论文部分内容阅读
摘要：沥青路面水损害是沥青混凝土路面的早期病害，是公路的普遍存在的现象，对公路的正常使用造成了严重的威胁，应该引起广泛的关注和高度的重视。本文对水损害的成因进行了分析和探讨，并结合工程实际提出了相应的防治对策和具体的措施。
关键词：沥青混凝土路面；水损害；成因防治
中图分类号：TV331文献标识码： A
引言
近年来，沥青路面水损害的现象也越来越引起业内人士的普遍关注。目前，沥青混凝土路面常见的水损害现象主要有：网裂、坑槽、唧浆、车槽等现象，这些病害基本上也是公路工程中普遍存在的质量通病，对于公路工程的正常使用造成了严重的威胁。本文对水害的成因在理论上进行了分析和探讨，并结合工程实际提出了相应的对策和预防措施。
一、沥青混凝土路面水害的成因
沥青混凝土路面水损害的其破坏特征：（1）水分侵入沥青于集料的界面，以水膜或水气的形式存在，影响沥青与集料的粘附性；（2）在反复荷载和温度的影响下，沥青膜与集料开始剥离；（3）沥青混合料松散、脱落、掉粒；（4）病害加劇蔓延成片，路面逐渐形成网裂、坑槽、坑槽、唧浆、车槽。这是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的病害。
造成沥青混凝土路面水损害的因素很多，综合起来主要有路面排水系统不健全、现场施工质量控制不严的影响两个方面。
(一)路面排水系统不健全
1、沥青路面排水设计不健全
国内部分高等级公路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或者通过中、下面层空隙以及裂缝渗到中、下面层。在车轮荷载作用下，部分路面水变成有压水，特别在夏季，温水加剧了集料上沥青膜的剥离，造成路面松散脱落。
2、沥青路面结构设计不健全
我国的公路沥青练设计规范中的路面厚度是根据层间接触条件为完全连续计算的。且在多数的高速公路、一级公路路面结构设计中采用半刚性基层，而半刚性基层是不透水的。路面结构在使用期间会出现各种裂缝，路面积水通过裂缝进入后大部分滞留在半刚性基层上面，而沥青混凝土路面的下面层又往往是孔隙较大的沥青碎石或粗型的沥青混合料。所以，当今我国许多沥青混凝土路面的水损坏是从下面层破坏开始的，从而使沥青面层发生疲劳破坏。这是设计缺陷造成的水损害。
（二）施工质量方面
1、沥青混凝土面层的压实
研究表明，热拌沥青混合料4%--5%的空隙率就认为是不透水的，也就是说与水损坏无关。大多数沥青混合料设计空隙率为3%--5%，当施工完毕，大多数要求达到92%的最大理论密度，也就是说，空隙率为8%，2—3年后，可以认为是达到了设计空隙率。路面没有压好，孔隙率大于8%，就易渗水，就会引起路面松散。研究表明：空隙率在8%--12%之间的路面是水损害最易发生的区域，小于8%水不容易进去，而大于12%水很容易流走，但必须要设置排水的结构层。
（三）运营管理与气候条件的影响
（1）空隙率过大，路面积水渗入表面层后，滞留在表面层下部和下一结构层上部的交界面上，在长期行车荷载特别是超载车辆的反复作用下，表面层下部的沥青膜与集料开始剥离，随着下部大量碎石上的沥青剥落，沥青混凝土也就失去了原有的强度，水损害的破坏作用由表面层的底部逐渐向上扩展，从而形成了路面面层的网裂。
（2）在行车荷载特别是超载车辆的反复作用下，特别是在降雨中和雨后行车中，路面面层的局部网裂会逐渐扩大，相应的结构层也逐渐松散，松散的石料被车轮甩出形成坑槽。随着时间的推移，形成路面面层的大面积破损。
（3）形成水损坏的原因除沥青混合料不均匀、空隙率过大外，还与沥青和碎石的粘结性能或有无抗剥落剂、交通量大小、重载车比重及公路沿线降雨量等因素有关。
二、沥青混凝土路面水损坏的防治措施
（一）路面排水系统的健全
1、合理设置中央分隔带和路肩的防排水设施。
（1）在中央分隔带或路肩范围内铺设不透水或低透水性的防渗层，以达到防水阻渗、保护路面结构的目的。需要引起注意的是，设置的防渗层或镶边路缘石与沥青路面相衔接时，接缝应填充密实，衔接紧密，一防雨水侵渗进入路面结构内部。
（2）中央分隔带或路肩内的这种渗排通路上的填料，应采用透水好的填料。如细粒含量少的粗粒土，沥青或水泥处治开级配初级聊等。一般情况下，针对沥青面层和基层范围内的渗水 ，应考虑向外设置渗排通路。设有下封层时，可针对下封层以上范围内的渗入水。
（3）路面和路肩排水设施的布设应充分利用地形和天然排水系统，形成完整的排水系统，在路肩内填筑透水材料，布设反滤层，设置纵向集水沟和集水管，以及横向排水管等排水系统，及时将路面下渗水排出。
2、开拓新的设计思路
改善路面结构层的级配类型。在路面结构层设计中，要选择合适的混凝土类型，在满足其它技术条件的要求下，宜采用空隙率不大于5%的密实型沥青混凝土。从当前的技术水平看，密实型粗集料断级配沥青混凝土即具有良好的不透水性，又具有明显优于连续级配的沥青混凝土（如AC—161、AC—201、AC—251）的高温抗永久变型的能力。（如SMA的广泛应用）
（二）施工质量方面
1、提高压实标准，加强压实，降低孔隙率
（1）为了尽可能使沥青混凝土路面不透水，有必要提高沥青面层的压实度和压实标准，研究资料表明，在国内现有的机械设备水平下，采取合理的摊铺和碾压工艺，将沥青面层压实标准控制在97%是完全可以做到的，建议上面层I型压实度不小于98%，下面层压实度不小于97%，抗滑表层压实度不低于100%，以保证着现场空隙率不大于8%。
（2）路面面层施工时，应进行充分压实，尽量减少压实后的剩余空隙率，并在施工过程中现场对这一指标进行跟踪检测，尤其是面层的压实控制标准，以使沥青面层在施工过程中得到更充分压实，尽量减少剩余空隙率。建议沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准，在原来的基础上再提高1个百分点，表面层提高2个百分点。
2、严格控制混合料的压实温度和压实效果
混合料的压实温度过低会导致混合料也压实困难，造成混合料内部空隙率过大；沥青混合料的压实温度过高会导致沥青老化，降低沥青与矿料的粘附性。所以，施工过程中要严格控制沥青混合料的压实温度，并通过使用高效配套的碾压设备、合理的压实组合、增加碾压遍数等方法，提高压实以减少空隙率。
三、结论
总之，沥青混凝土路面水损害的产生受多方面因素的影响，无论是在路面设计方面、还是在施工质量控制方面都存在一些不足。鉴于目前沥青混凝土路面水损害的特点，在优化路面结构设计的同时，更应重视现场的施工管理，规范施工程序，提供施工质量，强化公路运营管理，以提高沥青路面的抗水损害的能力，延长路面的使用寿命，提高公路建设的投资效益。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准：沥青路面施工及验收规范（GB50090-96）。
[2] 中华人民共和国国家行业标准：公路沥青路面设计规范（JTJ014-97）。
[3] 中华人民共和国国家行业标准：公路排水设计规范（JTJ018-97）。
[4] 中华人民共和国国家行业标准：公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）。
[5]张学峰.沥青路面压实度控制J.交通科技2002（6）。
关键词：沥青混凝土路面；水损害；成因防治
中图分类号：TV331文献标识码： A
引言
近年来，沥青路面水损害的现象也越来越引起业内人士的普遍关注。目前，沥青混凝土路面常见的水损害现象主要有：网裂、坑槽、唧浆、车槽等现象，这些病害基本上也是公路工程中普遍存在的质量通病，对于公路工程的正常使用造成了严重的威胁。本文对水害的成因在理论上进行了分析和探讨，并结合工程实际提出了相应的对策和预防措施。
一、沥青混凝土路面水害的成因
沥青混凝土路面水损害的其破坏特征：（1）水分侵入沥青于集料的界面，以水膜或水气的形式存在，影响沥青与集料的粘附性；（2）在反复荷载和温度的影响下，沥青膜与集料开始剥离；（3）沥青混合料松散、脱落、掉粒；（4）病害加劇蔓延成片，路面逐渐形成网裂、坑槽、坑槽、唧浆、车槽。这是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的病害。
造成沥青混凝土路面水损害的因素很多，综合起来主要有路面排水系统不健全、现场施工质量控制不严的影响两个方面。
(一)路面排水系统不健全
1、沥青路面排水设计不健全
国内部分高等级公路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或者通过中、下面层空隙以及裂缝渗到中、下面层。在车轮荷载作用下，部分路面水变成有压水，特别在夏季，温水加剧了集料上沥青膜的剥离，造成路面松散脱落。
2、沥青路面结构设计不健全
我国的公路沥青练设计规范中的路面厚度是根据层间接触条件为完全连续计算的。且在多数的高速公路、一级公路路面结构设计中采用半刚性基层，而半刚性基层是不透水的。路面结构在使用期间会出现各种裂缝，路面积水通过裂缝进入后大部分滞留在半刚性基层上面，而沥青混凝土路面的下面层又往往是孔隙较大的沥青碎石或粗型的沥青混合料。所以，当今我国许多沥青混凝土路面的水损坏是从下面层破坏开始的，从而使沥青面层发生疲劳破坏。这是设计缺陷造成的水损害。
（二）施工质量方面
1、沥青混凝土面层的压实
研究表明，热拌沥青混合料4%--5%的空隙率就认为是不透水的，也就是说与水损坏无关。大多数沥青混合料设计空隙率为3%--5%，当施工完毕，大多数要求达到92%的最大理论密度，也就是说，空隙率为8%，2—3年后，可以认为是达到了设计空隙率。路面没有压好，孔隙率大于8%，就易渗水，就会引起路面松散。研究表明：空隙率在8%--12%之间的路面是水损害最易发生的区域，小于8%水不容易进去，而大于12%水很容易流走，但必须要设置排水的结构层。
（三）运营管理与气候条件的影响
（1）空隙率过大，路面积水渗入表面层后，滞留在表面层下部和下一结构层上部的交界面上，在长期行车荷载特别是超载车辆的反复作用下，表面层下部的沥青膜与集料开始剥离，随着下部大量碎石上的沥青剥落，沥青混凝土也就失去了原有的强度，水损害的破坏作用由表面层的底部逐渐向上扩展，从而形成了路面面层的网裂。
（2）在行车荷载特别是超载车辆的反复作用下，特别是在降雨中和雨后行车中，路面面层的局部网裂会逐渐扩大，相应的结构层也逐渐松散，松散的石料被车轮甩出形成坑槽。随着时间的推移，形成路面面层的大面积破损。
（3）形成水损坏的原因除沥青混合料不均匀、空隙率过大外，还与沥青和碎石的粘结性能或有无抗剥落剂、交通量大小、重载车比重及公路沿线降雨量等因素有关。
二、沥青混凝土路面水损坏的防治措施
（一）路面排水系统的健全
1、合理设置中央分隔带和路肩的防排水设施。
（1）在中央分隔带或路肩范围内铺设不透水或低透水性的防渗层，以达到防水阻渗、保护路面结构的目的。需要引起注意的是，设置的防渗层或镶边路缘石与沥青路面相衔接时，接缝应填充密实，衔接紧密，一防雨水侵渗进入路面结构内部。
（2）中央分隔带或路肩内的这种渗排通路上的填料，应采用透水好的填料。如细粒含量少的粗粒土，沥青或水泥处治开级配初级聊等。一般情况下，针对沥青面层和基层范围内的渗水 ，应考虑向外设置渗排通路。设有下封层时，可针对下封层以上范围内的渗入水。
（3）路面和路肩排水设施的布设应充分利用地形和天然排水系统，形成完整的排水系统，在路肩内填筑透水材料，布设反滤层，设置纵向集水沟和集水管，以及横向排水管等排水系统，及时将路面下渗水排出。
2、开拓新的设计思路
改善路面结构层的级配类型。在路面结构层设计中，要选择合适的混凝土类型，在满足其它技术条件的要求下，宜采用空隙率不大于5%的密实型沥青混凝土。从当前的技术水平看，密实型粗集料断级配沥青混凝土即具有良好的不透水性，又具有明显优于连续级配的沥青混凝土（如AC—161、AC—201、AC—251）的高温抗永久变型的能力。（如SMA的广泛应用）
（二）施工质量方面
1、提高压实标准，加强压实，降低孔隙率
（1）为了尽可能使沥青混凝土路面不透水，有必要提高沥青面层的压实度和压实标准，研究资料表明，在国内现有的机械设备水平下，采取合理的摊铺和碾压工艺，将沥青面层压实标准控制在97%是完全可以做到的，建议上面层I型压实度不小于98%，下面层压实度不小于97%，抗滑表层压实度不低于100%，以保证着现场空隙率不大于8%。
（2）路面面层施工时，应进行充分压实，尽量减少压实后的剩余空隙率，并在施工过程中现场对这一指标进行跟踪检测，尤其是面层的压实控制标准，以使沥青面层在施工过程中得到更充分压实，尽量减少剩余空隙率。建议沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准，在原来的基础上再提高1个百分点，表面层提高2个百分点。
2、严格控制混合料的压实温度和压实效果
混合料的压实温度过低会导致混合料也压实困难，造成混合料内部空隙率过大；沥青混合料的压实温度过高会导致沥青老化，降低沥青与矿料的粘附性。所以，施工过程中要严格控制沥青混合料的压实温度，并通过使用高效配套的碾压设备、合理的压实组合、增加碾压遍数等方法，提高压实以减少空隙率。
三、结论
总之，沥青混凝土路面水损害的产生受多方面因素的影响，无论是在路面设计方面、还是在施工质量控制方面都存在一些不足。鉴于目前沥青混凝土路面水损害的特点，在优化路面结构设计的同时，更应重视现场的施工管理，规范施工程序，提供施工质量，强化公路运营管理，以提高沥青路面的抗水损害的能力，延长路面的使用寿命，提高公路建设的投资效益。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准：沥青路面施工及验收规范（GB50090-96）。
[2] 中华人民共和国国家行业标准：公路沥青路面设计规范（JTJ014-97）。
[3] 中华人民共和国国家行业标准：公路排水设计规范（JTJ018-97）。
[4] 中华人民共和国国家行业标准：公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）。
[5]张学峰.沥青路面压实度控制J.交通科技2002（6）。