀝青面層下設(shè)施排水層，可以是級(jí)配碎石層，也可以是瀝青或水泥穩(wěn)定碎石層，空隙率應(yīng)達(dá)到15%以上。

4.2.6 加強(qiáng)瀝青層之間的粘結(jié)。強(qiáng)化施工組織合理安排工序，嚴(yán)禁在瀝青面層鋪筑過程中或鋪筑后將綠化、埋設(shè)等挖出的土直接堆放在瀝青路面上造成污染。

4.3 加強(qiáng)施工環(huán)節(jié)管理

4.3.1 改善路面施工工藝，控制好路面壓實(shí)度

有的瀝青路面片面追求平整度，往往放松對(duì)壓實(shí)度的要求，尤其是擔(dān)心采用震動(dòng)壓路機(jī)碾壓會(huì)影響其平整度和構(gòu)造深度，往往采用噸位偏小的輪胎壓路機(jī)，從而導(dǎo)致瀝青路面壓實(shí)度不足。

4.3.2 提高瀝青混凝土壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，增加現(xiàn)場空隙率指標(biāo)

國內(nèi)外大量研究表明，7%的現(xiàn)場空隙率是瀝青路面是否產(chǎn)生早期水損害的分水嶺，美國SHRP研究成果也提出4%的設(shè)計(jì)空隙率是最佳的選擇。若仍按96%的壓實(shí)度予以控制，其現(xiàn)場空隙率將達(dá)到8%，無法滿足水穩(wěn)定性的要求，應(yīng)提高壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)；而且在提高壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，增設(shè)現(xiàn)場空隙率作為施工的控制指標(biāo)。

4.3.3 采用合理的集料粒徑和適宜的瀝青層厚度

目前瀝青層的集料粒徑普遍偏粗，與其相匹配的壓實(shí)厚度普遍偏薄，不利于壓實(shí)，也不利于礦料骨架的形成。應(yīng)根據(jù)集料粒徑采用合理的瀝青混合料的壓實(shí)厚度，不能單純追求層厚減薄。

4.3.4 有效控制瀝青混合料的離析與溫度不均勻性

避免施工所使用的材料的變異性大、礦料來源雜、質(zhì)量不穩(wěn)定等易造成集料離析的因素，使級(jí)配保持相對(duì)穩(wěn)定，符合配合比設(shè)計(jì)的要求；加強(qiáng)集料生產(chǎn)管理，仔細(xì)清除料場覆蓋層；拌和廠應(yīng)將集料堆放在硬化的地面上，細(xì)集料要加蓋棚蓋；運(yùn)料車每次卸料都要移動(dòng)位置，上面加蓋氈布，途中不得休息或停留；控制攤鋪機(jī)攤鋪寬度，一般不超過8m；加強(qiáng)壓實(shí)，由幾臺(tái)壓路機(jī)均勻壓實(shí)；控制礦料含水量的差異和加熱溫度；控制干拌與濕拌時(shí)間，確?；旌狭习韬途鶆颍瑢?duì)運(yùn)料車采取保濕防水措施，避免表面混合料濕度過低。

4.4 及時(shí)做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格進(jìn)行交通管理

及時(shí)采用稀漿封層、微表處、灌縫、局部挖補(bǔ)等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，預(yù)防和處治小型水損壞；對(duì)于水損壞嚴(yán)重的路段，或水損壞已危及路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與承載力時(shí)，或路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)的積水無法排除時(shí)，必須進(jìn)行路面大修，將水損壞部位挖除，進(jìn)行系統(tǒng)的防排水設(shè)計(jì)。另外，加強(qiáng)超限運(yùn)輸治理，限制重載車輛通行，進(jìn)行合理的交通組織，也是減少行車荷載對(duì)路面水損壞影響的重要措施。

5 結(jié)束語

防治公路水損害一定要依靠科學(xué)進(jìn)步，要不斷以新的科學(xué)技術(shù)成果、新的科學(xué)技術(shù)知識(shí)進(jìn)行工程實(shí)踐；為保持瀝青混凝土路面穩(wěn)定和良好的使用性能，其排水設(shè)計(jì)系統(tǒng)和完善不可忽視，特別是對(duì)路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)排水設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)者和施工單位的高度重視，以確保公路穩(wěn)定、安全、舒適、高效的運(yùn)行。

[1]高建平.瀝青混凝土路面早期損害及防治的探討[J].山西建筑,2006,32(16):21-22.

[2]楊志剛，淺談瀝青路面早期破壞的原因及防治措施[J].山西建筑,2006,32(14):30-31.