【摘要】瀝青路面水損害現(xiàn)象主要是指在瀝青路面下有孔隙水存在,通常長期的交通荷載及溫濕脹縮作用,路基內存在的孔隙水逐漸形成動水壓力或真空負壓抽吸的循環(huán)作用,促使瀝青和集料中逐漸由水分侵入,從而導致集料表面的瀝青膜剝落、逐漸使得瀝青混合料內部的粘結力喪失,降低了路面結構的使用性能。通過病害的加劇逐漸形成各類形變出現(xiàn),最終導致路面中其他損壞現(xiàn)象發(fā)生。
【關鍵詞】市政道路;瀝青路面;水損害
一、水損害現(xiàn)象的類型及作用機理
現(xiàn)階段,瀝青混凝土路面出現(xiàn)的早期病害中最常見的則是水損害,且具有較大的破壞力。其破壞形式主要包括:坑洞、網(wǎng)裂、轍槽、唧漿等。
1.網(wǎng)裂
在瀝青混凝土的空隙中自由水會逐漸浸入并出現(xiàn)滯留,由于水通過滲透會在表面層的下部或下層的交界面上滯留,所以瀝青剝落會從地面逐漸向上進行蔓延。一旦層下部存在的較大碎石出現(xiàn)瀝青剝落后,下部瀝青混凝土的強度則會喪失,通過行車荷載的作用,面層則會有形變和網(wǎng)裂產生。
2.坑洞
當表面層和中面層抽存在較大的孔隙率,且處于半開級配瀝青混凝土,且底面層存在較小的孔隙率時,通過降水,自由水輕易向表面層和中面層內進行滲入并滯留。當表面層屬于半開級配、中面層為密實型瀝青混凝土時,通過降水,自由水滲入表面層后的較長時間會通過中面層的薄弱位置向中面層進行滲透,并在表面層和中面層內進行滯留,通過大量車輛荷載的影響,導致兩層內的瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青出現(xiàn)剝落,從而產生網(wǎng)裂、形變及向外推擠,甚至坑洞現(xiàn)象。
3.唧漿
當路面出現(xiàn)早期損害時路面混合料則會有松散出現(xiàn),水會輕易通過里程和路基進行滲入,從而降低了路基的強度。當降水出現(xiàn)后,由于瀝青面層混合料存在較大的孔隙率,水分則會向基層表面滲透。若下封層存在較差的施工質量時,基層很容易出現(xiàn)裂縫附近的脫空現(xiàn)象,此時若存在較差的下面層施工質量時,通過動水壓力的反復作用,致使路面的抗疲勞性能降低,通過測量的反復荷載,形成疲勞破壞。
4.轍槽
通過行車荷載的作用,在面層下滯留的水會對碎石表面裹覆的瀝青膜造成影響,使其出現(xiàn)脫落,逐漸喪失了瀝青混凝土的強度,最終達到完全松散。通過行車輪跡的作用,瀝青混凝土松散的部位會向兩側進行擠出,導致輪跡帶出現(xiàn)下陷,同時形成兩側鼓起,導致嚴重的轍槽出現(xiàn)。
二、瀝青路面水損害的原因
瀝青路面水損害是在瀝青路面中存在水分的作用下,通過交通荷載及溫度脹縮的反復作用,一方面水分向瀝青及集料的界面中逐漸侵入,造成瀝青和石料界面的粘附性降低。其次,通過水分的浸泡或動水壓力的影響,集料表面存在的瀝青膜會逐漸剝落,導致集料之間的粘結力度喪失,從而出現(xiàn)路面破壞的產生。
瀝青自身的粘結力度對瀝青路面的強度造成影響。通常情況下導致瀝青路面水損害的原因主要包括兩方面:第一是粘附性不足:集料與瀝青相比,存在較大的水分吸引力,水分向瀝青和集料之間進行進入時,瀝青和接料表面會有較小的接觸角,使得粘結力度降低,從而造成瀝青薄膜剝落的現(xiàn)象發(fā)生。第二則是瀝青和集料的粘聚力降低:由于水分向路面內進行滲入,導致瀝青逐漸變軟,降低了其自身的粘度,從而減小了瀝青路面的整體強度。瀝青路面水損害的內因及先決條件導致水的形成,交通荷載作為路面損害的外部條件,通過實際工程實踐,可以看出導致瀝青路面水損害的原因主要包括以下幾方面:
1.從設計方面進行分析
(1)防排水設計。在設計過程中最為薄弱的環(huán)節(jié)之一則是未能對防排水設計進行重視;路面結構層存在排水不暢;中央分隔帶向路面體進行滲水;路表面及邊溝存在排水不暢,路面有積水存在;挖方路段路基滲水,運用堵的方式對排水進行處理,存在不當?shù)拿显O置效果。
(2)結構設計。瀝青路面存在較為單位的結構形式,未能對瀝青路面自身排水進行考慮,半剛性基層較為致密,有較差的排水性存在,使得基層排水性能指標缺乏。路面較薄,具有較大的離析影響。路面過早出現(xiàn)開裂,存在半剛性基層開裂的反射縫及溫縮裂縫形成,各層結構出現(xiàn)不當?shù)慕Y構組合。
(3)材料及配合比的設計。瀝青混合料存在不足的瀝青混合料,運用抗剝落劑未能得到實現(xiàn)。不合理的瀝青混合料礦料級配,且有較大的孔隙率存在;路面密水性差,產生混合料水穩(wěn)定性不足。
2.從施工角度進行分析,出現(xiàn)瀝青路面水損害的原因主要包括以下幾方面內容:瀝青路面存在嚴重的離析,且有較差的混合料施工性能;瀝青路面有較差的密水性;施工壓實度不足,不敢對碾壓進行放開。施工存在嚴重的污染,層間的粘結無法構成整體。
3.從養(yǎng)護角度進行分析,將中低級公路養(yǎng)護模式及養(yǎng)護習慣進行延續(xù),安排養(yǎng)護從申請計劃到批準實施,存在太長的周期。不能對封縫及灌漿進行及時應用,超載車能夠增大超動水壓力。
三、瀝青路面水損害的治理措施
現(xiàn)階段,瀝青路面水損害病害作為施工中的一項難題,具有復雜多樣的原因存在。在處理的過程中無法運用單一的技術措施進行實現(xiàn)。所以,必須對病害產生前的防治及出現(xiàn)后的治理進行控制,在各個方面運用有效的治理措施,促使病害產生的可能性得到有效的縮小。
1.運用合理的錄用材料
(1)盡可能運用與瀝青存在較好粘附性的集料。確保石屑的質量能夠與新修訂的規(guī)定要求得到滿足,對含泥量進行減小,對機制砂進行應用。選擇礦粉時應采用石灰?guī)r礦粉,禁止對酸性石料的石屑進行使用。
(2)對酸值較小的瀝青進行運用,運用改性瀝青,能夠使瀝青與集料之間的粘結進行加強。
(3)對消石灰的摻入或存在長期有效的抗剝落劑進行推廣。
2.對合理的配合比設計進行運用
(1)對新規(guī)范的配合比設計方法進行運用,停止對Ⅱ型及B型抗滑表層級配進行應用,運用粗型S型礦料級配進行使用。
(2)對設計空隙率進行嚴格控制,對空隙率的計算方法進行統(tǒng)一。
(3)在規(guī)范中對滲水系數(shù)指標進行增補。
(4)對水穩(wěn)定性檢驗指標的合格標準進行保證。
3.對路面施工質量的管理
(1)運用措施,對路面基層的質量進行加強,避免基層開裂的問題減少,采用封閉的方式對裂縫進行處理,減少因此導致的瀝青面層反射裂縫的現(xiàn)象,避免水向面層結構進行進入。
(2)對瀝青混合料施工中各環(huán)節(jié)的溫度進行控制,使其運輸、碾壓及攤鋪的要求得到滿足,進一步將面層達到平整、密實及無離析現(xiàn)象,促使其橫向排水的目的得到實現(xiàn)。
(3)避免運用強振方式,為了將由于骨料被壓碎而形成的不利影響進行避免,應運用重型輪胎壓路機實施揉搓碾壓,避免骨料壓碎現(xiàn)象得到避免,促使其密實度得到有效保證。
4.設計瀝青路面的結構形式
(1)對柔性基層或組合式基層瀝青路面結構進行運用
在對柔性基層瀝青路面進行運用后,能夠將基層水量進行減少,促使自下而上的水損害現(xiàn)象得到有效的避免。即使不能將自上而下的水損害得到避免,也會對維修養(yǎng)護帶來一定的便利。
(2)對級配碎石過濾層進行設置,使其發(fā)揮排水層的作用
在半剛性基層瀝青路面的瀝青層下對級配碎石過渡層進行設置,能夠將瀝青路面的水損害得到改善。過渡層發(fā)揮著兩個作用:第一是排水水分通過瀝青層之后進入半剛性基層前是先從級配碎石層進行通過,能夠進行橫向排走,不會對半剛性基層表面造成損傷,形成浮漿。另外則是對半剛性基層收縮開裂導致的反射裂縫進行隔斷。
(3)對半剛性基層的礦料級配及設計強度的要求進行適當調整。
5.對預防性養(yǎng)護進行加強
(1)應運用熱拌瀝青混合料或冷補材料實施及時補坑。由于修補坑槽對混合料的使用較少,因此可對一些冷補材料進行一定的儲備。及時在雨天實施修補時,該材料也不會對其造成妨礙,并能對交通實施開放。
(2)運用專業(yè)的施工機械設備實施擴縫、補縫、清縫、及灌縫施工。由于對細縫進行灌縫施工時難度較大,有時還應對縫隙進行適當擴寬。運用高要求的灌縫材料進行操作,避免通車后不會有帶走和擠出的現(xiàn)象發(fā)生。
(3)運用微表處的方式對滲水嚴重的路段進行封水?,F(xiàn)階段運用范圍最廣的封水方式則是微表處處理。
四、結語
對于瀝青混凝土路面出現(xiàn)的水損害,在多雨地區(qū)的出現(xiàn)極為嚴重。在已修建成的瀝青混凝土路面,重點對病害缺陷進行修復,使其使用功能得到滿足,進一步提升了瀝青混凝土路面的使用壽命。在新建道路施工中,應結合合理的設計方法、施工工藝及施工材料,促使路面整體的抗水損害能力得到提升,從而避免瀝青路面水損害病害的形成。
參考文獻
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