沥青混凝土路面水损坏的成因与预防

1、沥青混凝土路面水损坏的成因与预防作者：朱建军 黄元领摘要 :水损坏是沥青路面早期损害之一,不但造成了巨大的 经济浪费 ,还严重影响到行车的安全性。因此 ,应对其破坏机理进行深入研究 ,采取有效措施 ,尽量减少沥青路面水损坏的发生与 发展 。关键词 :沥青混凝土路面 ;水损坏 ;类型 ;影响因素 ;预防 沥青路面产生水损坏的原因复杂多样。对于沥青路面水损坏问题,需要提高认识、深入研究 ,只有做好各个环节的控制措施 ,才能有效的减少和防治水损坏的发生与发展。一、沥青路面水损坏现象的类型1、松散类 :路表麻面、松散、掉粒、坑洞沥青面层在孔隙水压力的反复作用下,使沥青膜从集料表面剥落、混合料中的集料相

2、互之间丧失粘结力而逐渐变软直至松垮 ,导致麻面、 松散现象 ;在局部松散处 ,松散的集料颗粒逐 渐掉粒、流失进而形成大小不一的坑洞。2、裂缝类 :唧浆、网裂、坑洞 半刚性基层基顶结合料与从路表连通孔隙及裂缝处下渗的水混合 ,在行车荷载的反复作 用下 ,产生的高速动水压力冲刷基顶形成灰浆并从裂缝中被挤压而出形成了唧浆现象;随着基层结合料的逐渐流失 ,面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂 ,进而发展成坑洞。3、变形类 :辙槽在行车荷载作用下 ,滞留在面层内的水使集料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落 沥青混合料强度不断损失直至完全松散。行车轮迹带下不仅出现了压缩变形现象,而且产生了严重的

3、剪切破坏现象 ,轮下松散的沥青混合料向两侧挤出并鼓起,在轮迹带下形成车辙。辙槽内有时还伴随着唧浆和网裂现象。4、冻融循环破坏 在冰冻地区或季节性冰冻地区 ,由于水凝聚结冰时体积增大 ,在沥青混合料内部会产生很 大的膨胀力 ,致使混合料内部粘结力下降 ; 而当其融化时 ,又滞留于路面层内 ,在行车荷载作用 下加速沥青膜的剥落。在路表 ,冰雪融水进入沥青混合料内部 ,在行车荷载和冻融循环的反复 作用下产生破坏。而在下面层 ,当基础有较多的细粒土和孔隙时 ,冬季特有的毛细水使水分逐 渐积聚在基层顶面 ,春融期过饱和的水进入下面层孔隙 ,在荷载反复作用下产生剥落现象和基 顶冲刷。二、沥青路面水损坏的影

4、响因素1、水是水损坏的主要影响因素 路面施工完成后 ,水和空气就会通过这些相对较大的与外界连通的孔隙进入混合料内 部。水分进入沥青路面结构层内 ,并侵入矿质集料内 ,使沥青与石料间的连接被削弱或完全剥 离,汽车轮胎对路面的挤压揉搓作用及路面间的真空吸附作用加速了剥离的进程,致使路面很快损坏。此外 ,进入路基路面的水如果没有出路 ,则滞留在路面结构中 ,引起路基路面的各种损坏 甚至是结构性破坏。因此路基路面结构内的排水设计对于防止水损坏起着举足轻重的作用。2、荷载行车荷载对路面中的水产生动水压力,由此加剧了水对沥青与矿料的剥离作用,使水损坏进一步恶化。行车道与超车道上水损坏程度明显的差别,也说明

5、了荷载对水损坏的影响。3、施工碾压的影响 施工工艺对混合料的水稳定性的影响集中体现在压实上,没有得到很好的压实的混合料孔隙率较大 ,对各种使用性能都有影响。开放 交通 后的行车碾压会造成混合料的压密变形而 形成不正常的车辙 ,更严重的是水进入孔隙成为水损坏的祸根。4、原材料的影响 粘性大的沥青对于抵抗的置换要比粘性小的沥青好,这是由于粘性大的沥青中存在较多的极性物质 ,并具有良好的湿润性。聚合物改性沥青通常具有良好的抗水性能。集料是由矿物质组成的 ,每种矿物质都有其独特的化学性质和晶体结构。对于剥落而言,关键是集料对水的吸附能力的大小,亲水性材料对水的吸附能力比沥青大,而憎水性材料恰好相反。通

6、常亲水性材料有较多的硅质含量 ,集料显酸性 ;而憎水性材料硅质含量较低 ,集料呈碱 性。另外 ,集料表面的化学性质、表面积、孔隙大小等均对沥青混合料稳定性有影响。5、沥青混合料的影响沥青混合料抗水能力的主要指标是其设计孔隙率和实际的孔隙率。 沥青路面的孔隙率在 8% 以下时 ,沥青层中的水在荷载作用下一般不会产生动水压力,不容易造成水损坏。 排水性混合料路面的孔隙率在大于15%时,一般都采用改性沥青 ,且水能在孔隙中自由流动 ,因而 ,也不容易造成水损坏。而当沥青路面的孔隙率在 8%15%之间时，水容易进入混合料内部 且在荷 载作用下 ,易产生较大的动水压力 ,易造成沥青混合料的水损坏。沥青混

7、合料离析和沥青路面局部压实度不均匀是造成路面局部损坏的原因。离析表现为混合料粗细集料和沥青含量不均匀，如在同一个区域内粗细集料不均匀，偏离了设计级配 ，沥青含量与设计的最佳含量不一致等。 造成沥青路面不均匀的原因是沥青混合料粗细集料离析 和施工时混合料温度不均匀导致的压实度的差异，分别称为集料离析和温度离析。三、沥青路面水损坏的预防措施1 、完善路面排水设计由于路基路面排水设计不够完善，对路面排水设施不够重视 ，造成路面破损状况较为普遍。因此在公路路面设计时 ，应进一步完善路面排水设计 ，在路面结构层中设置防水层、基层 顶面设置封层 ，在中央分隔带处设置纵横向排水渗沟，在土路肩处采用碎石填料进

8、行填筑，并根据实际情况有针对性地进行排水设计，减少水在路面的停留时间 ，以减少其对路面的破坏。2、加强施工管理提高碾压质量 压实度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响很大，它是保证沥青混合料密实度与空隙率大小的关键。因此在施工过程中，进一步加强管理 ，提高压实机具标准。根据试验段得出的碾压数据 ，控制碾压遍数、速度、时间、温度。碾压要均匀，派专人指挥负责 ，从轻到重、从慢到快、从两边到中间 ，轮迹要重叠 ，既要保证路面平整度、路拱横坡度 ，又要保证压实度。并根 据施工规范要求的压实度抽检频率。进行抽检，发现压实度不足的地方坚决返工 ，保证压实度符合要求 ，降低混合料空隙率 ，减少水的侵入破坏。3

9、、严格控制集料规格沥青路面的材料、 集料规格 ，直接影响沥青与集料的粘附性能 ，直接影响到水损害的程度。 所以应该加强对原材料的把关 ，每批沥青进场都要进行试验 ，保证沥青的粘度、延度、针入度 等各项指标符合要求 ，对每批集料进场都要严格进行抽检、筛分。保证每批进场材料符合规 格要求 ，坚决杜绝不合格材料进场 ，充分保证沥青混和料的粘结性能，提高沥青集料的粘结力 ，降低水对沥青路面的破坏能力。4、采用新材料、新工艺每一种沥青混合料 ，必然有一定的空隙率存在 ，或多或少都会遭到一定水的破坏 ，因此应 尽可能采用新型防水材料在沥青面层表面涂上一层防水材料，形成不透水的薄膜封层 ，减少路面水在路面的

10、滞留时间 ，使路面水尽快排到路基边沟 ，从而大大减少路面水的侵入 ，减少水对 路面的破坏。5、加强公路养护管理公路建成后 ，养护是关键。要延长沥青路面的使用寿命，必须加强路面的养护管理。雨后要及时补洞 ,补洞要规范、整齐 ,严格按照沥青公路养护技术规范要求及操作规程进行养 护 ,把沥青路面的病害消灭在萌芽状态,避免雨水从病害处渗入 ,造成路基弹簧路面大面积破坏。此外,近年来随着公路的迅猛 发展,交通 量日益增长 ,超限超载车辆非常严重 ,这直接影响 到了公路的使用年限。因此 ,要加强反超限运输管理执法检查力度,对超载车辆要强行卸载减少超限超载运输车辆对公路造成的损坏,延长公路使用年限。结语沥青混凝土路面水损坏 ,与沥青路面设计、施工、使用、养护和管理均具有紧密的关系。因此必须采取综合措施 ,以最大限度地避免水对沥青混凝