市政道路瀝青路面水損壞原因分析與對(duì)策研究

王學(xué)軍

摘 要：近年來(lái)，隨著交通量的不斷增長(zhǎng)及軸載的加大，部分瀝青路面在通車兩年甚至半年就出現(xiàn)出了如裂縫、變形、表面損壞及水損壞等初期破壞，其中水損壞是最為普遍的損壞形式，其嚴(yán)重影響了路面的使用品質(zhì)，因此對(duì)瀝青路面的初期水損壞產(chǎn)生的原因及防治進(jìn)行研究意義重大。

關(guān)鍵詞：市政道路；瀝青路面；水損壞

瀝青混凝土路面因?yàn)槠渚哂斜姸嗟膬?yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于市政道路的建設(shè)中，而水損害是公路瀝青路面常見病害之一，與之相關(guān)路面會(huì)出現(xiàn)麻面、剝離、掉粒松散等一系列問(wèn)題，使得路面的基層受到損害，從而發(fā)生龜裂等現(xiàn)象，瀝青路基變形會(huì)發(fā)生沉降、開裂及坍塌等，這些問(wèn)題嚴(yán)重影響著路面的服務(wù)水平和使用壽命。必須要針對(duì)這些病害認(rèn)真分析其影響因素并提出了相應(yīng)的防治對(duì)策。

1 市政道路瀝青路面水損害類型

1、松散類。松散類主要是指市政道路中瀝青的面層在孔隙水壓力的反復(fù)作用下，混合料中的集料之間喪失了粘結(jié)力從而變軟直到松垮，瀝青膜從集料表面剝落，導(dǎo)致了麻面和松散現(xiàn)象的出現(xiàn)。集料顆粒逐漸掉粒、流失逐漸形成許多大小不同的坑洞（主要發(fā)生在局部松散處）。因此松散類主要包括瀝青路面的麻面、松散、掉粒、坑洞等現(xiàn)象。

2、裂縫類。裂縫類主要是網(wǎng)裂的產(chǎn)生，形成機(jī)理是，半剛性基層基頂結(jié)合料與從路表連通孔隙及裂縫處下滲的水混合，加上市政道路上行駛車輛壓力的反復(fù)作用下，形成了高速動(dòng)水壓力沖刷，沖刷主要作用在基頂，使得基頂形成灰漿。灰漿如果從裂縫中被擠壓出來(lái)就是平常見到的唧漿現(xiàn)象。如果基層的結(jié)合料不斷漸漸流失，瀝青路面的面層也會(huì)隨著底部脫空而逐漸形成沉陷、網(wǎng)裂。

3、變形類。市政道路在車輛行駛荷載壓力的作用下，留在面層中的水使得粗集料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落，混合料的強(qiáng)度不斷下降，使得混合料之間完全松散。行車輪跡帶下不僅出現(xiàn)了壓縮變形現(xiàn)象，更使得剪切破壞嚴(yán)重。而車轍就是輪下松散的瀝青混合料向兩側(cè)擠出并且凸起形成的。在通常情況下路面車轍槽內(nèi)還伴隨有噴漿和網(wǎng)裂等現(xiàn)象。

2 市政道路瀝青路面水損害產(chǎn)生的原因

1、瀝青與集料的粘附性能

瀝青和集料的自身性質(zhì)影響了它們之間的粘附性能，比如，礦料和瀝青所構(gòu)成的化學(xué)成分，臨界表面張力值，礦料的孔隙率和瀝青表面的粘度，集料的含水量含沙量和含泥量等都會(huì)影響到瀝青與集料的粘附性能。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和研究表明，當(dāng)粘附性小于四級(jí)時(shí)，就容易使得瀝青膜脫落，從而造成市政道路瀝青路面的水損害。

2、瀝青路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水

在市政道路瀝青路面的施工中，施工人員往往對(duì)路基和路界的地表排水比較重視，為此也采取了很多的措施，當(dāng)施工人員大多忽視了對(duì)路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的排水。我國(guó)市政道路基本上采用的是半剛性基層，正因如此，在路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)很少考慮到路面面層內(nèi)部的排水，相反都普遍設(shè)置了一些砌筑式路肩、漿砌擋墻等，這些都阻礙了路面結(jié)構(gòu)中進(jìn)入的水無(wú)法排出。

3、評(píng)價(jià)瀝青路面水損害指標(biāo)不合理

評(píng)價(jià)瀝青路面水損害指標(biāo)不合理，主要是通過(guò)水煮法試驗(yàn)評(píng)價(jià)集料與瀝青之間的粘附性的方法不科學(xué)，主要是因?yàn)榧吓c瀝青的粘附性等級(jí)與路面水損害之間的關(guān)系未建立，因此用水煮法的試驗(yàn)結(jié)果受較大主觀因素的影響，而且水煮法一般只使用了9.5-13.2mm的粗集料，與實(shí)際情況有很大的不同，因?yàn)椴糠旨?xì)集料為砂，它跟瀝青的粘附性比較差，但卻沒(méi)有得到評(píng)價(jià)。有些時(shí)候水很難進(jìn)入，因而缺乏足夠的水，瀝青混合料的實(shí)際耐久性通常檢驗(yàn)不出來(lái)。

3 市政道路瀝青路面水損害防治措施

1、選用合適的瀝青與集料

瀝青路面設(shè)計(jì)中，瀝青與集料的選擇是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，必須根據(jù)路面功能要求選用合適的瀝青與集料，保證施工用的瀝青與集料之間有良好的粘結(jié)性能。瀝青與礦料的化學(xué)成分組成、瀝青的粘性、礦料的含水量與含泥量等都是影響粘結(jié)性能的主要因素。例如瀝青與堿性礦料的粘結(jié)力較好，而與酸性礦料的粘結(jié)力往往較差。但在公路建設(shè)中，由于考慮到路面的耐磨抗滑的要求或者地方礦料的供應(yīng)，也會(huì)選用一些酸性礦料。同時(shí)，不同地區(qū)氣候特征的差異，應(yīng)該選擇不同粘度的瀝青，提高瀝青的地區(qū)與季節(jié)適應(yīng)性。

2、優(yōu)選瀝青混合料級(jí)配

根據(jù)瀝青混合料級(jí)配的不同，路面結(jié)構(gòu)中的空隙也會(huì)有不同的程度，水分對(duì)路面的作用也會(huì)因此產(chǎn)生差異?？梢哉f(shuō)，瀝青混合料級(jí)配類型是路面水損害程度的重要影響因素。一般來(lái)說(shuō)，密級(jí)配的瀝青混合料空隙較小，透水性差，水分很難侵入到瀝青混合料內(nèi)部，水損害現(xiàn)象比較少；開級(jí)配的瀝青混合料，結(jié)構(gòu)空隙比較大，水可以在這些空隙中自由流動(dòng)，也不會(huì)產(chǎn)生太大的水損害；而對(duì)于斷級(jí)配的瀝青混合料來(lái)說(shuō)，由于在空隙中容易產(chǎn)生動(dòng)水壓力或毛細(xì)水作用，往往會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的水損害破壞。因此，路面材料應(yīng)盡可能避免選用斷級(jí)配瀝青混合料，這樣有利于控制好路面施工的空隙率。

3、提高基層施工質(zhì)量

基層是面層的支撐，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到面層的平整度和強(qiáng)度形成。通常來(lái)說(shuō)，基層的設(shè)計(jì)厚度在20cm左右，為了達(dá)到強(qiáng)度要求，需要進(jìn)行分層攤鋪和碾壓。基層材料的選用也是這一環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，上基層最好采用水泥穩(wěn)定碎石，透層油可以采用非離子型乳化瀝青，使透層油能夠滲入到基層，形成一個(gè)漸進(jìn)性的過(guò)渡層，提高面層與基層之間的整體強(qiáng)度，也可以有效防止水分進(jìn)入基層。同時(shí)盡量縮短兩層施工的間隔時(shí)間，避免出現(xiàn)上剛下柔的分離結(jié)構(gòu)，提高半剛性基層的整體強(qiáng)度和水溫穩(wěn)定性。

4、控制好路面壓實(shí)度

工程實(shí)踐表明，瀝青混合料的壓實(shí)度達(dá)不到要求是產(chǎn)生水損害的最直接原因。因此，必須嚴(yán)格控制瀝青路面混合料的壓實(shí)功能。首先按照公路等級(jí)要求確定壓實(shí)度限值，以此為標(biāo)準(zhǔn)控制施工時(shí)路面的壓實(shí)度。然后確定碾壓機(jī)械、碾壓次數(shù)以及碾壓方法。但在實(shí)際工程施工中，由于受到施工溫度、操作方法、碾壓次數(shù)等條件的影響，往往造成瀝青路面混合料碾壓效果不佳的情況。有時(shí)為了達(dá)到路面平整度的要求，忽略了對(duì)碾壓不足部位的壓實(shí)效果。這都會(huì)給路面使用期產(chǎn)生水損害帶來(lái)了不良的因素。

5、及時(shí)修補(bǔ)路面病害

公路施工建設(shè)是質(zhì)量控制的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，但路面的后期維修養(yǎng)護(hù)也是不可忽視的環(huán)節(jié)。瀝青路面容易產(chǎn)生松散、剝落、坑槽等病害。由于季節(jié)氣候或者材料使用環(huán)境等的限制，路面病害修補(bǔ)往往呈現(xiàn)滯后的現(xiàn)象。在車輛荷載的作用下，病害會(huì)迅速惡化，更為水分侵入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部提供了條件，造成更為嚴(yán)重的破壞。

同時(shí)要轉(zhuǎn)變路面養(yǎng)護(hù)理念，提高對(duì)小病害的重視，加強(qiáng)日常巡查養(yǎng)護(hù)，做到隨時(shí)隨地及時(shí)修補(bǔ)，不要等到病害發(fā)展嚴(yán)重了再進(jìn)行路面修補(bǔ)工作，這將會(huì)帶來(lái)更大的工作量和經(jīng)濟(jì)損失。

6、優(yōu)化養(yǎng)護(hù)資源配置

瀝青路面的養(yǎng)護(hù)資源落后主要表現(xiàn)在養(yǎng)護(hù)人員的專業(yè)技能低下、養(yǎng)護(hù)技術(shù)落后和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用欠缺三個(gè)方面。我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)相對(duì)落后，首先表現(xiàn)在路面病害的養(yǎng)護(hù)材料方面，目前路面病害的材料多采用熱拌瀝青混合料，其施工氣候條件要求高、施工工藝復(fù)雜、修補(bǔ)時(shí)需要加熱等缺點(diǎn)，都影響了瀝青路面的修補(bǔ)工作。其次修補(bǔ)工作多為人工修補(bǔ)，施工速度慢，質(zhì)量難以控制。路面的養(yǎng)護(hù)也需要經(jīng)費(fèi)來(lái)源，但由于對(duì)路面養(yǎng)護(hù)的重視不足，各地公路后期養(yǎng)護(hù)的經(jīng)費(fèi)都很欠缺，嚴(yán)重阻礙了養(yǎng)護(hù)工作的進(jìn)行，未能及時(shí)防治瀝青路面水損害的發(fā)展。因此，各地區(qū)公路營(yíng)運(yùn)管理部門要加強(qiáng)對(duì)公路后期養(yǎng)護(hù)的認(rèn)識(shí)，盡可能為公路的養(yǎng)護(hù)配備充足的資源。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，市政道路瀝青路面的水損害不僅與材料和設(shè)計(jì)等有關(guān)，而且與瀝青路面的施工質(zhì)量的關(guān)系非常大，防治水損害必須要從施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保證路面的質(zhì)量。水損害的防治是一個(gè)綜合的防治過(guò)程，要想從某一方面來(lái)防治水損害的發(fā)生是不現(xiàn)實(shí)的、也是不可能的，因此必須對(duì)瀝青路面水損害防治措施進(jìn)行不斷探究，才能延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。

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