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摘要: 水损坏主要是指路面结构层透入水后使路面产生的早期破坏现象。主要表现为沥青表层从集料表面脱落,失去附着力的过程,对沥青路面的质量和安全性影响很大。因此,从外因和内因两方面分析沥青路面的水损坏原因,并针对这些因素,提出相应的对策。
关键词: 沥青路面;水损坏;粘附能力;路面结构;排水设计
中图分类号:TU1文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0420101-01
1 沥青路面水损坏的特点
沥青路面水损坏是一个普遍存在的路面损坏问题,水对路面的破坏主要表现为:降低路面材料和路基土的强度;长期的浸水,易造成沥青混合料中沥青与石料的剥落;造成路面裂缝处淤泥和路肩的损坏,在行车荷载动水压力作用下,淤泥处易造成局部承载能力的大幅下降;渗入路面结构中的水可能在降温冰冻过程中造成路面冻胀破坏。
2 沥青路面水损坏的内外部因素
2.1 沥青路面水损坏的外部因素。与之相关的外部因素主要有路面积水、油污和施工工艺等。
2.1.1 路面积水。首先,长时间的雨雪天气均可造成路面大面积水;其次,路面绿化隔离带的浇灌,以及夏季为降温消暑路面不间断的洒水等;最后,季节交替变化也造成路面长期处于湿润状态,这种现象在寒冷地区尤为明显。
2.1.2 油污染。柴油和汽油对沥青有溶解作用,沥青路面施工和使用过程中的油污染也会引起水损坏。这类损坏的表现形式是出现孤立的坑槽,其周边的沥青路面是完好的,一般不会迅速扩大,而且这类坑槽通常发生在通车后不久。
2.1.3 施工碾压的影响。施工工艺对混合料的水稳定性的影响集中体现在压实上,没有得到很好的压实的混合料,孔隙率较大,通车后形成不正常的车辙,更严重的是水进入孔隙成为水损坏的祸根。
2.2 沥青路面水损坏的内部因素。内部因素主要与沥青特性、集料和施工条件等关系较为密切。
2.2.1 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;同时,沥青特性又受集料的岩性影响;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。
2.2.2 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,使沥青表层从集料表面撑开。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。
2.2.3 沥青混合料的离析和温度不均匀的影响。沥青混合料离析和沥青路面局部压实度不均匀是造成路面局部损坏的原因之一。离析表现为混合料粗细集料和沥青含量不均匀,如在同一个区域内粗细集料不均匀,偏离了设计级配,沥青含量与设计的最佳含量不一致等。造成沥青路面不均匀的原因是沥青混合料粗细集料离析和施工时混合料温度不均匀导致的压实度的差异,分别称为集料离析和温度离析。
3 沥青路面水损坏的防范措施
3.1 路面结构的防水与排水设计。水是水损坏的根源。防止水损坏的措施一是封,二是排。即千方百计防止水进入路面中,万一进入,要能及时排出。做好路面防水与排水工作非常重要,路面排水设计的原则是使路面降水尽快通过路表径流排走,进入路面结构内部的水以尽快的速度通过路面结构内部排水系统排走。路面排水设计主要分为以下三类:中夹分隔带排水、硬路肩排水和路面结构内部排水。
3.2 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污染。摊铺过程中对摊铺机的滑靴不能擦过多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,防止沥青混合料粘轮,一旦出现粘轮,应采用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。
3.3 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: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;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%;如果集料抗剥离能力不足,可掺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;可采用改性沥青,以提高胶结料的粘附能力。
3.4 沥青路面施工中水损坏的预防措施。改善路面施工工艺,控制好路面压实度。从机械的配置入手,抓压实工序过程控制,严格检验保证压实满足要求。采用合理的集料粒径和适宜的沥青层厚度。现行沥青层的集料粒径普遍偏大,与其匹配的压实度厚度偏薄,不利于压实,也不利于矿料骨架的形成,因此应采用多层结构,并且沥青混合料层的设计厚度不宜小于最大粒径的3倍。有效地控制沥青混合料离析与温度的不均匀性。
3.5 及时合理的养护对策。加强巡查,及时发现初期损坏、失效的排水设施,立即采取措施进行补救;发现有唧浆及小的局部网裂,立即挖补;采用冷补材料,加快补坑;发现路面开裂立即封缝;对渗水严重的路段尽快采用微表处理全面封水;根据损坏程度采取不同养护方式。
4 结语
沥青路面水损坏涉及设计、施工和养护等众多环节,而路面结构设计的影响尤其重要。因此,道路设计和施工单位应该多方沟通、协作,把沥青路面的水损坏现象降到最低,确保公路的质量和寿命。
参考文献:
[1]李丽,我国高等级公路沥青路面水损害的原因与对策[J].科技经济市场,2006,(8).
[2]史果香,沥青路面水损坏形成机理与防止对策[J].山西建筑,2009,(8).
[3]刘松、曹林涛,沥青路面水损坏原因及预防措施[A].第六届全国路面材料及新技术研讨会,乌鲁木齐,2005.
[4]罗英,影响高速公路沥青路面水损坏的路面结构因素分析[J].中国高新技术企业,2009,(9).
[5]严江峰,沥青路面水损坏的原因及防治措施[J].科技情报开发与经济,2009,(10).
作者简介:
汪杰龙(1979-),中专,助理工程师,就职于甘肃路桥集团第三公路工程有限公司。
关键词: 沥青路面;水损坏;粘附能力;路面结构;排水设计
中图分类号:TU1文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0420101-01
1 沥青路面水损坏的特点
沥青路面水损坏是一个普遍存在的路面损坏问题,水对路面的破坏主要表现为:降低路面材料和路基土的强度;长期的浸水,易造成沥青混合料中沥青与石料的剥落;造成路面裂缝处淤泥和路肩的损坏,在行车荷载动水压力作用下,淤泥处易造成局部承载能力的大幅下降;渗入路面结构中的水可能在降温冰冻过程中造成路面冻胀破坏。
2 沥青路面水损坏的内外部因素
2.1 沥青路面水损坏的外部因素。与之相关的外部因素主要有路面积水、油污和施工工艺等。
2.1.1 路面积水。首先,长时间的雨雪天气均可造成路面大面积水;其次,路面绿化隔离带的浇灌,以及夏季为降温消暑路面不间断的洒水等;最后,季节交替变化也造成路面长期处于湿润状态,这种现象在寒冷地区尤为明显。
2.1.2 油污染。柴油和汽油对沥青有溶解作用,沥青路面施工和使用过程中的油污染也会引起水损坏。这类损坏的表现形式是出现孤立的坑槽,其周边的沥青路面是完好的,一般不会迅速扩大,而且这类坑槽通常发生在通车后不久。
2.1.3 施工碾压的影响。施工工艺对混合料的水稳定性的影响集中体现在压实上,没有得到很好的压实的混合料,孔隙率较大,通车后形成不正常的车辙,更严重的是水进入孔隙成为水损坏的祸根。
2.2 沥青路面水损坏的内部因素。内部因素主要与沥青特性、集料和施工条件等关系较为密切。
2.2.1 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;同时,沥青特性又受集料的岩性影响;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。
2.2.2 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,使沥青表层从集料表面撑开。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。
2.2.3 沥青混合料的离析和温度不均匀的影响。沥青混合料离析和沥青路面局部压实度不均匀是造成路面局部损坏的原因之一。离析表现为混合料粗细集料和沥青含量不均匀,如在同一个区域内粗细集料不均匀,偏离了设计级配,沥青含量与设计的最佳含量不一致等。造成沥青路面不均匀的原因是沥青混合料粗细集料离析和施工时混合料温度不均匀导致的压实度的差异,分别称为集料离析和温度离析。
3 沥青路面水损坏的防范措施
3.1 路面结构的防水与排水设计。水是水损坏的根源。防止水损坏的措施一是封,二是排。即千方百计防止水进入路面中,万一进入,要能及时排出。做好路面防水与排水工作非常重要,路面排水设计的原则是使路面降水尽快通过路表径流排走,进入路面结构内部的水以尽快的速度通过路面结构内部排水系统排走。路面排水设计主要分为以下三类:中夹分隔带排水、硬路肩排水和路面结构内部排水。
3.2 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污染。摊铺过程中对摊铺机的滑靴不能擦过多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,防止沥青混合料粘轮,一旦出现粘轮,应采用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。
3.3 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: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;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%;如果集料抗剥离能力不足,可掺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;可采用改性沥青,以提高胶结料的粘附能力。
3.4 沥青路面施工中水损坏的预防措施。改善路面施工工艺,控制好路面压实度。从机械的配置入手,抓压实工序过程控制,严格检验保证压实满足要求。采用合理的集料粒径和适宜的沥青层厚度。现行沥青层的集料粒径普遍偏大,与其匹配的压实度厚度偏薄,不利于压实,也不利于矿料骨架的形成,因此应采用多层结构,并且沥青混合料层的设计厚度不宜小于最大粒径的3倍。有效地控制沥青混合料离析与温度的不均匀性。
3.5 及时合理的养护对策。加强巡查,及时发现初期损坏、失效的排水设施,立即采取措施进行补救;发现有唧浆及小的局部网裂,立即挖补;采用冷补材料,加快补坑;发现路面开裂立即封缝;对渗水严重的路段尽快采用微表处理全面封水;根据损坏程度采取不同养护方式。
4 结语
沥青路面水损坏涉及设计、施工和养护等众多环节,而路面结构设计的影响尤其重要。因此,道路设计和施工单位应该多方沟通、协作,把沥青路面的水损坏现象降到最低,确保公路的质量和寿命。
参考文献:
[1]李丽,我国高等级公路沥青路面水损害的原因与对策[J].科技经济市场,2006,(8).
[2]史果香,沥青路面水损坏形成机理与防止对策[J].山西建筑,2009,(8).
[3]刘松、曹林涛,沥青路面水损坏原因及预防措施[A].第六届全国路面材料及新技术研讨会,乌鲁木齐,2005.
[4]罗英,影响高速公路沥青路面水损坏的路面结构因素分析[J].中国高新技术企业,2009,(9).
[5]严江峰,沥青路面水损坏的原因及防治措施[J].科技情报开发与经济,2009,(10).
作者简介:
汪杰龙(1979-),中专,助理工程师,就职于甘肃路桥集团第三公路工程有限公司。