沥青路面的水损害及其防治浅析

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摘要：分析了沥青路面水损害的机理、产生的原因及危害性。并提出了一些防治沥青路面水损害的技术措施。

关键词：沥青路面 水损害 防治

公路沥青路面表面层受雨水和车轮碾压的作用，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。

1. 水损害特点

公路水损害具有一下特点：损害发生在雨季，特别是梅雨季节；发生水损害的地方一般透水比较严重，排水不通畅的部位，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块的网裂，冒白浆（唧浆），然后松散成坑洞。

2. 沥青路面水损害的原理

所谓沥青路面水损害，主要是指渗透入沥青路面的自由水份在温度变化及车载负荷的作用下，逐步浸入沥青与集料的界面上，导致沥青膜从集料表面剥离以及集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏的过程。水损害常以两种形式出现：软化和剥落。软化常表现为粘聚力降低，从而沥青混合料的强度、刚度降低，而剥落指数的是在水份作用下，粘结力丧失导致沥青胶结料和集料的分离，其中表面受污染或表面纹理较少且光滑的集料也会发生类似的情况，产生剥落。当沥青混凝土路面在自然环境中发生了上述破坏后，就会导致路面结构的耐久性下降，寿命减少，甚至破坏。

大量已有研究表明，沥青路面的早期破坏现象或多或少，或直接或间接地都与水有关，即水损害是关键因素之一。一般而言，水损害的损坏期往往会提前，通常在沥青路面建成通车后一年左右，即发生不同程度的损害，产生大量麻面、松散、坑槽、掉粒、唧浆、坑洞、网裂、泛油、磨光（抗滑性能差）等破坏现象，且结构内部剥蚀严重。因此，非常有必要对水损害机理进行研究，从而制定出合理的防治措施，这不仅能提高沥青路面的使用性能，也在很大程度上增长了其使用寿命，为国家挽回巨大的经济浪费。从国内外的研究现状来看，对沥青路面水损害的认识、研究基本上是沿两大方向去开展工作的：一方面是如何除病害之源（防水、排水），另一方面是如何增强沥青和集料的粘结性能以达到改善沥青路面水稳定性的目的。

3. 沥青路面水损害的原因

沥青路面水损害的原因一般可以从路面设计因素及外部环境因素两个方面来理解。

3.1 路面设计因素

（1）沥青与集料的粘附性不足：沥青与集料的粘附性主要受自身性质的影响。

（2）集料：尽量选取碱性矿料作集料，弃用酸性强的矿料以提高其和沥青的

粘结力；同时，应该注意集料的均匀一致以及集料本身的清洁无土，滑泥量指标满足要求，应严格控制砂石材料的质量。

（3）沥青混含料级配和空隙率：沥青混合料级配不好空隙率较大时，沥青面层通透性亦较大，外界水易侵入结构内部；混合料空隙率较小时，外界水侵入和动压水冲刷程度较轻，有利于提高沥青路面的耐用性。要控制好空隙率，必须认真选择矿料级配，在普通的密级配沥青混合料的矿料级配上下功夫。

（4）添加抗剥离剂：对于一些石料（如安山岩、玄武岩、花岗岩等）和沥青的粘附性达不到4级以上（对于用作表层的沥青砼，粘结力要求不小于5级），可考虑添加抗剥离剂，以改善粘力。

3.2 外部环境因素

（1）排水设施不善，是水危害的主要原因。

（2）交通量大、车速快及载重量大等特点使路面积水动力增大几倍。

（3）温度变化的影响。春季冻融期间的温度在零度左右变化，路面中的水分不易排除，与重载交通共同作用，路面易产生损害；而在夏季高温作用下，沥青混凝土强度降低，雨季雨水较多，在路面内部积聚水的冲击下，路面亦易损坏。

4. 防治措施

4.1设计措施

（1）尽量采用空隙率小的沥青混合料类型

密级配沥青混凝土所用矿料的各种料径颗粒级配连续、相互嵌挤严密，压实后空隙率小。尤其是Ⅰ型密实式沥青混凝土，压实后空隙率很小，一般在 5%以下，密水性好，可有效组织雨水浸渗。现行沥青路面设计及施工技术规范中均明确规定，在沥青面层中至少有一层是Ⅰ型密实式沥青混凝土。 在满足沥青路面表层抗滑和抗辙槽要求的前提下，尽量采用空隙率小的沥青混合料类型，可以防止雨水通过沥青面层空隙向路面结构内大量浸渗而造成破坏。

（2）采用优质沥青材料

根据大量实践证明，使用延性好、含蜡量低的优质沥青材料，可以相对减少沥青路面的低温缩裂，从而减轻雨水通过沥青面层裂缝向路面结构内部的入渗。

（3）设计完善的排水系统

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。

4.2 施工措施

（1）严格控制沥青混凝土的施工匀质性

沥青混凝土施工质量的好坏，直接关系到沥青路面的使用性能和寿命。实践证明，沥青混凝土质量的不均匀性，是导致沥青路面早期破坏的一个重要因素。 在车辆轴载的反复作用和自然因素的影响下，非匀质的沥青面层中的某些质量薄弱部位，容易首先支撑不住而产生局部病害。而雨水就容易通过产生这些局部病害的地方，向路面结构内部侵渗，引发蔓延破坏。

要控制好沥青混凝土的施工匀质性，应严格施工质量管理，采取强有力的技术保证措施。从基层准备、材料使用、配合比设计。 到混凝土拌制、运输、摊铺，直至最终碾压乘兴，沥青混凝土的各个施工阶段和环节，都应严格实行标准化、规范化和程序化管理，采取强而有力、切实有效的技术保证措施。尤其做好沥青混凝土的拌制、运输、摊铺、碾压及接缝处处理等现场施工质量控制工作，保证级配组成和沥青含量，克服离析现象，并注意处理好每一道接缝。

（2）提高压实度控制标准，增设现场压实后剩余空隙率检测指标

碾压是沥青面层施工的关键工序。碾压不充分，会使沥青混凝土面层的压实后剩余空隙率偏大，导致雨水入渗。因此，沥青混凝土面层施工时，应进行充分压实，尽量减少压实后的剩余空隙率，并在施工过程中现场对这一指标进行跟踪检测。1）适当提高沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准，尤其是表面层的压实度控制标准，以使沥青面层在施工过程中得到更充分压实，尽量减少剩余空隙率，可以有效地减低路面水对结构层的浸入。现行的沥青路面施工及验收规范规定，施工过程中沥青混凝土面层的压实度标准为：高速公路、一级公路、城市快速路、主干路为96%，其他道路为95%。 大量实践证明，在实际施工中压实度控制标准往往要比规范规定的标准，高出1%～2%，建议沥青混凝土面层施工过程中的，表面层压实度提高 1%～2%，以增加路面的密实度，提高放水性。2）沥青面层施工过程中，应对现场压实后的剩余空隙率进行跟踪检测，掌握其波动变化情况，以直接有效地控制这一指标。因此，建议在施工过程中，增设现场压实后剩余空隙率这一检测指标。关于这一指标地控制标准，建议按照所采用沥青混合料类型地马歇尔试验技术指标中空隙率地规定高限值来控制表面层； 规定高限值基础上放宽1%来控制其他各层。

5. 结论

日常我们应注重公路的管理及养护，采取积极有效措施，认真贯彻“预防为主、防治结合”的方针，加强科学研究，建立路面养护管理系统，对路况进行跟踪观测，及时采取预防措施，消除隐患，发现问题，应及时处治，以免进一步酿成大的病害。总之，对于沥青混合料的水稳性破坏，应该仔细分析其原因，然后再针对具体的原因来进行处理，不要一概而论。在处理水损害过程中，应综合应用这几种方法效果更佳。

参考文献：

[1] JTG D50-2006.公路沥青路面设计规范[S].

[2] JTJ 034-2000.公路路面基层施工技术规范[S].