沥青路面水损害及处理
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摘要：本文通过分析沥青路面水损害的原因，进而提出防止沥青路面水损害的技术措施，有效改善沥青路面质量，提高服务能力。
关键词：沥青路面 水损坏
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：
引言：沥青路面在我国道路建设中得到了广泛应用,但随着道路快速发展，对沥青路面水损害引起的早期破坏问题的认识及采取相应的处理方法，将有效改善沥青路面质量，延长路面使用寿命，降低养护维修成本，提高服务能力。
沥青路面水损害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。水损害是道路沥青路面最严重的早期损坏原因之一，其作用机理主要是粘附理论:沥青作为结合料在混合料中的主要作用是将各种粗细集料粘附在一起,成为一个整体,在没有水的情况下,沥青与集料的粘结一般不会有任何问题。由于水的极性极强,它比沥青更容易浸润集料的表面,水分逐步浸入到沥青与集料的界面上,使沥青与集料粘附被削弱或完全剥离，汽车轮胎对路面的挤压搓揉作用而引起的对路面的破坏。
针对水损害这个世界性难题，国内外道路科研工作者对其形成机理、影响因素，评价水损害的试验方法、指标及水损害的控制、防治等各个方面都进行过系统研究：
一、水损坏现象的类型及其作用机理沥青路面较为普遍的水损害现象有麻面、松散、掉粒、坑洞、唧浆、网裂、辙槽等。 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、水损坏产生的原因及影响沥青路面水稳定性的因素导致沥青膜剥落产生水损坏的原因可从以下几方面进行分析。 1.沥青与集料的粘附性能沥青与集料的粘附性主要受自身性质的影响。如沥青与矿料的化学成分，沥青与矿料表面的界在张力，沥青的粘性，矿料的空隙率，矿料的含水量和含泥量等。研究表明，若粘附性不足4级以上，沥青膜容易脱离，造成路面水损害。 2.沥青路面施工时的孔隙率，对密级配沥青混合料孔隙率与透水性的研究表明，当沥青路面的孔隙率在8％（相当于设计孔隙率为4％而压实度为96％的情况）以下时，混合料的透水性很小，几乎不透水。然而在沥青路面施工时普遍存在以下问题：现场孔隙率普遍偏大，多分布在8％～15％的范围内；路面压实不足，孔隙率加大；沥青混合料离析导致路面局部压实不均匀，即细集料集中的部位往往沥青含量偏多，孔隙率过小，而粗集料集中的部位则孔隙率过大。这都为水的渗入提供了条件。 3. 对沥青路面结构层内部排水重视不够，甚至基本没有考虑。我国道路沥青路面普遍采用半刚性基层，路面设计时一般不考虑路面结构层内部排水，普遍设计了埋置式路缘石，这就妨碍了路面结构内部的水分排出。
4.其它方面的原因路面开裂、老化加速水损害的发生，并形成恶性循环；道路交通超载严重；温度变化时产生的冻融循环作用；酸雨、车辆渗油对路面的腐蚀；在冬季、雨季气候条件下施工。 三、沥青路面抗水损害技术措施。 1.路面结构层均采用水稳定性好的密实型沥青混凝土实践证明，沥青路面结构层中仅有一层是密实型（I型）的沥青混凝土或仅设一层沥青砂来防止水损害远不能满足要求。一旦水通过各种途径进入到空隙率较大的结构层中，便会滞留于其中，使强度显著降低，并随着交通量的增加，出现水损害现象。 2.改善沥青与矿料之间的粘附性，合理使用粘层油及透层油。为了减轻沥青路面的水损害，改善与提高沥青混合料的水稳定性与耐久性，需要增加沥青与矿料之间的粘附性。经验证明，我国目前所使用的表面层石料与沥青的粘附性都比较差，不能满足技术要求，必须采取抗剥落措施，以改善矿料与沥青之间的粘附性。目前我国常用的抗剥离措施主要是添加抗剥落剂。 3.提高沥青混凝土压实度标准，增加现场空隙率指标国内外大量研究表明，7%的现场空隙率是沥青路面是否产生早期水损害的分水岭，美国SHRP研究成果也提出4%的设计空隙率是最佳的选择。若仍按96%的压实度予以控制，其现场空隙率将达到8%，无法满足水稳定性的要求，施工中控制施工质量，提高沥青混合料的压实度，体现设计人员的思想，是提高沥青路面抗水损害能力的关键。
4.设置路面结构内部排水系统设置良好的路面结构内部排水系统，迅速排除渗入路面结构内的水分，避免自由水在路面结构层中积滞的时间过长，从而改善路面的使用性能的措施能够从根本上解决沥青路面的水损害问题。
5.随沥青用量增加，沥青与矿料问形成的沥青膜变厚，水分不易渗入，从而表现出较好的水稳定性。故适当增加沥青用量，可以提高沥青路面抗水损害能力。结束语：要解决沥青路面的水损害问题应进行沥青路面综合设计，包括排水设计、路面结构综合设计、材料性能要求设计及沥青混合料级配设计等，忽略任何一个方面都有可能导致路面水损害。代表我国沥青路面发展前沿的改性沥青路面、沥青玛蹄脂碎石路面、多碎石沥青混凝土路面、高性能沥青路面等均可以在不同角度或方面提高沥青路面的抗水损害能力，此外合理选择利用抗剥落剂也是一种较为经济的方法。
参考文献：
1、《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）
2、《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）
3、《城镇道路工程施工与质量验收规范 》（CJJ1-2008）