郝智明 （安徽省新路建設(shè)工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，安徽 阜陽 236000）

0 前 言

瀝青混合料路面滲水系數(shù)是路面質(zhì)量控制檢測重要指標(biāo)之一，路面滲水對路面結(jié)構(gòu)的使用壽命、安全性能有重要影響。滲水透過路面結(jié)構(gòu)層進(jìn)入路基，破壞路基穩(wěn)定性，加快路面剪切破壞，使路面過早出現(xiàn)沉降、坍塌、唧漿、松散、脫粒、空洞等病害現(xiàn)象。如何在科學(xué)設(shè)計基礎(chǔ)上選擇好路面材料，合理設(shè)計礦料級配及施工配合比，通過對施工過程嚴(yán)格控制，保證施工質(zhì)量，降低路面滲水性，對防止路面因滲水作用出現(xiàn)的各類病害，提高道路使用壽命具有重要意義。

1 路面滲水影響因素及分析

1.1 空隙率

瀝青混合料路面空隙率是路面滲水的重要影響因素，空隙率大小對路面實測滲水系數(shù)影響明顯，多個項目試驗結(jié)果表明，按密級配設(shè)計的瀝青混合料路面，空隙率在5.0%以內(nèi)，路面滲水較小或幾乎不滲水；空隙率大于8.0%，路面滲水系數(shù)明顯增大，甚至達(dá)到設(shè)計滲水系數(shù)允許值的多倍。因此，空隙率8.0%是滲水系數(shù)突增的臨界值，作為施工控制的重要參考依據(jù)。

下面一組數(shù)據(jù)是S328線某段瀝青混合料路面施工過程中實測的空隙率及滲水系數(shù)（見表1實測數(shù)據(jù)），可以看出空隙率的變化對路面滲水的較大影響。該項目路面結(jié)構(gòu)設(shè)計為上、下兩層，下面層為8cm厚AC-25粗類式密級配普通瀝青混凝土，上面層為4cm厚AC-13細(xì)粒式密級配普通瀝青混凝土，路面基層為20cm半剛性水泥穩(wěn)定粒料。路面攤鋪時間為2014年7月份，平均氣溫20℃以上。碾壓工藝為：初壓采用12t雙鋼輪振動壓路機(jī)碾壓2遍，前行靜壓1遍，后退振壓1遍；復(fù)壓采用30t膠輪壓路機(jī)碾壓5遍；終壓采用21t雙鋼輪壓路機(jī)收光碾壓2遍。

測點距路中間分隔帶緣石邊緣1.5m處。分析表1數(shù)據(jù)可以看出，壓實度98.3%時，芯樣空隙率3.6%，接近設(shè)計空隙率3%～6%的下限值，滲水系數(shù)16ml/min，基本上為不滲水；壓實度97.8%時，芯樣空隙率5.6%，接近設(shè)計空隙率3%～6%的上限值，滲水系數(shù)97ml/min，較空隙率3.6%時明顯增加；壓實度95.2%時，芯樣空隙率8.4%，滲水系數(shù)475ml/min，已大大超出《公路質(zhì)量檢驗與評定標(biāo)準(zhǔn)》要求的300ml/min值。試驗采取不同壓實遍數(shù)得到不同的壓實度，明顯看出壓實度降低，空隙率增大，路面滲水系數(shù)大幅度增加。實際施工中因材料離散、溫度變化及碾壓時間間隔影響、工藝操作的細(xì)微差異等，使同一路段、同樣的施工工藝，實測數(shù)據(jù)出現(xiàn)一定幅度差異屬正常現(xiàn)象，不影響對象的定性分析結(jié)果。

表1

表2

滲入到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分，一部分在重力作用下順路面坡度側(cè)滲流向路邊溝（或盲溝）排除，一部分下滲進(jìn)入路面下層，進(jìn)而穿過基層滲入進(jìn)路基，破壞路基穩(wěn)定性，降低路面結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，對道路工程的壽命產(chǎn)生較大影響。因此，下滲水才是造成路面水毀的主要因素。

1.2 壓實度

壓實度是瀝青混合料路面質(zhì)量評定的重要指標(biāo)，路面混合料的空隙率與壓實度有直接關(guān)系。相同的材料組成、混合料配合比及施工工藝，壓實度愈大，空隙率愈小；反之，空隙率愈大。提高路面壓實度，達(dá)到或高于施工技術(shù)規(guī)范要求，是降低路面空隙率，減小路面滲水的重要因措施。

《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》對瀝青混合料路面壓實標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格要求，具體見表2。

表3

近幾年來，有關(guān)高校、科研機(jī)構(gòu)及道路施工企業(yè)對路面混合料壓實度、空隙率、路面滲水系數(shù)的相互影響關(guān)系進(jìn)行深入的研究。實驗表明，對于密級配瀝青混凝土，當(dāng)壓實度達(dá)到94%時，現(xiàn)場芯樣空隙率約為8%～11%；當(dāng)壓實度達(dá)到98%時，現(xiàn)場芯樣空隙率約為5%～8%。依據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD50-2006）要求，密級配瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)空隙率規(guī)定3%～6%，現(xiàn)場芯樣空隙率計算值參照如下公式。

現(xiàn)場芯樣空隙率：VV'=K×VV＋(1－K)×100

式中：K——現(xiàn)場壓實度

VV——標(biāo)準(zhǔn)密度馬歇爾試件空隙率（密級配瀝青混合料規(guī)定為3%～6%）

計算現(xiàn)場芯樣空隙率與壓實度的相關(guān)數(shù)據(jù)見表3。

若室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)密度馬歇爾試件空隙率為6%時，現(xiàn)場實測壓實度97%，芯樣空隙率達(dá)8.80%，超滲水系數(shù)突增時8%的臨界值。同樣條件下，芯樣空隙率控制在8%以內(nèi)，壓實度須達(dá)到97.9%以上，這對現(xiàn)場壓實工藝、壓實溫度控制及壓實設(shè)備組合有較嚴(yán)格的要求。

1.3 礦料級配及公稱最大粒徑

在瀝青混合料中，礦料級配與公稱最大粒徑的大小與路面結(jié)構(gòu)滲水系數(shù)有較大相關(guān)性。礦料級配對瀝青路面滲水性的影響，主要是不同礦料級配組合配制的瀝青混合料表觀密度有差別，鋪筑時同樣的外部條件和施工工藝，空隙率不同，實測滲水系數(shù)有明顯差別。施工中應(yīng)根據(jù)本地材料情況，按規(guī)范或設(shè)計要求調(diào)整。細(xì)型密級配（AC-F型）礦料級配曲線較規(guī)范要求的中值線偏上，總的混合料偏細(xì)；粗型密級配（AC-C型）礦料級配曲線較規(guī)范要求的中值線偏下，總的混合料偏粗；最佳級配組合應(yīng)經(jīng)過多次試驗確定。同時，在配合比設(shè)計中要特別注意4.75mm和2.36mm兩個關(guān)鍵篩孔的通過率，關(guān)鍵篩孔段應(yīng)與級配中值線相吻合，使礦料級配曲線成大小S曲線形狀。

礦料級配最大公稱粒徑對路面滲水性有一定影響，最大公稱粒徑越大路面滲水系數(shù)越大。主要原因一是大粒徑礦料在路面碾壓過程中起到一定的“支撐”作用，影響路面最終壓實效果，空隙率較大；二是較大粒徑礦料單位體積有較小的比表面積，混合料中瀝青用量少，有較大的空隙率，滲水性也較強(qiáng)。

1.4 組成材料因素影響

1.4.1 礦粉

礦粉摻量影響瀝青混合料路面滲水性，對間斷級配密實性瀝青混合料及有著最大公稱粒徑較大的混合料影響更明顯。實際施工中密級配混合料礦粉摻量3%～8%，對于骨架密實結(jié)構(gòu)的瀝青混合料，礦粉摻量不宜低于5%，以保證混合料密實度，提高瀝青與礦料粘附性及路面低溫穩(wěn)定性能。

1.4.2 瀝青

相同條件下瀝青性質(zhì)對瀝青混合料路面滲水性有一定影響，采用針入度小的改性瀝青混合料較基質(zhì)瀝青混合料具有更好的抗?jié)B水性。一方面改性瀝青具有良好的力學(xué)性能，有較強(qiáng)的抵抗行車荷載作用下因水分滲入在瀝青混合料結(jié)構(gòu)層中產(chǎn)生的動水壓力，避免封閉空隙破壞形成更多的連通空隙，減少路表面水的滲入；另一方面，改性瀝青良好的抗低溫性能、大流量重荷載車輛作用下的抗疲勞性能，使路面結(jié)構(gòu)表面不易出現(xiàn)裂紋，有效阻止使用過程中水的滲入，提高路面使用壽命。

2 施工控制措施

熟悉瀝青混合料路面滲水發(fā)生機(jī)理及影響因素，在符合項目設(shè)計要求條件下，進(jìn)行路面施工過程中的人員、設(shè)備科學(xué)組織與管理，創(chuàng)新施工工藝，加強(qiáng)對目標(biāo)實現(xiàn)過程控制，優(yōu)選材料，科學(xué)合理進(jìn)行礦料配比設(shè)計，提高路面壓實度，減小瀝青混合料空隙率，是控制路面滲水的關(guān)鍵。近幾年來，安徽省新路集團(tuán)工程有限責(zé)任公司完成多項地方或省級高等級瀝青混合料路面結(jié)構(gòu)重點工程項目，施工過程中注重對新工藝、新方法的應(yīng)用與創(chuàng)新，對路面滲水及其影響因素進(jìn)行有針對性的研究和分析，總結(jié)如下幾方面。

原材料質(zhì)量指標(biāo)須符合設(shè)計或施工技術(shù)規(guī)范要求，混合料施工配合比使用前要反復(fù)多次地進(jìn)行比對試驗，選用各項技術(shù)指標(biāo)綜合最優(yōu)的配合比組合。

在半剛性路面基層上采用乳化瀝青進(jìn)行透層施工時，要求乳化瀝青具有較好的滲透性能，現(xiàn)場實測滲透深度不小于6.0mm。對面層下加鋪土工織物或面層采用改性瀝青混合料的路面結(jié)構(gòu)，透層油宜采用改性乳化瀝青，以改善基層與面層混合料粘結(jié)性，提高基層表面的抗?jié)B水能力。

加強(qiáng)對瀝青混合料攤鋪施工工藝控制，確保壓實度和路面整體的壓實質(zhì)量。壓實度是重要的控制參數(shù)，只有壓實度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求，才能保證路面混合料有較小的空隙率，滲水系數(shù)也較小。施工過程中要把控好以下幾方面：①混合料攤鋪溫度控制，根據(jù)現(xiàn)場氣溫、基層表面溫度、攤鋪時天氣情況及運距和運輸方式等，合理調(diào)整混合料出廠溫度，控制攤鋪和碾壓溫度，碾壓溫度太低，影響攤鋪和碾壓效果，難以達(dá)到理想的壓實度；②在試驗段施工時，做好各項基礎(chǔ)性試驗，掌握施工工藝各參數(shù)控制，用以指導(dǎo)施工；③改進(jìn)碾壓工藝，由傳統(tǒng)鋼輪壓路機(jī)的振動碾壓組合改為雙鋼輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)的組合碾壓工藝，充分發(fā)揮膠輪壓路機(jī)在復(fù)壓階段的揉搓碾壓作用。初壓和終壓均采用雙鋼輪壓路機(jī)完成，該方法可使路面表面粒料棱角免受鋼輪振動碾壓破壞，膠輪的“揉搓”作用促使混合料粒料不斷錯動密合，壓實效率高，技術(shù)性能穩(wěn)定。主要施工工藝為：①混合料攤鋪后及時用15t輕型雙鋼輪振動壓路機(jī)進(jìn)行初壓，初壓共2遍，第一遍靜壓，緊跟攤鋪機(jī)完成；第二遍采用振動碾壓（振幅0.35mm、頻率50Hz），碾壓工藝符合施工技術(shù)規(guī)范要求；②初壓完成后，即用30t膠輪壓路機(jī)復(fù)壓，復(fù)壓5～6遍，達(dá)到或超過設(shè)計壓實度，復(fù)壓時膠輪壓路機(jī)的行進(jìn)速度為4m/min～4.5m/min，碾壓工藝滿足施工技術(shù)規(guī)范要求；③終壓采用21t雙鋼輪壓路機(jī)靜壓完成，行進(jìn)速度3m/min～4m/min，碾壓不少于2遍，至無明顯輪跡時止，碾壓工藝滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。以上攤鋪和碾壓工序應(yīng)緊揍，整個過程要一氣呵成，工序間不出現(xiàn)較長的時間間隔。

加強(qiáng)對綠化帶邊緣近處、中間分隔帶路緣石及構(gòu)造物附近路面的施工控制，碾壓過程中應(yīng)設(shè)專人指揮協(xié)調(diào)，選定技術(shù)嫻熟的機(jī)械操作人員進(jìn)行碾壓作業(yè)，做到碾壓及時不遺漏，保證路面整體碾壓質(zhì)量。

對路緣石、窨井口及與路面銜接處構(gòu)造物混凝土表面，混合料攤鋪前應(yīng)噴灑或刷涂粘層油，使路面混合料與構(gòu)造物混凝土表面密合，提高貼合面的抗?jié)B水能力，防止水的滲入。

3 結(jié) 語

瀝青混合料路面的滲水會降低路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，縮短路面使用壽命，大量水分滲入到路面基層和路基，破壞路基穩(wěn)定性，水毀是多種道路病害的根源。我國幅員遼闊，南北氣候和降雨量差別較大，地質(zhì)和土質(zhì)情況也明顯不同，各地對道路工程的建設(shè)總是基于本地實際情況，本著經(jīng)濟(jì)、適用、安全、便捷的原則，就地或就近取材，施工工藝也應(yīng)做到因地制宜。項目實施前要了解當(dāng)?shù)氐缆饭こ趟畾闆r，依據(jù)設(shè)計要求，科學(xué)合理選擇材料，優(yōu)化混合料配合比設(shè)計，加強(qiáng)對影響路面滲水各因素把控和施工過程工藝控制，對提高路面混合料壓實度、降低空隙率、保證路面實測滲水系數(shù)、滿足質(zhì)量控制目標(biāo)要求具有實際指導(dǎo)意義。

[1]JTGF40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]JTGF80/1-2004，公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:人民交通出版社,2004.

[3]宋應(yīng)發(fā).影響瀝青路面滲水的因素分析[J].公路交通科技,2004.

[4]王薇等.瀝青路面滲水性的影響因素研究[D].天津:河北工業(yè)大學(xué),2011.

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