瀝青路面水損害防治措施研究

1、<p>　　瀝青路面水損害防治措施研究</p><p>　　摘要：瀝青路面發(fā)生早期破壞的情況主要為雨季出現(xiàn)的水損害，深入了解瀝青路面水損害機理， 提出相應的水損害防治措施，對于提高瀝青路面使用性能，延長路面使用壽命具有重要意義。通過了解瀝青路面水損害的型式、分析成因，總結(jié)防治瀝青路面水損害的主要措施：合理的路面組合結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的路面材料的選擇、控制施工質(zhì)量、加強道路的養(yǎng)護等。 </p>&l

2、t;p>　　Summary: Asphalt pavement water damage is the main condition in the wet-season of the early damage. So understanding the mechanism and putting forward controlling measure is important value to improve the perfor

3、mance and prolong the working-life of asphalt pavement. Through understanding the type of the water damage and anglicizing the reason, the main measures of controlling measure of asphalt pavement water damage can be summ

4、ed up: reasonable combination of pavement structure,excellent pavemen</p><p>　　關鍵詞：瀝青路面；水損害；結(jié)構(gòu)設計；施工質(zhì)量；路面養(yǎng)護 </p><p>　　Keywords: asphalt pavement, water damage, structural design, construction qua

5、lity，pavement maintenance </p><p>　　中圖分類號：U41文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　一 引言 </b></p><p>　　近年來，瀝青混凝土路面因具有強度高、平整性能好、耐久性好等優(yōu)點，廣泛應用于我國各等級公路。但是，瀝青路面發(fā)生早期破壞的情況屢見不鮮，以雨季出現(xiàn)的水損害最為常

6、見。因此，深入了解瀝青路面水損害機理，提出相應的水損害防治措施，對于提高瀝青路面使用性能，延長路面使用壽命具有重要的意義。 </p><p>　　二 瀝青路面水損害類型及成因分析 </p><p>　?。ㄒ唬?瀝青路面水損害類型 </p><p>　　水損害的位置是局部的，多發(fā)生在透水較嚴重且排水又不暢的部位，主要表現(xiàn)為以下幾種情況：路面坑洞、局部表面網(wǎng)裂和形變、唧

7、漿、松散剝落、轍槽。 </p><p>　?。ǘr青路面水損害成因分析 </p><p>　　2.1 水損害的作用機理 </p><p>　　水損害的作用機理，主要依據(jù)粘附理論。瀝青與礦料之間的粘附性取決于兩個條件:水和交通荷載。水是產(chǎn)生水損害的先決條件。瀝青混合料一旦長時間處于水的包圍中，水分很容易浸潤到瀝青與集料的界面，使集料和瀝青間的粘結(jié)力變?nèi)跎踔潦?，最終

8、導致水損害。交通荷載是產(chǎn)生水損害的重要條件。一方面在交通荷載的反復作用下，瀝青與礦料的界面上就要發(fā)生剪切作用、礦料間也要發(fā)生剪切作用，界面一旦造成剪切破壞，水分就很快浸入，使得粘結(jié)力喪失而產(chǎn)生水損害。另一方面在交通荷載的作用下，進入路面的水變?yōu)閯铀?，動水不但加速水分浸入瀝青和礦料界面，而且加速界面間的剪切破壞，使路面出現(xiàn)卿漿、松散、掉粒、坑槽等病害。因此，水損害的產(chǎn)生是在水和荷載的共同作用下，裹覆在集料表面瀝青膜的粘聚強度和勁度的損失以

9、及集料和瀝青間的粘附作用變?nèi)跏г斐傻腫1-2]。 </p><p>　　2.2 產(chǎn)生水損害的外因 </p><p>　　瀝青路面產(chǎn)生水損害的外因主要是降水量、交通量、交通組成以及行車速度。降水次數(shù)多、降水量大、延續(xù)時間長，自由水進入瀝青面層的機會就多，產(chǎn)生水損害的可能就大。自由水滲透進瀝青面層的量也越大，水損害就可能更嚴重。 </p><p>　　車輛高速通過時，

10、輪下的壓力會將結(jié)構(gòu)層中的水向下壓擠，車輪駛離時又產(chǎn)生相當大的抽吸力，這兩種力的瞬時先后作用能將滯留在基層頂面的漿水唧出表面。壓力和抽吸力的反復作用還會使瀝青混凝土孔隙中的自由水往復運動并促使瀝青首先從較大顆粒上剝落，面層向下變形并形成網(wǎng)裂或很快形成坑洞，逐漸使瀝青混凝土強度大幅下降直至松散損壞。同時調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雨量大、重載車輛多的路段出現(xiàn)水損害的情況較雨量少、重載車輛少的地區(qū)嚴重。 </p><p>　　2.3產(chǎn)生

11、水損害的內(nèi)因 </p><p>　?。?）瀝青混合料空隙率過大 </p><p>　　據(jù)研究，瀝青路面的空隙率在8%（相當于設計空隙率4%、壓實度96%）以下時，瀝青層中的水在荷載的作用下一般不會產(chǎn)生動水壓力，不容易造成水損害破壞。排水性混合料的路面空隙率大于15%時，一般都采用改性瀝青，且水能夠在空隙中自由流動，也不容易造成水損害破壞。而當路面實際空隙率在8%-15%的范圍內(nèi)時，水容易進

12、入混合料內(nèi)部，且在荷載作用下易產(chǎn)生較大的毛細壓力成為動力水，造成瀝青混合料的水損害破壞。 </p><p>　　（2） 瀝青混凝土的不均勻性大 </p><p>　　由于礦料質(zhì)量、施工技術要求和工程管理等多方面的原因，在面層表面隨機分布著數(shù)量不一的薄弱點位。在降雨過程中，行車的壓入和吸出作用使得薄弱點附近瀝青混凝土產(chǎn)生瀝青剝落，繼而變得松散，并形成圓形積水坑洞而致破壞。 </p>

13、;<p>　?。?）瀝青混凝土面層的裂縫 </p><p>　　由于瀝青混凝土的溫縮系數(shù)與半剛性基層材料不同，在冬季大風降溫過程中，瀝青混凝土面層就會產(chǎn)生低溫裂縫。降雨過程中，雨水會自由流入并充滿裂縫直到面層底面并滯留在基層頂面，同時向縫的兩側(cè)擴散，在行車荷載的反復作用下，使得裂縫兩側(cè)碎裂損壞。 </p><p>　　三 瀝青路面水損害防治措施 </p><

14、;p>　　雖然水損害根本原因是水的作用，但是在損壞過程中涉及到了路面設計、施工、養(yǎng)護等多個方面的作用，因此解決瀝青路面的水損害問題，必須各方協(xié)調(diào)分工、共同協(xié)作。 </p><p>　　（一）防治水損害瀝青路面結(jié)構(gòu)設計 </p><p>　　1.1 防水路面結(jié)構(gòu)設計 </p><p>　?。?） 瀝青面層設計 </p><p>　　表面層

15、在滿足基本性能要求的基礎上應突出空隙率小、抗?jié)B水性能好、水穩(wěn)定性好、低溫抗開裂能力較高的特點，中面層重點要體現(xiàn)出良好的抗?jié)B性和抗剪強度，底面層在保證基本性能要求的同時，重點要體現(xiàn)良好的抗彎拉強度和抗?jié)B性能,故面層結(jié)構(gòu)宜選擇懸浮密實型的AC或Superpave瀝青混合料。 </p><p>　?。?） 防水基層設計 </p><p>　　半剛性基層具有較高的抗壓強度、回彈模量及一定的抗彎拉強

16、度等優(yōu)良的力學性能、較好的板體性及整體性得到了廣泛的應用。但同時半剛性基層作為一種散粒體材料，很容易在溫度變化及水分散失時產(chǎn)生很大的收縮變形，進而會形成基層的收縮裂縫并進而反射到面層，易造成水損害。因此，為避免或減少半剛性基層的不利因素，以防水為主要目的的路面結(jié)構(gòu)設計主要考慮模量較低、彎拉性能以及收縮性能較好的瀝青穩(wěn)定碎石（ATB）。 </p><p>　　采用瀝青穩(wěn)定碎石基層的瀝青路面具有半剛性基層瀝青路面所不

17、具備的許多優(yōu)越性：瀝青穩(wěn)定碎石基層瀝青路面，由于面層和基層材料結(jié)構(gòu)的相似性，路面結(jié)構(gòu)受力、變形更加協(xié)調(diào)；設計優(yōu)良的瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料能保證一定的空隙率，使水分順暢地通過基層排出，不會滯留在路面結(jié)構(gòu)中造成路面的水損害；瀝青混合料對于水分的變化不敏感，受水和冰凍影響較小，不存在因為干縮裂縫而導致面層出現(xiàn)反射裂縫；瀝青穩(wěn)定碎石基層可以同瀝青面層一起構(gòu)成全厚式瀝青面層，從而使得整個瀝青面層的修筑時間減少。 </p><p

18、>　　（二）防治瀝青路面水損害材料設計 </p><p>　　1.1 面層混合料設計 </p><p>　　從水穩(wěn)定性的角度出發(fā)，選擇SiO2含量低、堿值高的集料，可與瀝青有較好的粘附性，對防水起到很好的效果。 </p><p>　　瀝青中的瀝青酸和酸酐等極性較大的成分，對于瀝青的表面活性具有非常大的影響，瀝青的酸性越大，則瀝青與集料的粘附性越強，瀝青混合料的

19、水穩(wěn)定性也越好。在普通瀝青不能滿足粘附性要求時，有必要選擇使用改性瀝青。 </p><p>　　1.2瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料設計 </p><p>　　瀝青穩(wěn)定碎石排水層混合料結(jié)構(gòu)上屬于骨架空隙結(jié)構(gòu)，由礦料骨架和瀝青砂漿構(gòu)成的一種多相分散體系，力學強度主要是礦料之間的內(nèi)摩阻力和嵌擠力，以及瀝青砂漿與礦料之間的粘結(jié)力。這種結(jié)構(gòu)對粗集料的強度要求比較高，而且要求有棱角，接近立方體，細長扁平粒料

20、很少，必須具有完全的破碎面。這樣粗集料間可形成良好的嵌擠作用，達到了足夠的嵌擠力與內(nèi)摩阻力，使得礦料骨架具有高度的穩(wěn)定性以及抵抗外力的能力。對行車造成的水損害有很好的防范作用。 </p><p>　　1.3抗水損害路面合理結(jié)構(gòu) </p><p>　　通過對結(jié)構(gòu)層及各層材料的充分研究與試驗路現(xiàn)實論證，得出防水損害路面合理結(jié)構(gòu)：面層采用Superpave瀝青混合料防水結(jié)構(gòu)層，此種材料能夠有效的

21、阻止水分進入路面結(jié)構(gòu)，很好的保護了結(jié)構(gòu)內(nèi)部不受水分的損害；基層結(jié)構(gòu)采用瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料排水結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑦M入結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分順利排出，防止水分的長期浸泡造成路面損壞。通過鋪筑試驗路對比驗證，此類結(jié)構(gòu)可有效降低瀝青路面早期水損害。 </p><p>　　（三）防治瀝青路面水損害施工措施 </p><p>　　1.1 提高瀝青路面壓實度與平整度 </p><p>　　

22、瀝青混合料溫度過低是路面壓實度不足以及出現(xiàn)路面內(nèi)部存水的主要原因。避免雨天、夜間以及低溫施工，現(xiàn)場不得出現(xiàn)攤鋪機等運料車的現(xiàn)象，也不得出現(xiàn)多輛運料車現(xiàn)場長時間等待，以保證攤鋪及碾壓溫度。采用輪胎壓路機，以增加路面的密實性。 </p><p>　　1.2 防止瀝青路面混合料離析 </p><p>　　在瀝青混合料正式拌和時，應嚴格控制混合料的礦料級配，使其在規(guī)定的級配范圍內(nèi)，并接近標準配合比

23、?；旌狭线\輸過程中，不論氣溫高低均應用棉被覆蓋，防止混合料表面溫度降低、結(jié)殼，造成溫度離析。 </p><p>　?。ㄋ模┓乐螢r青路面水損害養(yǎng)護措施 </p><p>　　雨季要巡視排水設施的狀況，及時清理堵塞的邊溝和排水設施。對已經(jīng)發(fā)生的路基沉降、開裂、坑槽立即采取補救措施；對路面排水不暢的應迅速疏導。 </p><p>　　路面的損壞往往是由點到面，由局部到較大

24、面積，因此采取預防性養(yǎng)護手段，可以將路面的損壞控制在早期和初期。采用熱拌瀝青混合料或者冷補材料及時補坑。對滲水嚴重的路段立即采用微表處全面封水[3-4]。 </p><p><b>　　四 結(jié)論 </b></p><p>　　在分析瀝青混凝土路面水損害的類型及成因的基礎上，通過試驗路驗證，提出防止瀝青混凝土路面水損害的防治措施：采用合理的路面結(jié)構(gòu)及適宜的材料，嚴把施工

25、質(zhì)量關和加強道路竣工后的養(yǎng)護工作。只要做到以上幾個環(huán)節(jié)，既能防止瀝青路面早期水損害的出現(xiàn)，延長道路使用壽命，又可帶來較大的經(jīng)濟和社會效益。 </p><p><b>　　五 參考文獻 </b></p><p>　?。?］鐘建新,羅志剛.瀝青路面水損害的影響因素和發(fā)展過程[J]. 北方交通,2009(1):4～7. </p><p>　?。?］石

26、曉莉.淺析瀝青路面水損害及防治[J].青海交通科技,2008(5):16～17. </p><p>　　［3］李劍. 公路瀝青路面早期水損壞防治措施研究[D]. 長安大學碩士學位論文,2001,3. </p><p>　?。?］錢彬,楊東冬.關于瀝青路面水損害的分析及其治理措施[J]. 山西建筑,2008,34(20):289～291. </p><p>　　作者簡