浅析沥青路面渗水的原因
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【摘 要】近几年来，许多高速公路、一级公路建成不久，沥青路面的早期破坏便时有发生。这些损害主要表现在：里面混合料透水和蓄水的情况相当普遍，在不少地区的雨季或春融季节，路面唧浆、松散、坑槽成为严重的破坏形式。因此有效的分析并制订措施防治水损害，具有重要意义。
一、沥青路面水害的原因分析
1、作用机理
沥青混凝土的水损坏有以下两种原因：（1）水能浸入沥青中而使沥青粘附性减少，从而导致混合料的强度和劲度减小。（2）水能进入沥青薄膜和集料之间，阻断沥青与集料的相互粘结，由于集料表面对水比沥青有较强的吸附力，致使沥青与集料表面的接触角减小，结果沥青从集料表面剥落。剥落破坏包括两种状态，一是自身的剥落破坏，二是在交通荷载作用下路面的破坏。剥落破坏可导致坑洞、裂缝等现象。沥青与集料的粘附性与沥青和集料的物理化学性质有关。在水分作用下其粘附性减弱。在水与集料表面间的化学和电化学作用比集料的物理性质对剥落有更重要的作用。
2、粘附理论
（1）力学理论：力学粘附性受集料性质的影响，主要包括：表面构造；吸水率；集料表面覆盖；表面积；粒径大小。集料与沥青表面间的粘附发生在两种材料的界面上。集料表面粗糙，沥青与集料间整个粘附性就大。另外，沥青混凝土的稳定性及耐久性也与集料的表面粗糙度有关。当沥青进入孔隙或不规则的集料表面时，会产生强烈的力学嵌锁，残留的沥青对于粗糙不规则集料比光滑、光泽集料的粘附性更好。孔隙率与吸水率对剥落度有较大影响。沥青集中进入集料孔隙会使力学嵌锁增加。在路面施工中，水分、灰尘通常覆盖于集料表面，它阻止沥青与集料的紧密接触，这将导致剥落度增加。集料表面的灰尘可使覆盖程度减小，可导致沥青粘附性增加，为了提高沥青的湿润程度，可使用低粘附性或者增加混合料的温度。集料的表面积越大，则沥青的稳定性越好。
（2）化学反应理论：酸性岩石混合料比碱性岩石混合料的剥落严重，这是由于集料被沥青湿润时吸附作用发生在沥青与集料表面，接着在其之间发生化学反应。在多数沥青与酸性集料之间发生的化学反应，同多数沥青与碱性集料之间发生的化学反应并不一样剧烈。从而，减少酸性集料可增加沥青集料的化学反应能力，因而可减小剥落的破坏。
（3）表面能理论：沥青的湿润能力是指沥青与集料表面的紧密接触能力，沥青的湿润能力也与其他液体一样，与其自身的液体有关。当沥青扩散并湿润集料表面时，会产生能量交换，这种交换是一种表面现象，它依靠沥青与集料的紧密接触和相互吸引，水与集料的粘附力比沥青与集料的粘附张力要大，因此水分就可侵入沥青、集料表面，形成水、沥青、集料的表面接触，在沥青与集料之间的内部张力随集料类型和沥青品种不同而异。
（4）分子定向理论：当沥青与集料表面紧密接触时，沥青分子定向，以便适应集料能量需求。水分子是偶极分子，而沥青分子通常是无极性分子，拥有更多极性的水分子很容易满足集料表面的能量需求。
3、沥青混凝土的性质
（1）集料性质的影响：集料对水吸附能力的大小不同，酸性集料对水吸附能力比沥青大，碱性集料对水的吸附能力相对较小。集料的性质如化学特性、表面积、孔隙大小、粒径对水稳性破坏的影响与矿物成分相比会产生大的不同。
（2）沥青性质：粘附性高的沥青对于抵抗水分的置换比粘附性低的沥青要好，这是由于在粘附性高的沥青中存在有较多的极性物质，并具有良好的湿润性。
（3）混合料类型：对于热拌密级配混合料，除有较大的孔隙率外，一般将不产生剥落现象。含有较大空隙率，较多水分及沥青用量不足，集料表面覆盖的密级配混合料均会导致剥落。对于冷拌开级配混合料，具有较好的抗剥落性，这是由于使用抗剥落剂乳化混合料或加厚沥青对集料的裹覆而致。
4、施工期气候条件的影响
在沥青混凝土路面施工时的气候条件对沥青路面水稳性的影响是很敏感的，如果天气冷、湿、潮，那么水稳性破坏就易发生。其次压实不完全，由于含有较多孔隙，从而使水分易于侵入混合料中而导致剥落。此外，施工后的环境条件（气候条件及交通荷载作用），湿度，冻融循环及干湿循环都将对剥落产生影响。显然水分是沥青混合料产生破坏的根源，在所有条件相同时，交通荷载将加重水稳性的破坏。路面地下水排泄能力差，也可加速水害发生。
二、沥青路面水损害的预防措施
1、科学选择面层的结构形式
首先应确保面层有足够的结构强度、防滑性能以及温度稳定性，其次还应保障结构的防水性。所以，在沥青面层中应设置一层密级配沥青混凝土，避免雨水下渗。
2、保证沥青路面的施工质量
在沥青路面施工过程中，应重点控制半刚性基层的施工质量。合理选择施工材料，有效控制基层混合料的配合比及碾压过程中的含水量。其次，保障面层的压实度及均匀性。在施工过程中，应严格落实施工中的各个环节，使面层的防水性能得到有效改善。
3、提升沥青同集料间的粘结力
沥青以及集料之间的粘结力的大小，主要是由沥青的性能以及集料的品质来决定。因此就需要选择规格尺寸均匀以及表面洁净干燥无灰尘、无风化，并且选择质地坚硬以及扁平细长颗粒含量少的集料。并且集料的表面还需要有一定的粗糙度，这样对沥青来包裹集料非常有利，通常不宜采用外表光滑圆润的卵石，需要利用破碎机破碎之后才能使用。另外，还需要优先选择碱性石料，由于其和沥青的化学吸附的作用强，尤其是对于花岗岩、石英岩、砂岩等酸性石料就需要掺加消石灰粉、生石灰粉、水泥或其它抗剥离剂，用来对沥青和集料的粘结性进行改善。沥青尽可能的选择高软化点以及低针入度和高粘度的优质沥青，不宜使用含蜡高的沥青，同时，提高沥青的粘附性还能在沥青中使用改性沥青来提高沥青的粘附性，施工中为改善沥青路面的粘结性，可将沥青混合料的施工油石比比设计油石比调高0.1%～0.2%。
4、改善沥青路面的排水设施
重视沥青路表排水系统的设计过程，提升路面结构层的排水效果。在对路面排水进行操作时，应结合路面的横坡和路线的纵坡来排水。对于结构层的排水，应重视沥青下封层的设置，使路面排水达到均匀效果。
5、及时治理沥青路面的渗水问题
对于已经出现渗水的沥青路面，必须运用有效的措施恢复沥青路而的防水性能，降低水对路而的破坏性。一般运用的方法卞要包括以下几种：稀浆封层处理、热沥青混合料罩面处理、表面处理等，或上述多种方法相结合实施综合改善。
结语
对于沥青路面而言，水损害是破坏路面质量、降低路面使用寿命的主要危害之一，相关工作人员应对其予以重视，在路面投入使用前，对其进行渗水试验检测，并且及时对渗水问题进行处理。科学选取沥青路面的面层结构，确保沥青路面的施工质量，尽量增强沥青的黏结性，对路面的排水设施进行改善，从而确保人们出行舒适、畅通。
参考文献：
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