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摘要：本文论述了沥青路面水损害的原因，并对其因素进行分析，探讨防治沥青路面水损害问题的措施。
关键词：水损害 沥青路面 空隙率
Abstract: this paper discusses the cause of the water damage of asphalt pavement, and the factor analysis, this paper discusses the asphalt pavement water damage prevention and control measures.
Keywords: water damage the asphalt pavement air void
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号
1 概述
公路交通在社会不断的进步与发展中起着举足轻重的作用，广大交通战线的建设者倾全力保障着公路的畅通，为社会营造着舒适畅通的公路交通环境。但是，随着国民经济的迅猛发展，公路交通量日渐增多，特种车辆层出不穷，加之气候及其它因素的影响，各种不同类型的公路路面病害也屡见不鲜。而一些高等级公路的某些路段出现了泛油现象，开始时颜色较浅，并拌有轻微沉陷。随着时间的推移，特别是长期下雨后，路面的颜色愈来愈黑，并出现轮迹处路面向两边推挤而隆起，轮迹处继续沉陷，再发展，靠近轮迹的隆起部分破损，很快就出现松散、坑洞。松散的集料表面光溜溜的，沥青膜已剥落贻尽。这些都是典型水损害现象。下面就个人在沥青路面水损害的研究及水损害处理的经验上，谈谈自己的见解。
2沥青路面水损害原因及因素分析
2.1 我国现行规范关于沥青混合料水损害的技术指标
交通部行业标准《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032）中规定：按水煮法试验所有的集料与沥青的粘附性大于4级；按马歇爾试验所有的沥青混合料残留稳定度大于80%。以及最近，在《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）中已增加了使用简化的洛特曼法间接抗拉强度比TSR不小于70%，存在一些缺陷，还控制不了水损害。如规范本身的关于粘附性指标以及混合料残留马歇尔稳定度的指标，与路面水损害并没有建立起很好的关系。水损害主要是发生在我国南方多雨潮湿地区，而气温低于-21.5℃的北方，降雨量较少，水损害不应是一个严重问题，倒是南方多雨潮湿地区再加上冰冻的地区，十分需要一个更能反映混合料水损害特性的技术指标。
2.2路面压实度不足
压实度不足是早期水损害最普遍的原因。按照《沥青路面施工及验收规范》( GB50092 - 96) 规定, Ⅰ型级配沥青混合料空隙率为3 %～6 % , Ⅱ型级配为4 %～10 % ,这个空隙率是指室内作为标准密度的马歇尔试件的空隙率,按照下式计算
V v = (1 -ρs/ρt ) ×100 (1)
式中:ρs———试件的视密度(g/ cm3)
ρt———沥青混合料最大密度(或理论密度) ( s/cm3)
现场钻取芯样的空隙率为:
V v = (1 - Kρs/ρt ) ×100 + (1 - K) ×100(2)
式中: K———场压实度( %)
按照式（2） 经过计算得出的室内计算空隙率和工地实际的芯样空隙率如表1 所列。
从表1 看出,工地实际的芯样空隙率远较室内马歇尔试件的空隙率大,若压实达不到要求,则空隙率很大。这样大的空隙率,雨后势必会在路面中积水。沥青面层中的水无法排出,沥青混合料在饱水后石料与沥青粘附力降低,易发生剥落、松散,降低沥青路面的抗剪强度。冬季降水后,水冻结时体积增大约9 % ,在沥青路面内部产生冻胀应力;温度升高,冻融化,在冻融循环的作用下,沥青混合料松散,从而出现坑洞等早期破坏。
2.3路面排水系统不健全
以沪宁高速公路江苏段为例，沥青路面上面层级配采用AC-16B型，其级配比部颁规范中AC-16I型粗，上面层空隙率大，易渗水。而原路面没有设计排水结构层，只是希望在上面层和中面层之间排水，同时在路肩上设置了碎石盲沟，通过碎石盲沟将上、中面层间的水排出。事实上，由上面层渗入的水，无法从碎石盲沟排出，而长期滞留在路面中，使得水份通过孔隙进入沥青路面结构层内，并浸入矿质集料内，由于表面张力的作用，使沥青与集料间的联结被削弱或完全剥离，汽车轮胎对路面挤压搓揉作用及路面间的真空吸附作用加速了剥离的进程，致使路面很快损坏。
2.4材料及矿料级配原因
沥青与集料间的联结力是影响沥青路面寿命的一个重要因素。已有的研究认为有多种因素影响沥青与集料间的联结力，如采用二氧化硅含量高的石料（俗称酸性石料）；沥青和集料的表面张力；沥青和集料的化学成分；沥青的粘度；集料的吸附能力；集料的清洁程度；集料的含水量。
认真选择面层矿料级配非常重要,最主要的指标是混合料的设计空隙率和路面的实际空隙率。据研究,沥青路面的实际空隙率在7 %以下时,沥青层中的水在荷载作用下一般不会产生动水压力,不容易造成水损害破坏。排水性混合料的路面空隙率大于15 %时,水能够在空隙中自由流动,也不易造成水损害破坏。而当路面的实际空隙率在7 %～15 %范围内时,水容易进入混合料内,且在荷载作用下易产生较大的毛细压力或为动水压力,造成沥青混合料的水损害破坏。在具体选择某层的矿料级配时除考虑不透水性外,还要考虑混合料的高温强度性,对表面层混合料则还要考虑抗滑性。
3 防治措施
3.1 严格控制施工质量
拌合过程中加大马歇尔试验频率, 严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标, 必要时对混合料进行特殊配合比设计。严格控制涂料的孔隙率，对于密级配沥青混凝土来说，目标孔隙率应该控制在4%左右。在摊铺混合料时, 摊铺温度应控制在130℃- 150℃为宜, 摊铺厚度均匀, 压实设备数量应配套, 速度控制在2m/min 左右, 碾压遍数不能太少, 以免混合料孔隙过大。提高压实效果，保证路面压实度。
3.2 严格控制沥青混合料的质量
骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉, 确保混合料的抗剥落性能, 同时应尽量降低骨料的含水量。混合料配合比设计, 实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计, 根据当地的气候条件和交通情况做具体分析, 尽量互相兼顾。
3.3 建立建全路面排水系统，延长沥青路面的使用寿命。
结论
沥青路面水损害现象的日益严重，也使路面水损害问题得到更多的重视。虽然目前对沥青路面水损害破坏还缺乏系统的宣研究，但是多年的经验和实践已使人们对这个问题具有足够的定性认识。要解决沥青路面水损害的问题，不仅要合理进行路面结构设计，保证施工质量，而且需要提高现有的相关技术标准，科学合理的选取试验试件。
参考文献
1公路沥青路面施工技术规范（JTJ032-94）.北京：人民交通出版社.19942贾渝，张全庚。对我国当前沥青路面技术标准的若干看法[J].华东公路，1999，4
《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97），人民交通出版社，1997
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：水损害 沥青路面 空隙率
Abstract: this paper discusses the cause of the water damage of asphalt pavement, and the factor analysis, this paper discusses the asphalt pavement water damage prevention and control measures.
Keywords: water damage the asphalt pavement air void
中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号
1 概述
公路交通在社会不断的进步与发展中起着举足轻重的作用，广大交通战线的建设者倾全力保障着公路的畅通，为社会营造着舒适畅通的公路交通环境。但是，随着国民经济的迅猛发展，公路交通量日渐增多，特种车辆层出不穷，加之气候及其它因素的影响，各种不同类型的公路路面病害也屡见不鲜。而一些高等级公路的某些路段出现了泛油现象，开始时颜色较浅，并拌有轻微沉陷。随着时间的推移，特别是长期下雨后，路面的颜色愈来愈黑，并出现轮迹处路面向两边推挤而隆起，轮迹处继续沉陷，再发展，靠近轮迹的隆起部分破损，很快就出现松散、坑洞。松散的集料表面光溜溜的，沥青膜已剥落贻尽。这些都是典型水损害现象。下面就个人在沥青路面水损害的研究及水损害处理的经验上，谈谈自己的见解。
2沥青路面水损害原因及因素分析
2.1 我国现行规范关于沥青混合料水损害的技术指标
交通部行业标准《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032）中规定：按水煮法试验所有的集料与沥青的粘附性大于4级；按马歇爾试验所有的沥青混合料残留稳定度大于80%。以及最近，在《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97）中已增加了使用简化的洛特曼法间接抗拉强度比TSR不小于70%，存在一些缺陷，还控制不了水损害。如规范本身的关于粘附性指标以及混合料残留马歇尔稳定度的指标，与路面水损害并没有建立起很好的关系。水损害主要是发生在我国南方多雨潮湿地区，而气温低于-21.5℃的北方，降雨量较少，水损害不应是一个严重问题，倒是南方多雨潮湿地区再加上冰冻的地区，十分需要一个更能反映混合料水损害特性的技术指标。
2.2路面压实度不足
压实度不足是早期水损害最普遍的原因。按照《沥青路面施工及验收规范》( GB50092 - 96) 规定, Ⅰ型级配沥青混合料空隙率为3 %～6 % , Ⅱ型级配为4 %～10 % ,这个空隙率是指室内作为标准密度的马歇尔试件的空隙率,按照下式计算
V v = (1 -ρs/ρt ) ×100 (1)
式中:ρs———试件的视密度(g/ cm3)
ρt———沥青混合料最大密度(或理论密度) ( s/cm3)
现场钻取芯样的空隙率为:
V v = (1 - Kρs/ρt ) ×100 + (1 - K) ×100(2)
式中: K———场压实度( %)
按照式（2） 经过计算得出的室内计算空隙率和工地实际的芯样空隙率如表1 所列。
从表1 看出,工地实际的芯样空隙率远较室内马歇尔试件的空隙率大,若压实达不到要求,则空隙率很大。这样大的空隙率,雨后势必会在路面中积水。沥青面层中的水无法排出,沥青混合料在饱水后石料与沥青粘附力降低,易发生剥落、松散,降低沥青路面的抗剪强度。冬季降水后,水冻结时体积增大约9 % ,在沥青路面内部产生冻胀应力;温度升高,冻融化,在冻融循环的作用下,沥青混合料松散,从而出现坑洞等早期破坏。
2.3路面排水系统不健全
以沪宁高速公路江苏段为例，沥青路面上面层级配采用AC-16B型，其级配比部颁规范中AC-16I型粗，上面层空隙率大，易渗水。而原路面没有设计排水结构层，只是希望在上面层和中面层之间排水，同时在路肩上设置了碎石盲沟，通过碎石盲沟将上、中面层间的水排出。事实上，由上面层渗入的水，无法从碎石盲沟排出，而长期滞留在路面中，使得水份通过孔隙进入沥青路面结构层内，并浸入矿质集料内，由于表面张力的作用，使沥青与集料间的联结被削弱或完全剥离，汽车轮胎对路面挤压搓揉作用及路面间的真空吸附作用加速了剥离的进程，致使路面很快损坏。
2.4材料及矿料级配原因
沥青与集料间的联结力是影响沥青路面寿命的一个重要因素。已有的研究认为有多种因素影响沥青与集料间的联结力，如采用二氧化硅含量高的石料（俗称酸性石料）；沥青和集料的表面张力；沥青和集料的化学成分；沥青的粘度；集料的吸附能力；集料的清洁程度；集料的含水量。
认真选择面层矿料级配非常重要,最主要的指标是混合料的设计空隙率和路面的实际空隙率。据研究,沥青路面的实际空隙率在7 %以下时,沥青层中的水在荷载作用下一般不会产生动水压力,不容易造成水损害破坏。排水性混合料的路面空隙率大于15 %时,水能够在空隙中自由流动,也不易造成水损害破坏。而当路面的实际空隙率在7 %～15 %范围内时,水容易进入混合料内,且在荷载作用下易产生较大的毛细压力或为动水压力,造成沥青混合料的水损害破坏。在具体选择某层的矿料级配时除考虑不透水性外,还要考虑混合料的高温强度性,对表面层混合料则还要考虑抗滑性。
3 防治措施
3.1 严格控制施工质量
拌合过程中加大马歇尔试验频率, 严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标, 必要时对混合料进行特殊配合比设计。严格控制涂料的孔隙率，对于密级配沥青混凝土来说，目标孔隙率应该控制在4%左右。在摊铺混合料时, 摊铺温度应控制在130℃- 150℃为宜, 摊铺厚度均匀, 压实设备数量应配套, 速度控制在2m/min 左右, 碾压遍数不能太少, 以免混合料孔隙过大。提高压实效果，保证路面压实度。
3.2 严格控制沥青混合料的质量
骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉, 确保混合料的抗剥落性能, 同时应尽量降低骨料的含水量。混合料配合比设计, 实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计, 根据当地的气候条件和交通情况做具体分析, 尽量互相兼顾。
3.3 建立建全路面排水系统，延长沥青路面的使用寿命。
结论
沥青路面水损害现象的日益严重，也使路面水损害问题得到更多的重视。虽然目前对沥青路面水损害破坏还缺乏系统的宣研究，但是多年的经验和实践已使人们对这个问题具有足够的定性认识。要解决沥青路面水损害的问题，不仅要合理进行路面结构设计，保证施工质量，而且需要提高现有的相关技术标准，科学合理的选取试验试件。
参考文献
1公路沥青路面施工技术规范（JTJ032-94）.北京：人民交通出版社.19942贾渝，张全庚。对我国当前沥青路面技术标准的若干看法[J].华东公路，1999，4
《公路沥青路面设计规范》（JTJ014-97），人民交通出版社，1997
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。