摘要:本文論述了瀝青路面混凝土的破壞形式之一的水損害的原因,并對(duì)瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的不足之處提出探討。
關(guān)鍵詞:瀝青路面;水損害
1#8195;概述
從20世紀(jì)60年代以來,大多數(shù)與瀝青路面有關(guān)的課題集中在車轍、低溫開裂和疲勞開裂這三大瀝青混凝土破壞形式上。近年來,另外兩種混凝土壞形式 —水損害和反射裂縫也逐漸引起人們的注意。
通常水損害產(chǎn)生的原因有下列幾種:路面排水系統(tǒng)不健全;路面壓實(shí)度不足;路面離析;其他如集料表面粉塵太多等。該公路瀝青路面上面層級(jí)要采用AC—16B型,其級(jí)配比部頒規(guī)范中AC—16I型粗,上面層空隙率大,易滲水。而原路面沒有設(shè)計(jì)排水結(jié)構(gòu)層,只是希望在上面層和中面層之間排水,同時(shí)在路肩上設(shè)置了碎石盲溝,通過碎石盲溝將上、中面層間的水排出。事實(shí)上,由面層滲入的水,無法從碎石盲溝排出,長(zhǎng)期滯留在路面中或通過中、下面層空隙以及裂縫滲入中、下面層。在車輪荷載作用下,部分路面水變成有壓水,特別在夏季,溫水加劇了集料上瀝青膜的剝離,造成路面松散脫落。
壓實(shí)度不足是早期水損害最普遍的原因。探討表明,熱拌瀝青混合料4%~5%的空隙率可認(rèn)為是不透水的,也就是說與水損害無關(guān)。大多數(shù)瀝青混合料設(shè)計(jì)空隙率為3%~5%,當(dāng)施工完畢,大多數(shù)要求達(dá)到92%的最大理論密度,即空隙率為8%,二三年后,可以認(rèn)為是達(dá)到了設(shè)計(jì)空隙率。路面沒有壓好,空隙率高于8%,就易滲水,引起路面松散。探討表明:空隙率在8%—12%之間的路面是水損害最容易發(fā)生的區(qū)域,小于8%水不容易進(jìn)去,而大于12%水很容易流走,但必須要設(shè)置排水的結(jié)構(gòu)層。該路路面壓實(shí)度按馬歇爾密度控制,所檢驗(yàn)的若干試驗(yàn)段的數(shù)據(jù)如表1所示。從這些數(shù)據(jù)可看出,壓實(shí)度普遍不足,這是由于按馬歇爾密度控制路面壓實(shí)度所造成的。
從表1中可以看出,1段路面壓實(shí)度盡管均滿足交通部標(biāo)準(zhǔn)96%,無一不合格,但如果用最大理論密度92%去衡量,有67%的密度不合格;若要用了大理論密度93%去衡量,則100%不合格。
表1中2標(biāo)第三試鋪段也表明,96%的馬歇爾密度無一不合格。若用92%的最大理論密度作標(biāo)準(zhǔn),仍有20%的路段密度不合格;如用93%的最大理論密度作標(biāo)準(zhǔn),則有80%的路段不合格。
除上述原因外,我們?cè)凇澳彻窞r青和瀝青混合料路用性能評(píng)估”課題探討中發(fā)現(xiàn),該路瀝青混合料的水敏感性指標(biāo),雖完全滿足我國(guó)瀝青路面施工規(guī)范JTJ032關(guān)于水損害技術(shù)指標(biāo),但滿足不了美國(guó)SuPerPave規(guī)范的要求,仍不能防止水損害的混凝土壞?,F(xiàn)將探討的主要內(nèi)容介紹如下,望能引起關(guān)注。
2#8195;關(guān)于瀝青混合料水損害的技術(shù)指標(biāo)
我國(guó)瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)不足以防止水損害。該路在施工時(shí),嚴(yán)格按照交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝表路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ032)執(zhí)行,即第一按水煮法試驗(yàn)所有的集料與瀝青的粘附性都大于4級(jí);第二按馬歇爾試驗(yàn)所有的瀝青混合料殘留穩(wěn)定度的指標(biāo),與路面水損害并沒有建立起很好的關(guān)系。對(duì)于集料與瀝青的粘附性指標(biāo)來說,這個(gè)指標(biāo)存在著三個(gè)致命的缺陷:
(1)是否有不同粘附性等級(jí)與路面水損害關(guān)系的長(zhǎng)期性能觀測(cè)資料,這些資料是否已表明粘附性大于或等于4級(jí)就不會(huì)產(chǎn)生水損害。事實(shí)上這種關(guān)系沒有建立。
(2)粘附性等級(jí)用水煮法試驗(yàn)評(píng)價(jià)。水煮法試驗(yàn)結(jié)果受主觀因素影響太大,省公路指揮部曾請(qǐng)兩家較為權(quán)威的單位測(cè)試玄武巖,結(jié)果是一個(gè)3級(jí),一個(gè)5級(jí),充分說明這種試驗(yàn)結(jié)果作為規(guī)范技術(shù)指標(biāo)是不科學(xué)的。
(3)水煮法只使用9.5~13.2集料,事實(shí)上部分細(xì)集料為砂,與瀝青粘附性較差,但并未評(píng)價(jià)。
再拿瀝青混合料或留浸水馬歇爾穩(wěn)定度技術(shù)指標(biāo)來說,也存在著致命的弱點(diǎn)。75次馬歇爾擊實(shí)儀雙面擊實(shí),試件空隙率已達(dá)到設(shè)計(jì)空隙率為3%~5%,水很難浸入,也更難浸入瀝青膜與集料之間,沒有足夠的水,談何水損害?如果要用殘留馬歇爾穩(wěn)定度技術(shù)指標(biāo),也得讓空隙率接近現(xiàn)場(chǎng)空隙率,也就是訂L試件空隙率應(yīng)在6%~8%之間。
最近,在“公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范”(JTJ014-97)中已增加了使用簡(jiǎn)化的洛特曼試驗(yàn)方法作為瀝青混合料水穩(wěn)定性指標(biāo)。
水損害主要是發(fā)生在我國(guó)南方多雨潮濕地區(qū)。而冬季氣溫低于-21.5CC的北方,降雨量較少,水損害不應(yīng)是一個(gè)嚴(yán)重問題,倒是南方多雨潮濕再加上冰凍的地區(qū),十分需要一個(gè)更能反映混合料水損害特性的技術(shù)指標(biāo),這個(gè)指標(biāo)就是用AASHTOT283試驗(yàn)的結(jié)果——間接抗拉強(qiáng)度比來表征。
3#8195;結(jié)論
(1)瀝青混合料和瀝青路面施工質(zhì)量及一些外部因素可能會(huì)導(dǎo)致瀝青路面剝落,這些因素主要是:路面排水系統(tǒng)不健全、路面壓實(shí)度不足、路面離析以及集料表面粉塵太多等。
(2)現(xiàn)行瀝路面施工技術(shù)規(guī)范關(guān)于損害的三個(gè)指標(biāo),即粘附性大于4級(jí)強(qiáng)度、浸水馬歇爾穩(wěn)定度大于80%以及簡(jiǎn)化洛特曼法間接抗拉強(qiáng)度比TSR≥70%,存在一些缺陷,還控制不了水損害。
(3)AASHTOT283利用空隙率為7%的試件來進(jìn)行試驗(yàn),模擬剛施工的路面空隙率,更為科學(xué)合理,真空飽水條件更為嚴(yán)密,加上凍融循環(huán),適合作為南方多雨有冰凍地區(qū)抗水損害的指標(biāo)。
(4)添加抗剝落劑能改善和提高瀝青混合料抗水損害能力,但抗剝落劑(液體和石添加劑)對(duì)集料和瀝青有選擇性。因此,不能輕易得出某種抗剝落劑不好或是劣質(zhì)產(chǎn)品的結(jié)論,應(yīng)通過周密的試驗(yàn)設(shè)計(jì)來進(jìn)行篩選。石灰是一種很有效的抗剝落劑,但使用較困難。
(5)即使通過了AASHTOT283的TSR≥80%的要求,也只表明這種混合料不損害,潛在的危險(xiǎn)較小,還要有健全的排水系統(tǒng)和通過良好的壓實(shí)等其他措施來保證。