造价10-5班56号 张明霞

1、2013届毕业生毕业（设计）论文高速公路沥青混凝土路面水损坏及防护措施Asphalt concrete pavement water damage and protective measures系 别： 土木工程系 专 业： 工程造价 班 级： 10-5 学 号： 201001525056 姓 名： 张明霞 指导教师： 郝士华 完成日期： 2013年4月25日 河北交通职业技术学院河北交通职业技术学院毕业设计（论文）成绩评议表姓名张明霞学号201001525056班级造价10-5班题 目高速公路沥青混凝土路面水损坏及防护措施指 导教 师评 议意 见成绩评定： 指导教师： 年 月 日答辩小组意

2、见成绩评定： 答辩小组负责人： 年 月 日总成绩 答辩委员会主任签字： 年 月 日河北交通职业技术学院毕业设计（论文）选题申报表系别：土木工程系 专业：公路工程造价学生姓名张明霞学号201001525056班级造价10-5指导教师郝士华职称讲师所选题目高速公路沥青混凝土路面水损坏选题理由： 高速公路沥青路面中的许多损坏都与水有关，高速公路沥青路面表面层受雨水和车轮辗压的作用，容易出现表面层松散，坑洞、拥包、纵横向裂缝以及雨水沿缝下渗形成的啃边、局部沉陷、翻浆等现象。这些病害一般都发生在雨季，基本上都与水有关。提出加强路面排水，把好设计、施工质量关，可以减少这类路面的早期损坏。指导教师意见： 签

3、 字： 年 月 日系领导审批意见：签 字： 年 月 日河北交通职业技术学院毕业设计（论文）任务书本任务书下达给 土木工程 专业 造价10-5 班 学生 张明霞 设计（论文）题目： 高速公路沥青路面水损坏及防护措施 一、 设计（论文）内容： 了解高速公路沥青路面中的许多损坏都与水有关，提出加强路面排水，把好设计、施工质量关，可以减少这类路面的早期损坏。二、基本要求：1.了解资料查阅的一般方法，在校期间能充分利用图书馆资源；2.学习科技论文写作的一般方法和程序；3论文实施过程中，思路要明确、内容要分阶段进行，并突出重点，详略得当。三、重点研究的问题：1.了解高速公路沥青路面水损坏。2.沥青路面水损

4、坏防护措施。四、主要技术指标：1.论文字数应不少5000字。2.严格按照学院毕业论文有关规格格式撰写，层次分明、过渡顺畅、重点突出。3.参考文献资料不少与10篇，且各种文献分布要均衡，如文献资料中有规范、手册、著作、科技论文等搭配。4.毕业离校前完成论文提纲。五、其他要说明的问题： 下达任务的日期： 2013 年 3 月 6 日 要求完成的日期： 2013 年 5 月 1 日 答辩日期： 年 月 日指导教师：毕业设计（论文）开题报告 2013年3 月 28 日题目： 高速公路沥青路面水损坏及防护措施 报告人： 张明霞 班级： 造价10-5 一、文献综述：高速公路沥青路面水损坏是很严重的工程实际

5、问题，本文依据相关文献，总结了高速公路沥青路面水损坏防治及处理方法，包括：路面排水、路肩排水、中央分隔带排水、把好施工质量、做好下封层设计施工、提高沥青混合料的路用性能、加强沥青层与沥青层之间的粘结、防止油污染等方法。1 龙锦松，多雨地区混凝土路面渗水病害探讨J .中南公路工程，20002 沈国平，多雨地区沥青路面渗水病害探讨J .公路，20003 沈金安，李福普.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治措施.北京：人民交通出版社，2004P152-P156.4 沙庆林，高速公路沥青路面早期破坏及预防M .北京：人民交通出版社，2001.P100-P154 5 上海市公路管理处，公路沥青路面养护技术

6、规范M .北京：人民交通出版社，2001.P85-P102 6 邓学钧，路基路面工程2版.北京人民交通出版社，2005.P308-P3097 孙丽霞，邓洪亮，孙波，高速公路沥青路面水损坏原因和防治措施 科技创新导报 2007-12-218 高红宾，告诉公路沥青路面水损坏成因分析与养护对策研究 河北工业大学 2007-09-019 高彦雷，沥青路面修复技术研究及工程应用 华南理工大学 2012-05-01 10 李新杰，候卫红，高速公路沥青混凝土路面水损研究 四川兵工学报 2009-01-25二、选题的目的和意义：我国公路交通事业的不断发展，高速公路在日新月异的改变。而沥青路面越发的普遍，沥青路

7、面水损坏造成的危害日益严重，从沥青路面的发生机理与相关因素和沥青路面的设计，以及排水及沥青混合材料的配置等方面着手研究，寻求针对性强，行之有效的防治对策，以便增加公路的使用寿命，减少经济损失，下面分别从设计与施工工艺两方面探讨应对水损坏的防治措施。三、研究方案： 第一阶段：搜集大量文献资料，理清思路第二阶段：初步了解沥青路面水损坏的的重要性。第三阶段：探讨水损坏的原因及防护措施和解决方法。第四阶段：指导老师审查批改，总结并完成对本课题的研究，得出结论。第五阶段：提交论文。四、进度计划：2013年3月初选题，查资料，上交选题申请表、开题报告；2013年3月初-2013年3月底利用在校时

8、间到图书馆，电子阅览室查阅论文相关资料，在指导老师的帮助下加深对沥青路面的理解；2013年4月-2013年4月15日在工作过程中发现并研究相关问题，查阅相关资料，同时整理在学校查阅的一些资料，着手论文的攥写；2013年4月15日-2013年5月底攥写整理论文，联系指导老师发现并更正论文中出现的错误，完善论文；2013年5月准备毕业答辩。五、指导教师意见：指导教师：年 月 日2013届毕业生毕业（设计）论文高速公路沥青混凝土路面水损坏及防护措施Asphalt concrete pavement water damage and protective measures 河北交通职业技术学院摘要高速

9、公路沥青路面早期水损坏已成为我国高速公路沥青路面最主要的病害之一，如何进行有效的防治是目前工程师比较关心的问题。夏季由于降水量相对集中,沥青路面水破坏现象较为严重。本文在调查的基础上，通过分析沥青路面早期水损坏产生的机理，从沥青路面表面层级配、压实性能和以消石灰作为抗剥落剂的抗剥落性能，结合沥青路面设计及施工的实际情况,对沥青路面水损坏现象作了简单分析,阐述了个人的一些观点，提出加强路面排水，把好设计、施工质量关，可以减少这类路面的早期损坏。关键词：沥青路面 水损坏 防治措施 IAbstractAsphalt Pavement early water damage has become one

10、 of the most important diseases of highway asphalt pavement in China, how to conduct effective prevention engineers concern. The relative concentration of precipitation in the summer, the asphalt pavement water damage is more serious. The survey, based on analysis of the Asphalt Pavement water damag

11、e mechanism from the surface of the asphalt pavement level with compaction performance and hydrated lime as anti-spalling properties of anti-stripping agent, combined with asphalt pavement design and construction of the actual situation, asphalt pavement water damage phenomena brief analysis of some

12、 of the views of the individual proposes to strengthen the road surface drainage, good design, construction quality, you can reduce this type of pavement early damage.Key words: Asphalt pavement prevention measures water damageII目录1水损坏特点及原因 11.1高速公路水损坏具有以下特点11.2水损坏原因 11.2.1表面产生坑洞 11.2

13、.2表面层和中面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和变形21.2.3唧浆、网裂、坑洞 21.2.4桥面唧浆或坑洞 21.2.5沥青面层空隙率过大产生渗水 22 水损坏防治措施32.1路面排水32.1.1路面结构渗水 32.1.2 设计完善的排水系统32.1.3超高段路面排水 42.2路肩排水42.3中央分隔带排水42.4把好施工质量52.5做好下封层设计施工52.6提高沥青混合料的路用性能52.6.1提高沥青混合料的抗渗性62.6.2提高沥青路面水稳定性62.7加强沥青层与沥青层之间的粘结，防止沥青混合料离析62.8防止油污

14、染72.9正确选取超高渐变段的合成坡度是避免路表局部积水的有效途径。73结论8参考文献9河北交通职业技术学院毕业论文绪论随着高速公路沥青路面的建设和发展，沥青路面的水损坏问题已经越来越引起道路工作者的重视。所谓沥青路面水损坏，是指沥青路面在有孔隙水的工作条件下，由于交通动荷载和温湿胀缩的反复作用，进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压力抽吸的循环作用，致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面，造成沥青膜从集料表面剥落，沥青混合料内部逐渐丧失粘结力，路面结构使用性能下降，并伴随麻面、松散、掉粒、坑洞或唧浆、网裂、辄槽等病害发生。 针对这个世界性难题,国内外道路工作者对其形成机理、影响因素、评价水损坏

15、的试验方法、指标及水损坏控制、防治等各个方面都进行过系统研究。本文着重从水损坏特点、水损坏现象类型、水损坏产生的原因析以及水损坏的防治措施这几个方面进行研究。1水损坏特点及原因 1.1高速公路水损坏具有以下特点损坏发生在雨季，特别是梅雨季节;高速公路沥青路面表面层受雨水和车轮辗压的作用，容易出现表面层松散，坑洞、拥包、纵横向裂缝以及雨水沿缝下渗形成的啃边、局部沉陷、翻浆等现象。这些病害一般都发生在雨季，基本上都与水有关。行车道尤其是重车道比超车道破坏严重; 发生水损害的地方一般透水较为严重，排水不畅通的部位，挖开路面面层，可见下面有积水或浮浆; 破坏之初一般先有小

16、块的网裂，冒白浆(唧浆)，然后松散成坑洞。 1.2水损坏原因 1.2.1表面产生坑洞 沥青特性沥青一般带负电荷，由于含有少量羧酸和亚枫而呈弱酸性；而集料的岩性决定了集料表面电荷的性质和酸碱特性。所以，按照化学反应理论，沥青对集料的粘附性决定于集料的岩性。由于沥青混凝土的不均匀性，坑洞总是首先在局部沥青混凝土的空隙处产生。通常采用半开式(型)沥青混凝土表层时，产生的水损破坏更为严重。事实表明，只要有侵自由水侵入并滞留在沥青混凝土的孔隙中，不管是传统纯沥青混凝土，还是改性沥青或加抗剥落剂的SMA，在大量行车作用下，都会产生沥青剥落现象。 1.2.2表面层和中

17、面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和变形当表面层和中面层都是空隙3率较大的半开级配沥青混凝土，而底面层为空隙率较小的密实沥青混凝土时降水过程中，自由水较易渗入并滞留在表面层和中面层内。当表面层是半开级配、中面层为密实式沥青混凝土时，在较长时间的降水过程中，自由水透入表面层后较长时间从中面层的薄弱处浸入中面层，并滞留在表面层和中面层内。大量快速行车使此两层沥青混凝土中部分碎石上的沥青剥落，导致表面产生网裂、形变和向外侧推挤或产生坑洞。 1.2.3唧浆、网裂、坑洞 水透过沥青面层滞留在半刚性基层顶面，在大量快速行车作用下，自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料形成灰白

18、浆。灰浆通过各种形状裂缝被行车压唧到路表面，可使路面产生网裂、变形或坑洞。 1.2.4桥面唧浆或坑洞 桥梁、通道等构造物以及水泥混凝土铺装层上的沥青混凝土面层相对于路基上的面层更容易产生坑洞。桥面产生坑洞也往往是先产生唧浆(白浆)，接着形变、网裂和坑洞。 1.2.5沥青面层空隙率过大产生渗水 集料特性某些集料过分坚硬致密，破碎后表面光滑不利于沥青粘附。潮湿的集料与沥青的粘附性大大降低。滞留在混合料内部的水分夏季遇高温会变为水蒸汽，使沥青膜从集料表面撑开。而有些吸水率稍大的集料，只要施工时彻底干燥，沥青将会被吸入集料内部一部分，反而有良好的水稳定性。集料中

19、含有泥土对沥青混合料得水稳定性的影响很大，土壤都带有负电荷，它是强亲水物质。单从材料本身的角度而言，水渗入路面中的途径还是很多的。据资料显示:当沥青路面的空隙率小于8%时，沥青层中水在荷载作用下一般不会产生动水压力，不容易造成水损破坏。当排水性混合料的路面空隙率大于15%时，一般都采用改性沥青，且水能够在空隙中自由流动，也不容易造成水损破坏。而当路面实际空隙率在8%15%的范围时，水容易产生较大的毛细压力成为动力水，造成沥青混合料的水损坏。2 水损坏防治措施水是危害公路的主要自然因素，也是沥青混凝土路面早期损坏的主要原因之一。从目前已建成的公路的经验和教训来看，沥青混凝土路面所出现的

20、各种病害（如坑槽、松散、剥落、龟裂、下陷等）无不与水的侵蚀有关，水已成为构成高速公路沥青混凝土路面早期损坏、使用寿命降低的主要自然因素。因此，如何避免地下水和地表水进入路面结构，并有效地将进入路面结构的水分尽快排出，已成为目前沥青混凝土路面结构设计乃至整个高速公路设计过程中的重点内容。2.1路面排水2.1.1路面结构渗水 在高速公路中，面层为三层式沥青混凝土，基层及底基层为半刚性路面结构时，面层为了能够提供较大摩擦力而采用孔隙率较大的中粒式沥青混凝土，少量的路面雨水不可避免地通过结构孔隙下渗，浸湿路面基层及土基，将导致路面强度降低。为了迅速排除下渗水分，在基层顶面加铺一层沥青封层，并

21、延伸至路肩排水相连接。2.1.2 设计完善的排水系统减少水分在沥青面层中的滞留时间无疑会减少水损坏的危害，沥青路面的排水系统必须严格按照公路排水设计规范（JTJ018-97）进行设计，在硬路肩下面设置碎石排水层，必须时在超高段底部可以设计排水盲沟，确保层间水和表面水能迅速排出路面，另一方面在保证抗车辙能力的条件下，可减少沥青路面的空隙率，同时设置完好的层间防水粘结层，防止水份下渗。对于桥面铺装，考虑到水泥混凝土不能渗水，因此在水泥混凝土铺装层施工施工时宜预留泄水孔，特别是对于有超高的桥梁，在水泥混凝土铺装的低速处应设置泄水孔，以便渗入到沥青面层下部的水分能迅速排出，减少水损坏的隐患。

22、在石灰岩挖方路段，为防止裂隙水浸湿路面基层及底基层，导致石灰岩本身裂隙加剧，应设置路槽排水。在路面结构设计时，底基层采用20cm级配碎石，兼作调平层与排水层。在路两侧土路肩部位(边沟内侧)设置(40×50)cm碎石盲沟，盲沟沿路肩布置，在填方路段合适的位置通过横向硬塑料排水管将水排出。路线纵坡较大时，在土石挖方交界附近应设横向盲沟，防止水分浸入填方路基。 2.1.3超高段路面排水 人们一般在挖方路段因其水文地质条件差时才对这种路段的地下排水引起重视，如通常在路面结构设计中考虑增设碎石排水垫层，在两侧设置边缘渗沟，但对于路表排水中一些容易出问题的地方却常常忽视，概括

23、起来有两个方面：一是将凹形竖曲线的最低点设在挖方路段内，致使路表水和进入结构内的自由水停滞时间长，不易排除；二是较长挖方路段纵坡坡度设置过小，标准断面的边沟无法满足路面和边坡汇水流量的需要，对于超高地段，中央分隔带处必须每隔一定距离设置横向排水管，将汇集在中央分隔带边缘集水沟（管）的路表水引排出去，如果挖方路段过长且纵坡较小，同样会增加该部分排水系统的设计和施工的难度。因此，纵坡设计切忌将凹形竖曲线置于挖方路段内，同时挖方路段较长时（超过400m）其纵坡不宜小于3%，一般情况不得小于1%.超高路段在超高侧的路缘带范围内设集水槽，利用超高横坡将路面雨水排至集水槽内。每150左右设一集水井，通过横

24、向排水管、边坡急流槽将路面水排至路基排水沟内.2.2路肩排水路基附近的地面积水及高的地下水是形成翻浆的重要条件。为了及时排除春融期间路基中的自由水，达到疏干路基上部土体的目的，可以在路肩上设置横向盲沟。土路肩下面设置20cm的纵向碎石盲沟，接触面上涂抹沥青并铺设防渗土工布。在路肩边缘的石砌镶边中，按34的间距横向埋设5cm硬塑料排水管，排除路肩部分的碎石盲沟积水.2.3中央分隔带排水采用凸型中央分隔带使大部分雨水自行排至路面外，但仍有部分水会渗入中央分隔带内。为防止这部分水渗入路面基层、底基层和土基，在中央分隔带内的路面两端部分及中央分隔带底部用水泥沙浆抹2cm，然后涂沥青，再铺防渗土工布，中

25、央分隔带底部采用纵向碎石盲沟和设横向排水管的排水系统。在纵向碎石盲沟内埋设软式透水管，每隔5070设置一个集水槽，再经横向排水管排出路基外。2.4把好施工质量沥青混凝土施工质量的好坏是防止或减少沥青路面出现水害的重要因素。目前，高速公路的沥青路面多为三层摊铺。多雨地区，下两层应为型沥青混凝土，减少其空隙率;面层可为型沥青混凝土或抗滑表层，增大其透水性，改善雨天行车条件。在保证沥青混凝土强度及高温稳定性的同时，必须足够重视沥青混凝土的水稳定性及沥青与碎石的粘附性能，粘附性能最好能达到5级。碎石质量的好坏是保证沥青混凝土质量的关键。目前，我国公路沥青路面用的碎石大多是从市场采购的，达不到碎石“专项

26、专用”的要求。碎石质量无法保证，级配不佳，针片状含量超标，是导致沥青混凝土品质不稳定及空隙增大的主要原因。沥青路面用的碎石必须统一集中生产，采用先进的生产工艺，严格筛分，不合格的碎石绝不用于沥青路面施工。2.5做好下封层设计施工应重视对下封层的设计和施工。下封层的主要作用是防止进入沥青混凝土路面的水分下渗到基层中。目前下封层通常采用层铺法施工的单层式沥青表面处置，这种方法方便快捷、施工容易，但无法有效阻止水分下渗的作用。因此，最好采用拌和法砂粒式沥青混凝土，既可对基层的平整度进行一次修正，又能有效阻止面层或透水基层中的水分侵入到基层中。或者在洒布透层沥青后，在基层顶面铺设有纺土工布，并用轻型光

27、轮压路机来回碾压直至下面的沥青泛至土工布表面，实践证明，这种方法既可防止基层反射裂缝，又可起到防水作用，是一种较好的下封层形式。下封层是多雨地区防止沥青路面渗水病害的最主要的措施，下封层质量不好，引起路面水下渗。即使路面质量好，短期不出现水损害，但路面的将耐久性将大大缩短。在有些设计中多雨地区沥青路面只设计了沥青透层，而没有设计下封层;而有的设计了下封层，施工时却为透层。由于我国高速公路大多采用二灰(水泥)稳定碎石基层，基层顶面往往存积粉尘，很难清扫干净至完全露出碎石，沥青透层可以渗入碎石的间隙，但在粉尘上无法牢固粘结，施工车辆行驶时会出现起皮和卷带。致使透层不完整，起不到防水作用。多雨地区基

28、层顶面必须设计下封层，下封层的形式应综合考虑基层的材料和施工工艺情况，确保下封层有效防水。中央分隔带的防水封层应与下封层同时施工，使封层覆盖路基全断面，施工时应将中央分隔带内多余松散的底基层和基层予以清除.2.6提高沥青混合料的路用性能2.6.1提高沥青混合料的抗渗性要保证路面结构的水稳定性和耐久性能，保证路面基本不透水是至关重要的，尤其是对SMA路面结构类型，保证路面基本不透水是该结构能否成功的关键。因此，从提高路面的耐久性能出发，应将路面抗渗性能作为一个重要的指标来控制，尤其是沥青混合料应从原材料的选择、配合比的确定到施工中摊铺与碾压的控制都至关重要。积极改善沥青的路用性能，黏附性有利于提

29、高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥离剂，在矿粉中掺加一定量的水泥或磨细生石灰粉，对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳定性都有明显效果，但应注意不同抗剥离剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥或消石灰时，应注意确保施工实际掺加剂量的准确性。2.6.2提高沥青路面水稳定性为提高高速公路沥青路面水稳定性，可采取以下措施：A集料与沥青的粘附等级应达到5级，允许沥青膜有移动，但是不能有裸露的石料；B必须对沥青混合料进行水稳定性检验，要求残留稳定度不小于85%，冻融劈裂残留强度比不小于80%；C如果集料抗剥离能力不足，可渗入一定剂量的抗剥离剂或石灰，以提高沥青与集料的粘附能力；D可采用该性沥青，以提高胶结料的

30、粘附能力。 为了满足表面层抗滑性能对集料质量的要求，有些地区不得不采用与沥青粘附性能不好的酸性集料，致使沥青混合料的抗水损能力严重不足。有的即使采用了抗剥落剂，但质量甚差，尤其是许多胺类抗剥落剂，一般在温度100以上就会遇热分解、挥发，在拌和、贮存、运输、铺筑过程中都在分解，使用效果不好，导致水损害破坏。为此建议采用与沥青粘附性不好的酸性集料时，首先应考虑采用消石灰为作为改善粘附性的措施。如果采用抗剥落剂，必须使用确实长期有效的抗剥落剂。2.7加强沥青层与沥青层之间的粘结，防止沥青混合料离析离析贯穿沥青路面施工全过程，主要有材料离析，温度离析和碾压离析3种形式，离析程度与施工工艺紧密

31、相关，沥青混合料装卸、运输、滩铺、碾压过程中应采取合适的工艺措施，混合料装运时应前后移动车厢，同时尽量使车辆中轴线与拌和机卸料斗中轴线一致；运输过程中应覆盖保温，防止温度离析，每车混合料卸完后应及时收起摊铺机受料斗，并及时将下一车料卸入受料斗中，摊铺是螺旋分料器应连续稳定地转动，否则就会因中间缺料而产生离析，螺旋分料器的支撑应有合理的形状，不能阻碍混合料通过，前挡板和分料器安装应有足够的长度，不可过短而影响材料运输，螺旋分料室应设置稳定，合适的料位，而且螺旋分料器的高度应与材料的的粗径想协调，当摊铺厚度较大时螺旋室前档板应适应放低，减小上下离析当路面宽度大于7m时宜采用2台摊铺机梯形摊铺，摊铺

32、宽度大于6m时，用熨平板加强杆防止其变形尽困难连续匀速摊铺使摊铺速度与搅拌设备产量相协调，不能时快时慢，压路机应紧跟摊铺机进行碾压，当摊铺宽度大于6m时，宜采用2台同型号的压路机并排碾压，碾压状态保持一致，重叠宽度不宜小于15cm，边缘应设置挡板，防止碾压离析。许多工程的施工顺序不当，各层之间施工间隔太长，甚至在沥青面层铺筑过程中或铺筑后，再开挖中央分隔带，埋设管道，挖出的土污染了沥青面层;有的甚至不洒粘层油，尘土影响了上下层的粘结力。施工规范对粘层油的规定要求不严格也是缺陷之一。为此建议强化施工计划安排，所有开挖埋设、绿化等工序应在基层施工过程中同步完成，最后铺筑沥青面层。严格禁止在沥青面层

33、铺筑过程中或铺筑后将挖出的土堆放在沥青层上造成污染。摊铺沥青混凝土时，洒入改性沥青，同时提高压实度，使高温混合料进入碎石的空隙中，使沥青膜融化。碾压密实后，使沥青膜上撤的白碎石全部变成沥青碎石，并嵌入面层底部形成一个整体。确保沥青混凝土的压实度在95%以上，现场空隙率接近8%。2.8防止油污染汽油和柴油对沥青有溶解作用，在沥青路面施工和使用过程中应防止对沥青路面的油污染，摊铺过程中对摊铺机滑靴不能擦过多的柴油或采用非接触式平衡梁，需要人工补料时，应尽量避免柴油对沥青混合料的侵蚀，采用轮胎压路机碾压沥青路面时应对轮胎采取保温措施。防止沥青混合料沾轮，一旦出现粘轮应采取浸渍植物油的拖把擦轮胎，沥青路面使用过程中车辆出现漏油故障时，应及时用水冲洗油污，防止油污渗入沥青面层内部。2.9正确选取超高渐变段的合成坡度是避免路表局部积水的有效