王高峰 馬平均

（許昌市騰飛市政工程集團(tuán)有限公司，河南 許昌 461000）

瀝青混凝士路面的水損害，一方面是瀝青混凝土路面在水或凍融循環(huán)的條件下，由于汽車車輪動(dòng)態(tài)荷載的作用，進(jìn)入路面空隙中的水不斷產(chǎn)生動(dòng)水壓力或真空負(fù)壓抽吸的反復(fù)循環(huán)作用，水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，使瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘結(jié)力，瀝青膜從集料表面脫落(剝離)瀝青混合料出現(xiàn)掉粒、松散，繼而形成瀝青混凝土路面的坑槽、松散等損壞現(xiàn)象；另一方面是瀝青混合料自身抗水損壞能力的好壞，它主要取決于礦料的性質(zhì)，瀝青與礦料之間相互作用的性質(zhì)，瀝青混合料的空隙率及瀝青膜的厚度等。本文擬就常用的浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂試驗(yàn)與目前世界上最嚴(yán)格、最有效的AASHTOT283 試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行比較分析，以條件與非條件的穩(wěn)定度或劈裂抗拉強(qiáng)度的比值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分析以上3種試驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)及影響它們有效性的關(guān)鍵因素。

1 瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)

根據(jù)現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程制作標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，上面層和中面層各兩組，放置24h 后，用表干法測(cè)定試件的空隙率，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)試件和浸水試件的穩(wěn)定度和流值，并計(jì)算強(qiáng)度比。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，采用浸水馬歇爾試驗(yàn)測(cè)定的殘留穩(wěn)定度偏高。不能較好反映實(shí)際瀝青混凝土路早期水損害情況，用其殘留穩(wěn)定度作為指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的水穩(wěn)定性與實(shí)際工程狀況相差較大且評(píng)價(jià)指標(biāo)的區(qū)分度不夠。主要有以下幾方面原因。

1.1 從瀝青混合料的強(qiáng)度理論來(lái)分析。馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)中，試件只受到徑向的壓力作用，而試件承受這部分壓力主要是礦料的嵌擠力和內(nèi)摩阻力，沒(méi)有充分反映瀝青混合料中粘結(jié)力的作用，而粘結(jié)力強(qiáng)弱恰恰是影響水損的主要原因之一；所以用殘留穩(wěn)定度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，與工程實(shí)際不符，其有效性不夠。

1.2 從模擬路面野外現(xiàn)場(chǎng)條件來(lái)看。一方面，室內(nèi)成型的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件的空隙率比實(shí)際路面早期空隙率要小的多，特別是閉口孔隙的存在，水分不能充分浸入到試件的孔隙中，也就不能造成對(duì)瀝青膜的侵害作用，而且沒(méi)有模擬凍融對(duì)瀝青膜的反復(fù)侵害作用；另一方面，試件只是浸在靜水中，不能反映在車輪荷載條件下，動(dòng)水壓力和真空負(fù)壓抽吸對(duì)瀝青膜產(chǎn)生的機(jī)械沖刷及反復(fù)吸壓作用，而水壓的作用又是造成瀝青混合料水損的一個(gè)重要原因。

1.3 從試件成型的方法來(lái)分析，根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件成型方法，無(wú)法控制空隙率。在擊實(shí)的過(guò)程中還容易將某些礦料顆粒擊碎，改變了混合料的級(jí)配及瀝青溢出造成試件表面空隙率減小。所以，擊實(shí)成型方法直接影響到體積指標(biāo)的有效性。

2 瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)

根據(jù)現(xiàn)行試驗(yàn)試驗(yàn)規(guī)程中制作標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，上面層和中面層各2 組，放置24h后，用表干法測(cè)定試件的空隙率，試件在凍融、劈裂的條件下，試件的劈裂抗拉強(qiáng)度比比浸水馬歇爾試驗(yàn)的殘留穩(wěn)定度降低了。從試驗(yàn)的過(guò)程來(lái)看，該試驗(yàn)有其明顯的優(yōu)點(diǎn)。

2.1 在劈裂的條件下試件內(nèi)部呈受拉狀態(tài)，試件的破壞主要是由于內(nèi)部的粘結(jié)力不足以抵抗外荷載的作用而逐漸造成的，而粘結(jié)力又是影響水穩(wěn)定性的主要因素之一。因此，該試驗(yàn)方法為研究瀝青混合料的水損創(chuàng)造了有利的機(jī)理?xiàng)l件。

2.2 在真空飽水的條件下，水分能夠比較容易進(jìn)入到試件的空隙中。一方面，能使水分較易浸入到瀝青和集料的界面，最終導(dǎo)致瀝青的粘附性降低并逐漸喪失粘結(jié)力；另一方面，水分對(duì)瀝青起到乳化作用，造成瀝青混合料的強(qiáng)度降低。

2.3 凍融劈裂試驗(yàn)還有其明顯的不足之處，使得瀝青混合料的強(qiáng)度比還是偏高，主要有以下幾個(gè)方面的原因。

A、瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)可以看出，根據(jù)現(xiàn)行試件成型方法(雙面各擊實(shí)50 次)成型的試件，空隙率還是小。有資料表明，對(duì)低空隙率的試件凍融有可能低估混合料的抗水損害性能，即使在真空飽水的條件下，飽水率還是較小，不能充分體現(xiàn)水分對(duì)瀝青混合料的侵害作用。

B、從模擬現(xiàn)場(chǎng)條件來(lái)看，既沒(méi)有解決由于交通荷載作用下動(dòng)水壓力和真空負(fù)壓抽吸對(duì)水損的影響，又沒(méi)能模擬現(xiàn)場(chǎng)路面成型時(shí)揉搓壓實(shí)情況，而且擊實(shí)法成型試件，不能模擬實(shí)際路面的空隙結(jié)構(gòu)(不是僅指空隙率)。

3 SHTOT283 瀝青混合料抗水損試驗(yàn)

根據(jù)AASHTOT283 試驗(yàn)規(guī)程制作標(biāo)準(zhǔn)試件2 組進(jìn)行劈裂試驗(yàn)測(cè)定劈裂抗拉強(qiáng)度，計(jì)算破壞強(qiáng)度比TSR.試驗(yàn)結(jié)果表明，試件的劈裂抗拉強(qiáng)度和其強(qiáng)度比都明顯低于前2種試驗(yàn)方法，有的剛達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這也說(shuō)明了為什么用傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法測(cè)定的強(qiáng)度比較容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而實(shí)際工程中卻出現(xiàn)瀝青混凝土路面早損的尷尬局面。這與該試驗(yàn)的有效性是分不開的，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1 該試驗(yàn)將拌和均勻的瀝青混臺(tái)料放在60℃，通風(fēng)的烘箱中養(yǎng)生16h，使瀝青中的輕質(zhì)油分揮發(fā)一部分，瀝青膜變脆變硬，針入度變小，粘附性降低，較好地模擬了施工過(guò)程中的短期老化，這些都直接影響了瀝青混合料的水穩(wěn)定性。

3.2 采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型試件，旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀和揉搓成型能較好地模擬路面壓路機(jī)碾壓的成型機(jī)理，尤其是比較接近路面的實(shí)際空隙結(jié)構(gòu)，防止試件表面空隙率減小。這一方面模擬了實(shí)際路面成型時(shí)的壓實(shí)方式，使試件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和空隙盡量接近實(shí)際路面的狀況；另一方面又能很好模擬瀝青混凝士路面早期真實(shí)的空隙率，使試驗(yàn)較準(zhǔn)確地反映路面早期的水損情況。

3.3 試件飽水的條件下凍融次數(shù)增多，也加強(qiáng)了水分對(duì)瀝青的乳化作用。將水損害的影響集中、強(qiáng)烈化了，在較短的時(shí)間內(nèi)能夠模擬路面遭受較長(zhǎng)時(shí)間的影響。

但是，從實(shí)驗(yàn)的過(guò)程來(lái)看，AASHTOT283瀝青混合料抗水損試驗(yàn)也沒(méi)能模擬交通荷載作用下水壓力和真空負(fù)壓抽吸對(duì)瀝青混合料水穩(wěn)性的影響，這是需要進(jìn)一步完善的地方。

4 結(jié)語(yǔ)

浸水馬歇爾試驗(yàn)雖然操作簡(jiǎn)單，但由于試驗(yàn)時(shí)試件呈徑向受壓狀態(tài)，主要由試件內(nèi)部的嵌擠力和內(nèi)摩阻力承受外荷載，沒(méi)有反映和瀝青混合料水損害有關(guān)的粘結(jié)力的作用；試件的成型方法、空隙率及水壓作用不能很好的模擬野外現(xiàn)場(chǎng)水損條件；評(píng)價(jià)指標(biāo)的區(qū)分度和有效性不足，不宜作為水損害的有效評(píng)價(jià)方法。凍融劈裂試驗(yàn)在劈裂條件下，試件內(nèi)部呈受拉狀態(tài)，反映了和瀝青混合料水損害有關(guān)的粘結(jié)力的作用；在真空飽水和凍融條件下，使瀝青膜受到一定的乳化和溫度脹縮作用，模擬了水對(duì)瀝青膜的侵害作用及野外現(xiàn)場(chǎng)溫度變化對(duì)瀝青混合料強(qiáng)度的影響。但由于試件的空隙率還是偏小，飽水不夠，室內(nèi)試驗(yàn)與野外現(xiàn)場(chǎng)使用結(jié)果缺乏良好的相關(guān)性。AASHTOT283 瀝青混合料抗水損試驗(yàn)?zāi)鼙容^真實(shí)的模擬瀝青混凝土路面施工過(guò)程中的短期老化、路面的碾壓、揉搓成型以及瀝青混凝土路面早期的空隙率；在多次凍融的條件下，比較好的反映了溫度脹縮作用和瀝青乳化對(duì)瀝青混合料水損的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果同路面使用質(zhì)量有較好的相關(guān)性，是目前最嚴(yán)格、最有效地評(píng)價(jià)方法。通過(guò)上述比較、分析可以看出，我國(guó)目前使用的瀝青混合料水穩(wěn)定評(píng)價(jià)方法與工程實(shí)際的相關(guān)性還需要進(jìn)一步完善，各使用單位宜結(jié)合實(shí)際工程條件酌情進(jìn)行選用。

[1]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京；人民交通出版社

[2]趙小利、吳震、黃曉明瀝青混合料水穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn)研究[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2001.(3)