水混凝土路面（精选12篇）
水混凝土路面 篇1
随着我国高等级公路得到了迅速发展,沥青混凝土路面在公路建设中被广泛使用,特别是沥青混凝土路面已成为我国高等级公路的典型路面结构形式。基于对施工过程和建成路段路况变化的观测,发现沥青混凝土路面在使用一定年限(小于设计年限)后普遍出现一些比较明显的问题,水损害现象是重要原因之一。水损害现象比较复杂,通常是多种影响因素共同作用而产生。沥青路面的水损害破坏是指沥青路面在存在水分的条件下,经受交通荷载和温度胀缩的反复作用,一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上,易引起沥青和石料界面粘附性降低;另一方面由于水分的浸泡或动水压力等的作用,沥青膜渐渐从集料表面剥离,并导致集料之间的粘结力损失而发生的路面破坏过程。由上述沥青路面水损害概念和机理分析可知;水的存在是沥青路面水损害的内因和先决条件,交通荷载是其损害的外部条件。在工程实践中,沥青路面产生水损害的原因可以从以下几个方面来分析。
1 设计原因
通过部分高速公路路面结构比较,有些属于半干旱冰冻地区的路面设计图纸中未进行排水系统和防水层设计。由于路面无排水结构,且上面层多为中粒式结构,水易通过空隙或裂缝渗入路面结构中而无法排出。这些滞留在路面结构中的水,在荷载的作用下成为有压水,对路面基层获面层进行冲刷而造成路面松散剥落,特别是在夏季雨水条件下,动水进一步加剧集料上沥青膜的剥落。
2 施工管理及施工原因
2.1 施工人员及现场管理
近几年高速公路和普通公路的建设也呈跳跃式发展,国内路面专业技术人员相对短缺,管理人员技术水平参差不齐。施工单位还可能存在现场管理不规范,如不按照试验段所确定的机械设备组合配置,驾驶员也未按照试验段所确定的碾压遍数进行碾压,在这种情况下,沥青混凝土路面难免出现一些包括水损害在内的早期破坏现象。
2.2 原材料质量控制不够严格
集料质量好坏直接影响到沥青混合料的强度和耐久性,如因集料料源的关系导致石料的压碎值、磨耗值、粘附性、等指标不符合要求,而使得沥青混合料的稳定度偏低;石料的含泥量超标导致与沥青材料的粘附性达不到规范要求,引起沥青混凝土路面的早期剥落。因此,在工程管理中严把材料关,这可有效从源头减少沥青混凝土路面水损害的发生。
2.3 温度离析与集料离析造成空隙率大
集料离析和温度离析都会造成部分路面空隙率过大而出现透水,也是沥青混凝土路面水损害的施工方面的主要原因。在沥青混合料生产过程中,石料堆料方式及运输、混合料拌合、储存、运料车装卸料及摊铺的任一环节产生的离析,比如级配离析、温度离析以及集料-沥青离析,均会导致沥青混合料不均匀,粗集料集中的地方空隙率较大。尽管有的施工单位对粗集料集中的地方现场筛分细料进行人工填补,但所填补的仅仅是较薄的层面,均匀性和整体性也不可能达到要求,在行车荷载的动力压力下,空隙会很快连通,水份很容易渗入。研究表明,渗水系数与空隙率有密切关系,渗水系数更能反映路面离析的真实情况,。《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规定,密级配沥青混凝土的渗水系数宜不大于300ml/min,SMA宜不大于200ml/min.。温度离析的后果是压实度不均匀,致使空隙率均匀性差。沥青混合料的各种离析加速了沥青混凝土路面的早期水损害,致使沥青混凝土路面过早地出现松散、坑槽等病害。
2.4 部分检测、试验数据不能真实反映工程质量
工程质量的优劣受多种因素的影响,与其他产品一样,路面工程必须要有严格的质量检验制度和严密的质量检验方法,表面上各施工单位、监理单位是严格按照各项规定执行的,监理人员也按照监理程序签字认可。但由于各方利益因素,施工单位瞒报谎报,监理睁一只眼闭一只眼。实际试验数据与施工资料反映的数据相差甚大,有的甚至是相互脱节的,可以看出部分施工检测、试验数据没有起到以真实、可靠的试验检测数据有效控制和指导施工质量的作用。
2.5 裂缝导致的水损害
(1)横向裂缝。基层局部强度不足或收缩裂缝反射而引起沥青混凝土面层开裂,雨水从裂缝浸入,并渗入到基层表面,使基层表明被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧泥,基层表面被逐步掏空、产生网裂,使基层与面层处于滑动状态,从而加速沥青混凝土路面水损害。
(2)纵向裂缝。路床填料不符合要求,路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够。半填半挖路基或旧路加宽路基由于填料不同或土体固结程度不同往往发生纵向裂缝,在中央分隔带、路表、边坡等处渗水,在行车荷载的作用下,路基产生滑动。例如某公路部分路段,填料为弱膨胀土,施工中未做处理,固结程度差,渗水后含水率增大,致纵向裂缝产生,因处理不及时导致了多处沿纵缝水损害现象发生。
由于各种裂缝中集聚了长期行车沉积的尘土,当秋季降雨,冬季积雪时尘土更易吸收水份,在秋冬季气温变化较大时,发生冻融现象,加剧了裂缝的宽度的增大,也是造成水损害不可忽视的因素。
3 超载车辆的原因
通过近年对沥青混凝土路面水损害破坏区域的调查发现,沥青混凝土路面水损害破坏均发生在高速公路的重车方向行车道上,特别是爬坡车路段,很明显的车辙印,而且过度碾压,导致空隙率太小,水流顺车辙印而下,而路面又不渗水,进一步加剧水损程度。不难看出:沥青混凝土路面水损害破坏与车轮荷载的作用有关,从黄河车作用一次相当于标准车作用10.43次得破坏作用的理论中可看出超载车辆的危害。
4 养护管理
维修养护及时与否与路面水损害有很大关系,高速公路的维修养护不能沿用以往中低级公路的维修方式,即等到破坏严重时才想到维修。小坑槽会积水,在车辆反复冲击下,越来越大。据调查,现有养护人员大多数无专业知识,且大多数为文化程度较低的工人,缺乏公路施工、养护的基本知识和基本技能,停留在传统养护方式上,对养护维修工作的重要性的认识严重不足,必然造成养护工作不到位,不及时现象的发生,进而加速水损害的进一步扩大,再者由于各地均存在养护经费不足的现象,给及时养护维修工作带来了诸多困难。
5 沥青路面水损害的防治措施
高速公路沥青混凝土路面的水损害,在各地公路的早期破坏中表现均较为突出,我们在实际工作中,应针对具体情况分析研究,把水损害产生的设计、施工及养护管理等方面的影响因素作为控制点,并采取相应措施:(1)在设计时要全面、系统的考虑路基、路面结构设计排水方案,构建畅通且适应当地气候及降雨特点的路基、路面及中央分隔带排水体系,减少水分在路基、路面中滞留的时间,且在施工时需进一步调查、补充、完善,以避免水损害;(2)加强施工管理及施工工艺水平控制,确保各参建单位规范管理、科学监督。从原材料(石粉、石子、沥青)的选用,配合比的设计及验证,混合料的各项检测试验,)再到施工机械设备的组合,碾压遍数的确定,最后到各结构层厚度和路面实际空隙率、压实度等各项技术指标的有效、科学控制,在施工过程中严格按照设计及规范要求严格控制施工工艺等;(3)施工质量是确保沥青混凝土路面使用性能的关键,沥青混凝土路面的施工应按照质量管理的要求,施工、监理单位要建立健全质量保证体系,真正将其落到实处,对施工的全过程、各阶段、各工序和特殊路段、薄弱环节进行严格控制把关、检测,逐级做出客观、公正的评价,以保证工程达到设计及验收规范要求;(4)改革养护管理体制,加强养护人员的专业培训,加大路政管理执法力度,严格限制超载车辆通行,加强养护维修管理,改变以往重建设、轻养护的观念。
6 结语
针对沥青路面出现的水损害,正确分析原因,采取科学、正确的预防和处治措施,不但能延长沥青路面的使用周期,降低养护费用;提高路面行车的舒适性,保证交通安全畅通,同时对进一步养好路面积累经验,创造良好的社会效益和经济效益。
摘要：对于沥青混凝土路面的水损害,国内外均进行了大量试验和研究,以寻求最佳的解决途径,但目前问题仍然未能从根本上得以解决,又因我国各地气候等自然条件千差万别,给彻底解决水损害问题造成很大困难,本文通过从事公路沥青混凝土路面施工及管理中遇到的实际问题,对高等级公路沥青混凝土路面产生水损害的因素及防治措施进行简要分析。
关键词：沥青混凝土路面,水损害,因素
参考文献
[1]沈金安,李福普,陈景.高速公路沥青路面早期破坏分析与防治对策[M].北京:人民交通出版社,2004.
[2]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏及预防[M].北京:人民交通出版社,2003.
水混凝土路面 篇2
1.1本施工项目按招标文件、图纸、答疑书等相关资料，以及补遗书。1.2建设单位对本工程的工期、质量要求等。
1.3现行有效的国家标准和交通部部颁公路施工规范、规程。
二、编制原则
本工程按照先重点后一般的原则，全面规划，统筹安排。对人力、物力、财力的分配，在首先考虑重点和关键工程的同时，也要安排好一般工程的衔接及现有路基的施工现状，按业主要求工期交付验收。本着“精心组织、规范施工、质量第一、信誉至上”的思路指导施工。
三、工程概况
针对G6高速公路及辅道G110交通拥堵现状，为从根本上解决通道的“瓶颈”问题，自治区将采取眼下应急分流、保通和长远解决拥堵两大措施。乌兰察布市拟修建集宁至呼和浩特市应急砂石路。公路全长68.125公里。起点K0+000位于陈家村，与梅岱线相接，终点至侯家窑，与侯家窑至美岱三级公路相接。路线呈东西走向，采用二级路标准设计，设计行车速度每小时六十公里。起、终点位于凉城县境内，中段经过卓资山境内。全线路面宽度为13.35米，路拱横坡度为百分之二，小桥、明涵采用12米宽，暗板涵和管涵与路基同宽。
四、过水路面施工方案及施工工艺
1、施工前准备 1.1地质调查核实
施工前搜集详细的工程地质、水文地质及地基基础设计资料，结合工程实际情况，全面掌握本地区的地基处理经验和类似工程的地基处理经验和使用情况，必要时补充钻探查明地质以指导施工。
1.2图纸复核、恢复定线及放样
根据图纸和设计单位提供的测设基准资料进行恢复定线测量，对于永久性坐标点、中线控制桩、转点桩、交点桩、水准基点桩等已认真核对，牢固栓桩，并将结果保留到交工验收，必要时做永久保护。复测结果符合要求后并经监理工程师认可进行加密放样。根据现场情况布设加密控制点、水准点。根据主线中桩坐标，从控制点用全站仪在直线段每20米放出中桩，在曲线段每10米放出中桩，用水准仪逐桩测量原地面高程。同时根据路面设计高程，已绘出路基横断面图，算出左右两侧边桩位置后，在实地已放出路线边桩。
1.3试验准备
各种原材料进行取样试验，路基土工试验(包括沿线路基和取土场的土的液限、塑限、塑性指数以及标准重型击实试验、土的颗粒分析、CBR值等)；集料类（包括集料筛分、集料密度及吸水率、集料含水率、集料密度及空隙率、集料压碎值、集料含泥量等试验）；水泥及水泥砼类（包括水泥的标准稠度用水量、标准稠度用水量、细度、胶砂强度、安定性，水泥砼拌和物稠度、凝结时间、砼坍落度、试验水泥砼强度等）；无机结合稳定材料类（包括含水量试验、击实试验、无侧限抗压强度实验、水泥或石灰稳定土测定实验等）。
2、过水路面施工方案 2.1过水路面施工工艺 2.1.1砂砾垫层施工工艺 1)施工准备工作
A.对基底进行实地复测，测量将测量结果整理汇总存档。
B.按照技术规范要求进行原材料试验，满足各项技术指标方能进行施工。2)摊铺
用自卸车将已通过监理签认的质量合格的碎石运至路段，用推土机、平地机按试验段得出的松铺厚度进行摊铺整平。采用振动压路机进行碾压，碾压按先低后高、先轻后重的原则进行，采用20吨光轮压路机碾压8遍，使之达到技术规范要求的压实度。自检合格后，报驻地监理工程师进行验收。2.1.2浆砌片石施工工艺 1）施工准备
在砌筑浆砌片石砌体前，做好以下准备工作：
①按片石砌体要求检查片石质量，清除表面的泥垢等污渍，必要时用水冲洗。②在砌筑部位放出石砌体的中心线及边线，并复核各部位的标高。③挖好的基坑要及时复核各部位几何尺寸并挂准线。施工时必须做样架并挂线，以保证砌面顺直平整，边角分明。④制备的砂浆应符合设计和施工要求。
⑤施工现场必须具备的机具：砂浆拌合机、灰盘、配合比标牌、磅秤。无砂浆搅拌机、无砂浆配合比牌、无灰盘、无磅秤计量器具不得施工。
2）砌筑
①砂浆砌体采用挤浆法分层卧砌、分段进行砌筑。严禁采用灌浆法施工。分段位置宜设在沉降缝或伸缩缝处。分层水平砌缝（每1.2m应找平一次砌筑高度）应大致水平。
②砌筑时，石块应大面朝下，严禁将石块立放砌筑。砌筑前应在基底铺设一层砂浆。砌筑过程中，对不规则的石块应稍加修整，去掉尖角，保证石块间不产生大的砌缝。
③砌体外露面要选用大面平整的片石砌筑，各砌块的砌缝应相互错开，表面砌缝宽度不得大于4 cm，三角缝内切圆直径小于7cm。两层间竖向错缝不得小于8 cm。并在面石砌筑完毕时，砌筑作业人员应沿石缝随即剔出2～3cm深的勾缝所需的凹槽。
④严禁贴缝、空洞、通缝、叠砌和浮塞。做到“石石有缝，缝缝有浆”。砌筑时石块之间不得贴缝（石块与石块紧靠，石料间无砂浆直接接触）。砌缝砂浆要饱满。并应上下层错缝，内外搭接（设置拉结石，拉结石应均匀分布，相互错开）。
⑤不得采用外面侧立石块、中间填心的砌筑方法，石块间较大的空隙应先填塞砂浆，后用锤击小石块挤实，不得采用先摆小石块后塞砂浆或干填小石块的方法。
⑥沉降缝整齐垂直，上下贯通，沉降缝要用沥青麻筋填塞密实后用沥青灌缝。如需设泄水孔，按设计要求位置进行设置。
⑦片石规格、强度、砌体反滤层设置、砂浆强度等级、泄水孔的位置、布置形式、孔径尺寸、泄水孔背反滤层设置规格、沉降缝、伸缩缝的设置、缝宽与缝的塞封、垫层材料、各部尺寸应符合设计要求。
⑧严格按设计要求位置和泄水孔规格设置泄水孔，确保泄水孔畅通。
3）勾缝 砌体表面的勾缝统一采用凹缝，缝宽、缝深应保证均匀一致（1.5厘米宽、0.8～1.0厘米深），勾缝专人采用专用勾缝刀进行，砌筑完毕后，将缝间砌筑砂浆铲除2～3cm深（应经专人检查剔缝合格），然后用M10水泥砂浆进行勾缝，勾缝前应把缝洒水湿润。勾缝砂浆用砂应用细砂，水泥强度应不小于32.5。砌体勾缝应牢固、美观、圆滑、顺直，宽度色泽一致。
4）养护
砌体砌筑完毕后要及时进行覆盖，并经常洒水保持湿润，常温下养护期不得少于7天。特别是夏季，严禁新砌筑砌体在高温下无覆盖暴晒，即使未砌筑完毕，当中午休息时间过长时，也要覆盖洒水养护，以免砂浆瞬间失去水分，影响强度。冬季严禁洒水养生，应采用保温膜、草袋等覆盖养护。
5）检测
砂浆强度的检测为同类型、同强度等级每100m3砌体为一批，不足100m3也按一批计。每批检验一次。2.1.3混凝土路面施工工艺 1）安装模板：
模板由钢筋配合竹胶板组合而成，长度3到4米（槽钢长度10米），接头处牢固平整。模板高度与砼面板同高，模板底部与下承层贴紧，局部有空隙处用水泥浆铺平，然后在模板内侧刷一层脱模剂。2）拌和、运输
混凝土拌合采用拌合站集中拌合，罐车运输。拌合时严格按批准的配合比拌制，并且严格控制混凝土坍落度（在设计允许范围内按温度的变化随时调整坍落度）。拌制时间为45~50秒，为保持混凝土的和易性，运输时 匀速行使，减少颠簸。
3）防滑处理与养生设备的配置
滑模施工作为一种高效的机械化施工工艺,施工进度快,作业面宽,一般日工作量1000m左右,作业面宽8m以上,防滑处理与养生也要求相应的高效设备完成,拉毛养生机可连续完成拉毛或拉槽和养生剂的喷洒工作。4）切缝
行使时运输车水泥混凝土板的纵缝和横峰严格控制其位置，其施工误差在“规范”规定的范围之内，以避免切缝位置不当，而损伤钢筋。切缝宜在混凝土抗压强度达到8-10Mpa时进行。若遇气温突变，应提前切缝，防止产生不规则裂缝。为了确保混凝土面板具有良好抗滑性能，对面板进行压槽或拉槽处理，槽深不小于1mm为宜，在混凝土未硬结前具有塑性时实施。
五、保证工程质量措施
本合同段工程质量管理目标，工程达到优良，通过严格的质量控制，相应的检测手段，以及强有力的质量保证体系及先进的工艺流程，来确保工程的施工质量。
5.1建立质量自检体系，建立工地试验室，对每个工区域的试验进行总负责。每个施工班组设质检员一名，形成一个质量管理网络。工地试验室配备常规试验工具，负责工程的日常自检，并上报质检资料。
5.2把好材料源头关，对原材料和成品及半成品的各项指标进行严格测定，不符合规范要求的坚决不使用。
5.3做好各项道路技术指标检测，特别是做好路基土方的压实度，基础工程的地基应力等。
5.4把好工艺关。对每道工序都精心组织，在施工全过程严格执行招标文件中规定的技术规范和国家、部有关规范、规程标准和施工图的有关说明，以及监理工程师指令的技术要求。
5.5加强全员质量意识宣传，将“百年大计，质量第一”的方针贯彻到每个技术人员和施工人员的心中，并组织学习技术规范，明确每道工序的要求。严格按监理程序施工，在工程质量和工程进度发生矛盾时，首先服从质量，确保工程优良，力创精品工程。
5.6对工作所用的计量仪器、仪表工具、设备采取定期或不定期地请计量部门校正、检定或修理，使仪器设备均有计量部门或厂家的检定和修正值或签证单。
5.7定期组织对工程质量的全面检查，对不符合工程质量要求的工艺、建筑物和结构件，应及时采取补救措施或返工处理，消除隐患。
5.8健全和完善工程技术档案工作，施工各工序均有详细、准确的原始记录，工程竣工后保证提供记录准确、图表清晰的全套竣工资料。5.9实行质量奖惩制度。工程质量获得优良、各工序施工受到业主和监理好评，给予奖励。工程质量不能令工程师满意，将扣除责任人工资、奖金，在工地积极开展生产流动红旗竞赛，每月评比一次，获得红旗优胜者给予奖励。
六、安全保证措施
安全是保证施工质量、进度的前提，是生产的关键，本工程施工安全目标：严格执行安全生产操作规程，坚持安全生产，文明施工，杜绝重大的人员事故的发生，避免一般事故。
6.1加强各级人员安全教育，大力宣传安全生产，加强领导，人人重视，消除麻痹思想，学习和自觉遵守安全操作规程。
6.2经理部专设安全管理人员，施工现场（工区）设专、兼职安全员，负责日常安全生产检查，及时消除隐患，做到安全生产、文明施工。落实各种安全生产岗位责任制，广泛开展安全生产评比活动。
6.3定期进行全面安全检查、查隐患、查执行安全制度的情况，及时总结经验，对存在问题及时整改，对好的经验及时推广。
6.4对施工机械经常维修保养，使其处于良好的工作状态，严禁机驾人员带病上岗，违章操作。
6.5工地用电，必须由专职电工负责架设、安装，专人维修，专人管理，不得乱拉电线，乱装电器设备，安装漏电保护开关，并保证夜间施工的照明。
6.6车辆运输过程中，严格注意交通安全，时刻保证车况良好，驾驶人员严禁开“疲劳车、赌气车”。
6.7有毒易燃材料施工时，现场操作人员必须备带防护用具和现场急救用品。
6.8做好安全防火防盗工作，制订防火防盗措施，所有临时设施，工棚宿舍，均要设置灭火器材。贵重材料和设备堆放场地和仓库等均有专人值班。
6.9在汛期，必须注意天气预报，经理部设置气象预报机，并经常与气象站和水站联系，掌握水位资料，确保工程安全度汛。
6.10爆破施工严格执行有关规定，爆破器材的运输，入库必须符合安全要求，专人负责、专人保管。爆破现场必须统一指挥、统一安排。控制爆破量，以免影响附近村民的生命财产安全。
七、文明施工
文明施工是一个施工企业管理水平的标志，也是达到该战略方针的必要条件。争创文明施工企业，执行文明施工条例，是我们的责任和义务，为此制订以下文明施工的措施：
7.1加强施工场地的管理
7.1.1建立文明施工管理制度，全面负责施工现场的文明施工，实行责、权、利相结合，责任落实到人，使整个施工现场有一个干净、整齐的工作环境，争创文明工地。
7.1.2施工过程中，我们严格遵守施工技术规范，不乱倒乱放。材料推放整齐有序，建造各种材料仓库，绝对避免水泥受潮及水淋，对边角料及时回收。
7.1.3车辆进出洒落的泥土、地方材料由值勤人员负责清扫干净，车辆运输砂石、垃圾、泥土用帆布遮盖，以免洒落。泥土、砂石严禁抛向施工场外，违者调离施工现场，并以经济处罚。
7.1.4施工现场周围设置醒目的文明施工标语，以取得行人和附近居民的谅解和支持。施工路口设置警示灯，以告戒车辆和行人注意。
八、环保措施及文物保护
8.1环境保护措施：
8.1.1由于工地施工车辆多且运输频繁，路损和掉渣现象必会发生，要及时做好道路保养和清扫工作。施工过程中，我们严格遵守施工技术规范，材料堆放整齐有序，尽量减少水泥、粉尘的污染。
8.1.2施工时，采取措施和改进施工方法，使施工产生的噪音和振动尽可能减至最低程度。
8.1.3施工使用的搅拌机、电锯、压路机等高噪音和高振动的施工机械，尽量采取消声、防振措施，使噪声和振动达到环境保护标准。
8.1.4路基开挖地段，边坡挖成后，及时做好防护工程，防止水土流失，减少生态环境的破坏。8.1.5生产、生活区等产生的所有生活垃圾，集运至当地环保部门指定的地点堆放，不得倒入江河、水塘等水域内，避免污染水体，淤积河流、水道或排水系统。
8.1.6水泥采取袋装或罐装运输。施工中拌和或筛分无机结合料时采取喷水抑尘措施。
8.2文物保护措施：
8.2.1施工中，发现有文物、古墓葬、古生物化石以及矿藏露头等，立即停止施工，及时向业主和当地政府及文物管理部门报告，并采取相应措施加以保护，待文物管理部门作出处理后，继续施工。
8.2.2施工人员不得在江河、水库、湖泊炸鱼和毒鱼。不得在禁渔区和禁渔期进行捕捞。
沥青路面水损坏的成因及预防 篇3
关键词：沥青路面水损坏特性因素预防
0引言
沥青路面水损坏是一个普遍存在的问题，也决不是一个过时的话题，特别是在中国南方地区。沥青路面水损坏问题的本质是沥青与集料在静、动水压力作用下的持续粘附能力，这也是该问题的核心。
1沥青路面水损坏的特性
沥青混合料水损坏的作用机理，主要依据是沥青对集料的粘附理论。包括力学理论、化学反应理论、表面能理论和分子定向理论。
1.1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；而集料的岩性决定了集料表面电荷的性质和酸碱特性。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。
1.2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，使沥青膜从集料表面撑开。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。集料中含有泥土对沥青混合料得水稳定性的影响很大，土壤都带有负电荷，它是强亲水物质。单从材料本身的角度而言，水渗入路面中的途径还是很多的。
因此，在改善沥青对集料粘附性的同时，对路面结构和排水进行研究改善显然是十分必要的，国内、外对透水基层、抗滑密实的上封层和排水设施等进行了研究与应用，这是疏导的方法。
2影响沥青路面水损坏的路面结构因素分析
路面结构组合和路面排水设计合理时，路面排水通畅，路面结构内部基本无积水或不至于产生动水压力，有利于沥青混合料的水稳定性，反之则不利于沥青混合料的水稳定性。
2.1路面结构组合设计
2.1.1材料一沥青混合料类型。沥青混合料为全开式结构或密实式结构时，路面不易发生水损坏；沥青混合料为半开式结构时，路面易发生水损坏。随着公称最大粒径的增大，渗水系数将增加，所以为了做到密水，减小公称最大粒径是有效的。
施工失败时以上关于沥青混合料类型对路面水损坏的影响的分析不适用。沥青路面密实度小，则孔隙率大，路面结构内部积水，在车辆荷载作用下易产生动水压力。
2.1.2结构组合。路面结构组合设计包括给路面不同层位选择恰当的材料类型，保证路面结构的整体承载力和水稳定性。这包括选择密实而具有良好骨架结构的沥青混合料，使得路面不至于发生表面型水损坏；选择良好的透层和粘层材料，使得路面整体强度足够，不至于发生内部型水损坏；处理好接缝，避免缝边级配离析和压实不足。
2.2路面排水设计路面排水设计与沥青路面水损坏密切相关，适当的路面排水设计与路面结构设计组合可以极大地减缓路面水损坏。路面排水设计应遵循几个原则，使得路面降水尽快通过路表迳流排走，进入路面结构内部的水以尽量快的速度通过路面结构内部排水系统排走。
2.2.1中央分隔带排水。在我国，中央允隔带植树防眩而不加封闭带来的水损坏现象一直以来没有得到改善，但近年来，一些公路特别是改扩建的公路开始将植树以外的面积采用浆砌片石等措施进行封闭。遭受抱怨的还有反滤土工布被立柱打穿，造成中央分隔带渗水，但可从设计上检查立柱尺寸是否足以穿透土工布。
2.2.2硬路肩排水。挡水式的路缘石使路面表面排水滞留在路面上成为水坑，也妨碍了具有一定透水能力的表面层的内部积水从硬路肩排出。近年来较多采用了平放的路缘石，不至于使水滞留在路面上。
2.2.3路面结构内部排水。挖方路段的排水往往是薄弱环节，尤其要注意边沟的深度，不仅能排路表水，还应能排结构层的水，使路面内部的水能排入边沟。路基中有地下水或裂隙水冒出时，将使路基含水量过大，承载能力严重降低，所以挖方路段的纵向排水盲沟也是很重要的。
2.3施工质量和工艺施工质量和工艺的可靠、合理是一切设计得到体现的保证，是工程建设的生命。没有施工质量和合理的工艺作保障，任何完美的设计都只是一纸空文。
3水损的防治
水是水损害之源，对付水损害可采取封(堵)排的方法，防治水损主要从设计和施工两方面入手：
3.1设发方面为防止沥青路面因水而引发的早期破坏，除要求路基、路面必须具备足够的稳定性和强度外，路面必须具有良好的排水功能。为此，路面排水设计应成为路面设计中的重要内容。
3.1.1路面结构防水设计沥青路面结构组合设计中，应根据沥青混合料粒料公称最大直径确定合理的面层厚度，防止离析，以减少路面渗水。此外，应尽可能采用有利于减轻沥青路面裂缝的设计方案。
3.1.2路面结构排水设计路面排水可分为路表排水和结构排水。路表排水是指水沿路面横坡和路线纵坡所合成的坡度流至路基边坡直至边沟，排出路基之外，这点在路面排水设计中已考虑到，而路面结构排水考虑的还不够充分，是导致水损的重要原因。可以采取以下措施：①设置沥青下封层。一方面将基层封闭起来，避免直接受到水的冲刷，另一方面形成一个光滑的界面，以利基层表面水的排泄。②硬路肩的结构设计，应考虑将路面结构内的水迅速引向路基之外。可采用设置碎(砾)石垫层或外包土工布的纵横向盲沟等措施。③设置中央分隔带时，同样也应考虑沿界面水的排出通道，如弯道处的中央分隔带必须设置纵向排水沟，然后通过集水井、横向排水等设施，既排路表水，又排下渗水。另外，填土的分隔带顶部做成抛物线拱起，并大面积种植草皮封盖，尽可能减少雨水下渗。④地处软土地基或高填土路基的路面，由于路基沉降作用，随着时间的推移，路在横坡度逐渐变小，严重时会出现平坡甚至倒坡现象。因此，建议路面横坡度的设计值，在规范值的基础上增加0.5％-1％的预拱度，以抵消路面横坡度的损失，使渗入面层的水能沿着基层较大的横坡向外排泄。⑤设置内部排水层。将积滞在路面结构在内的水份及时排至路面和路基结构外，将有利于改善路面的使用性能，大大提高路面的使用寿命。⑥地下水位较高路段，可设置垫层以隔断毛细水，垫层应具有排除上下两方面来水的作用。
3.2施工方面
3.2.1确保面层质量注重混合料、摊铺及碾压质量，切实提高沥青和矿粉的粘结力、路面压实度与平整度，努力降低不均匀性和渗水率。
3.2.2控制基层质量摊铺基层过程中，严禁出现明显的离析现象，尤真在主车道位置上。防止出现薄弱夹层，找平过程中“宁高勿低”，严禁“薄层贴补”，并要加强养生期的养护，以防养护不到位裂缝增多。
3.2.3增强层间粘结沥青下封层施工前，必须将基层表面的浮灰全部清除干净。
水混凝土路面 篇4
所谓沥青路面水损害, 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, 并伴随麻面、松散、掉粒、坑洞或唧浆、网裂、辙槽等病害发生, 同时诱发其他路面病害的损坏现象。
2 沥青路面水损害产生的原因分析
2.1 水损害作用机理
沥青混凝土路面的水损害作用机理与两种过程有关:首先, 水能侵入沥青中而沥青粘附性减小, 从而导致混合料的强度和劲度减小;其次, 水能进入沥青薄膜和集料之间, 阻断沥青与集料的相互粘结, 由于集料表面对水的吸附力比沥青强, 致使沥青与集料表面的接触减小, 结果沥青从集料表面剥落。沥青混合料的强度逐渐降低, 在行车荷载的联合作用下, 水损坏明显加剧, 致使沥青混凝土路面产生车辙、松散、坑槽及局部的结构性破坏。
2.2 沥青路面产生的原因分析
病害区内的沥青混凝土具有压实度不足, 空隙率超标或沥青含量不够或集料级配不符并伴随着含水量偏大甚至有明显积水等现象。其主要原因分析如下。
2.2.1 路面排水系统不健全
路面排水系统不健全是造成高等级公路沥青混凝土路面水损害的重要原因之一。现在路面排水往往只重视路基范围内的路面表面以外的水排出, 对路面结构层内部的排水很不重视。事实上, 由上面层渗入的水无法及时排出, 大部分水分进入下面层, 且长期滞留在半刚性基层顶面 (天晴后数日, 仍可看到在车轮的作用下, 从路面缝中冒出的水) , 在车轮荷载的作用下, 部分路面水变成有压水, 特别在夏季, 温水加剧了集料表面沥青膜的剥离, 削弱了沥青混凝土粘结力, 造成路面松散、脱落、坑槽、基层破坏等病害。
2.2.2 路面压实度不足
压实度不足是早期水损害最普遍的原因。研究表明:热拌沥青混合料4%～5%的空隙率即认为不透水, 也就是说与水破坏无关, 大多数沥青混合料设计空隙率为3%～5%, 当施工完毕, 压实度要求达到92%的最大理论密度, 也就是说空隙率为8%, 2～3年后, 可以认为是达到设计空隙率。如果路面没有碾压好, 空隙率的加大对路面各种使用性能都有影响。开放交通后的行车碾压会造成混合料的压密变形而形成不正常的车辙, 更严重的是水进入空隙成为水损害的祸根。研究表明:空隙率在8%～12%之间, 是路面水破坏最易发生的区域, 小于8%水不容易进入, 而大于12%水很容易流动, 就必须设置排水结构层。
实例一:湘南某公路2004年罩面工程所检验的若干路段的数据见表1。
从表中可以看出, K1+100～K4+100段路面压实度尽管均满足交通部标准96%, 无一不合格, 但如果用最大理论密度92%去衡量, 有67%的密度不合格, 若要用93%的最大理论密度去衡量, 则100%不合格。从这些数据可看出, 压实度普遍不足, 这是由于马歇尔密度控制路面压实度所造成的。
实例二:湖南南部一高速公路某段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, 上面空隙率大, 易渗水。高速公路路面压实度按马歇尔密度控制, 从所检验的若干试验段的数据可以看出, 压实度普遍不足, 这是由于马歇尔密度控制路面压实度所造成的。
2.2.3 路面离析
对这样一条数百里公路同时完成的沥青混凝土路面来说, 路面的水损害也都是局部发生的。这里所指的“局部”, 轻微的情况是在路面上偶尔出现几个小坑;严重的情况是在行车道有一段一段的损坏, 甚至有的连续几公里损坏, 所以沥青混合料的离析便是造成路面局部水损坏的另一原因。
如京珠湖南某段公路路面结构为30cm干压级配碎石垫层+20cm水泥粉煤灰稳定碎石基层+6cm沥青路面碎石下面层+4cm中粒式沥青混凝土上面层, 根据对施工现场沥青混合料离析的状况和特点发现, 其离析主要表现为粗细集料及沥青含量不均匀, 如在同一区域内粗细集料的不均匀, 偏离了设计级配, 沥青含量与设计的最佳沥青用量不一致等。粗集料集中的部位往往孔隙率过大、沥青含量偏少、防水能力差, 水容易侵入路面结构内部, 导致路面水损害的发生。
2.2.4 其他原因
沥青混凝土路面发生水损害的原因还与原材料的性质、施工环境条件等情况有关。如沥青混合料采用了粘附性低的沥青或酸性集料, 将严重影响集料与沥青的粘结, 这都为水损害埋下了隐患。同样, 寒冷、潮湿的气候条件对施工也很不利的, 也将影响沥青混合料的压实和相互粘结, 影响混合料的水稳定性。在所有条件相同时, 交通最快速增长及超载运输;设计与施工时, 路面整体偏薄, 路基强度不够, 排水设计不佳, 养护不足与不当都会加剧路面的水损害。
3 公路沥青路面水损害的处治措施
3.1 沥青面层各层次尽量采用空隙率小的沥青混合料类型
密级配沥青混凝土, 所用矿料的各种料径颗粒级配连续、相互嵌挤严密, 压实后空隙率小。尤其是I型密实式沥青混凝土, 压实后空隙率很小, 一般在5%以下, 泌水性好, 可有效阻止雨水浸渗。现行沥青路面设计与施工技术规范中均明确规定, 在沥青面层中应至少有1层是I型密实式沥青混凝土。另外, 为改善路面的抗滑和抗辙槽等性能, 近年来, 在我国成功应用的抗滑表层和多碎石沥青面层, 在空隙率较小的情况下, 同样具有较好的泌水性。笔者认为, 在满足沥青路面表层抗滑和抗辙槽要求的前提下, 各沥青层要尽量采用空隙率小的沥青混合料类型, 以防止雨水通过沥青面层空隙向路面结构内大量浸渗而造成破坏。
3.2 沥青面层采用优质沥青材料和矿料, 防止沥青面层产生料质性病害
选用优质沥青材料。高速公路、一级公路、城市快速路、主干路的沥青面层, 应选用符合重交通道路石油沥青技术要求的优质沥青, 以及经过试验论证、行之有效的改性沥青。其他路面的沥青面层, 可采用符合中、轻交通道路石油沥青技术要求的沥青或改性沥青。
选用优质矿料。矿料质量的好坏, 对保证沥青面层的使用品质和性能同样至关重要。矿料的各项质量技术要求, 在现行的沥青路面施工及验收规范中有着详尽的规定, 应严格遵照执行。这里着重强度的是, 应尽可能提高矿料与沥青的粘附性要求, 以改善沥青混凝土的水稳性。建议沥青路面表面层为5级, 其他层为4级。当使用属于酸性岩石的矿料时, 应采取有效的抗剥离措施。
3.3 严格控制沥青混凝土的施工匀质性, 防止沥青面层发生局部施工质量性病害
要控制好沥青混凝土的施工匀质性, 应严格施工质量管理, 采取强有力的技术保证措施。从基层准备、材料使用、配合比设计, 到混凝土拌制、运输、摊铺, 直至最终碾压成型, 沥青混凝土的各个施工阶段和环节, 都应严格实行标准化、规范化和程序化管理, 采取强而有力、切实有效的技术保证措施。尤其要做好沥青混凝土的拌制、运输、摊铺、碾压及接缝处理等现场施工质量控制工作, 保证级配组成和沥青含量, 克服离析现象, 并注意处理好每一道接缝。
3.4 提高沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准, 增设现场压实后剩余空隙率检测指标
⑴对于沥青混凝土面层的压实度标准, 笔者认为, 应适当提高沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准, 尤其是表面层的压实度控制标准, 以使沥青面层在施工过程中得到更充分压实, 尽量减小剩余空隙率。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。这就是说, 高速公路、一级公路、城市快速路、主干路, 表面层98%, 其他各层97%;其他公路, 表面层97%, 其他各层96%。
⑵沥青面层施工过程中, 建议增设现场压实后剩余空隙率这一检测指标。关于这一指标的控制标准, 建议按照所采用沥青混合料类型的马歇尔试验技术指标中空隙率的规定高限值来控制表面层;规定高限值基础上放宽1个百分点来控制其他各层。
3.5 设置下封层, 阻止雨水下渗破坏基层
下封层可有效阻止水分向基层及以下浸渗。笔者建议, 对于高等级半刚性基层沥青路面, 尽量考虑设置下封层, 改变以往那种靠浇洒透层沥青兼起防水作用的不正确做法。由于这类路面一般情况下采用半刚性材料稳定碎石基层, 基层顶面往往存积粉尘, 很难清扫干净而完全露出碎石。透层沥青可以渗入碎石间隙, 但在粉尘上无法牢固粘结, 施工车辆行驶时会出现起皮和卷带, 致使透层不完整, 起不到防水作用。下封层可采用拌和法或层铺法施工的单层式沥青表面处治, 也可采用乳化沥青稀浆封层等。
3.6 防治半刚性基层裂缝及其引起的路面反射裂缝
要控制减少半刚性基层裂缝, 不仅应从设计上合理确定路面各结构层的类型和厚度, 满足路基路面的承载力和安全稳定性要求, 而且应着重基层施工过程中的施工工艺和质量的管理与控制。要从选材、组成设计, 到拌和、运输、铺筑, 直至碾压和养生, 针对各个施工阶段和环节中影响开裂的相关因素, 制定和采取相应的有效措施。
半刚性基层产生裂缝后, 易辐射到沥青面层, 引起反射裂缝。在沥青面层与半刚性基层之间加铺路面防裂层, 可有效防治这一现象。由于路面防裂层的应变系数较大, 可以吸收和消化半刚性基层的上传应力和应变, 从而避免或减少半刚性基层的反射裂缝。路面防裂层, 可根据需要选择沥青贯入碎石层、级配碎石层或耐高温的土工合成材料等结构类型。
3.7 合理设置中央分隔带和路肩的防、排水设施
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。防渗层的设置, 应与中央分隔带或路肩排水结合起来, 统一考虑。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边缘相接时, 接缝应填充密实, 衔接紧密, 以防雨水浸渗进入路面结构内部。
路面水通过路面横坡向下侧的中央分隔带或路肩排流, 再由中央分隔带或路肩排水设施予以排除。
担负路面水排泄任务的中央分隔带或路肩, 应为可能渗入路面结构内部的水分留出向外渗排的通路, 避免水分被长时间积滞在路面结构内部无法排出而造成破坏。中央分隔带或路肩内的这种渗排通路上的填料, 应采用透水性好的材料, 如细粒含量少的粗粒土, 沥青或水泥处治开级配粗集等。路面边缘外设有路缘石时, 为防止路缘石阻水, 宜考虑采用多孔隙的沥青或水水泥处治开级配碎 (砾) 石材料作路缘石。一般情况下, 针对沥青面层和基层范围内的渗入水, 考虑设置向外渗排的通路。设有下封层时, 可只针对下封层以上范围内的渗入水。
3.8 及时修复沥青路面局部破损, 有效处治各种病害
沥青路面在使用过程中, 会出现裂缝、麻面、松散、坑槽、泛油、油包、壅包、脱皮、啃边等破损病害。若不能及时有效地处治修复, 将导致病害加重扩散, 并引发路面渗水破坏, 从而形成恶性循环, 加速沥青路面破坏。
4 结语
综上所述, 高等级沥青路面水损害已被越来越多的公路建设者所重视, 尽管路面水损害与诸多原因有关, 但通过合理设计、认真施工、精心养护、做好排水工作, 是能够有效地抑制或减少路面水损害发生的。
参考文献
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[3]《路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004) ;[S]
沥青路面水损坏成因分析的论文 篇5
1。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；而集料的岩性决定了集料表面电荷的性质和酸碱特性。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。
1。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，使沥青膜从集料表面撑开。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。集料中含有泥土对沥青混合料得水稳定性的影响很大，土壤都带有负电荷，它是强亲水物质。单从材料本身的角度而言，水渗入路面中的途径还是很多的。
浅谈沥青路面水破坏的防治措施 篇6
关键词:沥青路面;水破坏;防治措施
中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)08-0154-01
近年来,随着国民经济的发展,我区一条条乡乡通、村村通油路的不断建成并投入运营,公路的承运范围不断扩展,沥青路面的水破坏也成了养护单位的一块心病。为确保车辆在养护路段安全、畅通、舒适的行驶。养护工作“任重”而“道远”。
1沥青路面水破坏的成因分析
所谓水破坏,是由于水从路面或地下渗入沥青混合料后,在长期的汽车轮胎对路面的挤压搓揉作用以及轮胎与路面间的真空吸附作用下,沥青膜开始从集料颗粒表面剥落,随着大量碎石上沥青的剥落,进而造成沥青混合料的破坏;当剥落从表面开始并向下发展时会导致松散,而当剥从面层下部开始并向上发展时会导致推移变形。
水破坏的主要破坏形式有:网裂、龟裂、坑槽、车辙、拥包、波浪等。
水破坏的产生往往是由于施工中沥青混合料配合比控制不严、沥青混合料拌合不均、碾压效果不良、路面排水不畅、地下毛细水上升、接缝处理不当等原因造成的。
我们管养的路段地处我国南方潮湿地区,正确认识了水破坏的成因,据此定制预防措施。
2沥青路面水破坏的预防措施
由于水破坏的产生前提是水进入了沥青混合料内部,因此水破坏与沥青混合料的空隙率、沥青与集料的粘结力、交通量、地面或地下排水有关。所以,可以从以下几个方面对水破坏发生进行防治。
第一,严格控制沥青混合料的空隙率。对于AC-16、AC-20等密实型沥青混合料具有良好的抗滑性能,为了防止渗水现象,目标空隙率应控制在4%~5%左右。
第二,因地制宜地选用当地集料,尽量选择与沥青粘附性好的集料,并应通过试验确定是否进行抗剥落处理。但,需注意的是,我们在提高沥青与石料的粘附性指标的同时,更应重视沥青混合料必须满足水稳定性指标;不符合水稳定性技术要求的沥青混合料,必须更换材料或重新进行配合比设计。
第三,提高养护施工质量。施工前原材料规格的选用必须达到设计规范要求,施工配合比设计必须严密;粗、细集料必须严格按规格备料,并严格控制集料含泥量。在施工中注重沥青混合料的拌合质量,防止离析。严格控制沥青混合料的拌合温度、出场温度和碾压温度,提高压实工艺及压实度,减少空隙率。
加强接缝处新、旧沥青层间粘结力;要求接缝断面垂直、洁净、喷洒的沥青粘层薄且均匀并布满全断面。
提高路面施工平整度。在条件允许的情况下,养护工程尽可能地采用机械摊铺法进行施工。施工过程严格控制松铺系数及松铺厚度,确保路表平整,不积水。
加强路面横坡度的控制也是有效防治水破坏的措施之一。我们管养的许多路段横坡度由于前期施工管理不善等原因达不到设计要求,出现病害后,给养护造成资金投入大、调坡难等困扰。因此,应加强源头施工的管理。
第四,加强日常养护,防止路表水、路基水对沥青路面的侵蚀。要求及时排除路面及路肩堆积物,确保路表畅通;及时清理排水系统沉积、堆积物等,确保排水系统流水顺畅,及时排水。
第五,对于挖方路段沥青路面,因地下毛细水上升造成的水破坏,在进行养护工程挖补后回填前,应进行隔断毛细水的处理后方可进行路面的修复。
第六,严格控制超载车辆。即要求治超站加强对超载车辆的卸载工作。
第七,加铺1cm微表处。无论是何种沥青混合料,必然有一定的空隙率存在,就会遭受一定的水破坏。微表处技术是稀浆封层技术发展的高级阶段;它是以高分子改良乳化沥青为粘结材料,并且以薄层工艺为主的冷拌混合料施工技术。它可以把最优质的结合料、集料所拥有的工程特性通过一个只有10mm的薄层集中体现在道路表面。目前微表处技术主要是用于建立和恢复道路表面功能,而无需提高附属工程标高;在正确的技术工艺条件下,微表处具有防水、抗滑、耐磨、耐久的功能。因此在经费充足的情况下,可在沥青面层表面再加铺1cm微表处。
3结语
沥青路面水损坏因素探析 篇7
一、沥青路面水损坏产生的机理
沥青路面的强度是来自于沥青本身的粘结力，集料之间的内摩擦力、嵌锁作用以及沥青与集料的粘附作用，而粘附作用则是保证前两个因素发挥强度作用的条件。在沥青混合料中，沥青作为集合材料，将各种粗细集料粘接在一起，从而形成一个整体，在沥青路面没有存在水分的条件下，沥青与集料的粘结一般不会出现任何问题，但水的存在使沥青与集料的粘附出现问题，由于集料具有亲水性，水比沥青更容易浸润集料的表面，从而降低沥青与集料之间的粘结性，沥青与集料表面的接触叫减少，粘结力降低，从而导致沥青薄膜剥落，使集料裸露而破坏，最终导致沥青路面的水损坏。由于水分的浸泡或者重载车辆行驶造成的动水压力等原因，并产生唧浆、松散、坑洞等水损坏的典型病害。因此，防止水或水分进入沥青路面的面层和阶层是防止沥青路面水损坏的有效措施，提高沥青路面使用混合料的水稳定性也是解决沥青路面水损坏问题的一个有效途径。
二、影响沥青路面水损坏的因素
1. 沥青的性质
粘性大的沥青对于抵抗水的置换问题要比粘性小的沥青好的多，这是由于在粘性大的沥青中有较多的极性物质存在。沥青的组成对于沥青混合料的水稳定性有很大的影响，采用改性沥青或者聚合物对于提高沥青混合料的水稳定性有教好的效果。而其中的蜡含量对沥青混合料的影响也是很重要的，蜡含量会降低沥青与集料之间的亲和力，从而影响到其粘结力和抗水稳定性，在低温的时候，结晶析出，以不均匀的悬浮状态存在沥青混合料中，造成沥青的极限拉伸应变和延度变小，造成低温开裂、发脆，为水分进入沥青路面结构提供了可能。
2. 集料的品质
集料的品质的好坏对沥青路面的水损害也有很大影响，碎石质量的好坏也是保证沥青混凝土质量的关键，沥青路面使用的碎石是由相关规定的，其必须统一集中生产，采用先进规范的生产工艺，进行严谨的筛分，不符合标准的碎石是绝不可以作用于沥青路面施工的。此外，集料表面的清洁度也会直接影响沥青的粘结性，其表面的泥土或粉尘将粘附沥青进行隔离，再遇到水或水分的时候，更加容易造成沥青与集料的剥离。
3. 沥青混合料空隙率
相关的调查资料显示，当沥青路面的实际空隙率小于8%的时候，沥青混凝土中的孔隙基本上是不连通的，沥青混凝土也基本不渗水，不容易造成沥青路面的水损坏问题。且排水性混合料的路面间隙率大于15%的时候，一般会选用改性沥青，让水分在空隙中自由流动，持水时间短，也不容易造成沥青路面水损坏问题。但当沥青路面混合料的实际空隙率在8%～15%范围时，水或水分比较容易进入到混合料内部，而且在荷载的作用下产生毛细压力，形成动力水，造成沥青混合料的水损坏的破坏。因此，沥青混合料的类型与用量对水损坏有着很大的影响。
4. 施工方面的影响
在进行道路施工的时候，有些施工单位追求施工进度忽略了气候的影响，在雨天还选择施工，或是施工途中出现下雨情况也不采取相应措施，造成一些水分经过碾压封闭在沥青混合料中，影响到集料与沥青的粘结力，为沥青路面的水损坏造成了一定的隐患。还有即使选择了混凝土实际空隙率为3%～6%的I型密级配沥青混凝土，但施工过程没有严格的控制和把关，只注重平整度而造成了局部碾压不足，压实度不够，导致空隙率偏大，为水分进入空隙减少了防线。还有的就是一些公路部门没有自己的料场，在一个工程中物料的采购可能来源于多方，其质量和规格难以达到统一，导致生产配合比目标配合出现偏差。施工方忽略了对物料的保养与清洁，没有将表面的浮土或是浮灰清扫干净，也没有对已侵水的部分进行及时的去掉。
5. 路面结构层防水与排水
沥青路面水损坏的根本原因是水分的侵入，因此路面结构层防水与排水就显得更为重要，当路面结构层不具备良好的防水与排水功能时，就给机会让水或水分通过面层裂缝、结构层物料间的空隙进入到路面结构层的内层中，使路面结构层遭到水分的琴包。而侵水的路面在行车的荷载作用下造成路面的早期破坏，而早期破坏没有得到较好的解决，水会更容易侵入沥青路面，加速路面的破坏，出现其他的病害。因此，保证路面结构层防水与排水的有效性以阻止水分进入结构层是极其重要的也是一项必不可少的有效措施。
6. 交通量
在路面结构层沥青混合料的空隙率中或是面层与基层的交界面上滞留的水分会在行车荷载的作用下产生相当大的压力。车轮产生的压力挤压结构层中的水，而车轮离开又会产生抽吸力，两者瞬间作用造成滞留在基层上面的浆水唧出表面，形成唧浆现象。而繁重的交通会影响到基层受冲刷的程度以及泛浆和错台出现的可能性，水损害也更加严重，这也可以从沥青路面的水破坏现象多发生在交通量较大的行车道上得到证明。因此，水冲刷破坏的发展与荷载应力的大小有很大的关系,荷载应力越大,水冲刷破坏越严重。对超载车辆上路的严格控制,也可以减缓一定程度的水冲刷破坏影响。
三、沥青路面水损坏防治的措施
1. 排水设计部门应合理设计路面排水
合理的设计路基及路肩横坡是有效排除路表水的关键，因此排水部门应合理设计路面排水与防水设施。从有利于排水的角度来说，路基及路肩横坡的破值应选取高值，但路基横坡过大优惠影响行驶安全，因此要进行综合的适宜的考虑，早多雨区适宜高值，在冰冻区适宜低值，且硬路路肩横坡的坡值可选取高值，从而施工方便考虑的话，硬路肩横坡宜与路基横坡相同，但在超高路段，则硬路肩横坡最好是与行车道相反，这样就可以有效避免硬路肩积水流到行车道上。
2. 路面施工方要严格控制施工的质量
施工方要严格控制把关施工的质量，为水损坏的防止提供强有力的技术支持。从物料的采购、使用，沥青混凝土拌制、摊铺和最终的碾压，每一个施工环节都要进行标准化、规范化的管理，对路基、路面排水设施的施工质量也不可忽略，以最大限度的降低水分渗入路面结构。
3. 重视路面构成设计，改善路面使用功能
预防水损坏的有效途径，除了防止或减少水分的进入，切断水损坏的外部条件，第二就是提高集料间的粘结力和沥青与集料的粘附性，从内部因素上防止水所造成的损坏。因此，要重视路面的构成设计，以改善路面使用功能，减低水损坏的发生。一些施工单位为了片面追求表面平整度，忽略了路面压实度，使表层的实际空隙率更大。在雨天，抗滑表层内部总是处于饱水状态。
地表水在路面积水时间过长，在荷载等反复作用由上而下渗入混合料内部,损坏沥青与集料的粘结，使路面结构层产生各种病害。因此要合理选取适当的级配类型，尤其是抗滑表层和下面层。抗滑表层应尽量采用SMA结构,使其既可以满足规范的构造深度要求，又可以使空隙率很小。下面层则尽可能采用I型密级沥青混凝土使路面水更小地渗透到基层中并阻隔基层中毛细水上升，增加整个沥青路面的水稳性。
4. 改善路面施工工艺，控制好路面压实度
施工方注重沥青路面的平整度而忽略并放松了对压实度的要求，为沥青路面水损害形成了隐患。还有的施工方担心在施工过程中采用振动压路机碾压会影响构造，选择采用轮胎压路机，不计轮胎压路机因吨位偏小会导致沥青路面的实际压实度的不足。或是为了追求平整度，沥青路面施工只采用一台摊铺机进行全副摊牌，由于密度过大，导致沥青混合料在抢铺过程中横向移动距离大，从而产生严重离析，造成密实度不均匀，因此建议进行相关的改进，高速公路应采用两台摊铺机梯队式铺摊。
四、结语
综上所述，沥青路面水损坏现象在我国各地各公路路面都是普遍存在的，也造成了一定的安全隐患。而水损坏也是我国公路沥青路面最严重的早期损坏原因之一。要根据水损坏是沥青路面发生的早期损坏现象这一特点，及时的剞劂，使路面进行正常的工作状态。而沥青路面水损坏问题的发生，也提醒我们，除了外界因素，例如下雨或是雨季过长，更要重视沥青路面的路面设计，认真监督施工过程，对沥青路面的使用与养护也要进行有效的管理，严格遵守行业规范，给予高度的重视的控制，从而最大限度避免人为的疏失因素，确保我国的各级公路可以稳定、安全、高速、舒适的运行。
摘要：本文介绍了沥青路面水损坏产生的机理,并从各个方面分析了可能导致沥青路面水损坏的原因,还提出了相应的的防治措施,以减少沥青路面的水损坏,延长其使用的寿命。
关键词：沥青路面,水损坏,原因,防治
参考文献
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沥青路面水损害研究综述 篇8
自20世纪60年代开始受到广泛关注, 美国公路合作研究计划 (NCHRP) 、公路发展战略研究计划 (SHRP) 研究专家组以及加拿大运输协会对沥青路面水损害问题进行了大量专题研究, 并形成了一定成果。近年来, 国内学者在沥青路面水损害的形成机理、影响因素、试验评价方法等方面也开展了相关研究, 取得了阶段性研究成果。该文从沥青混凝土材料粘附性能与沥青路面结构水损害机理模型两方面对已有研究成果进行阐述分析, 以期为路面水损害的深入研究提供基础与参考。
1 沥青与集料粘附性能的研究
近年来部分国外学者基于表面能理论对沥青-集料的粘附性进行了相关研究。美国德州A&M大学的Cheng、Lytton等人研究成果表明:沥青-集料界面由于水分侵入而发生的粘结 (Cohesive) 与粘附 (Adhesive) 破坏, 与沥青和集料的表面自由能紧密相关, 自由能可利用Wilhelmy吊片法准确测出, 并且基于表面能理论的水损坏研究结果同混合料力学性能试验结果具有良好的相关性。Lytton、Masad在文献[1]研究基础之上, 借鉴土壤学和岩石力学的吸力试验测试方法, 对沥青胶浆与混合料进行了吸力试验, 计算出混合料中的水分扩散系数。Alavi、Mogawer等学者利用沥青粘结强度试验, 直接测得沥青-集料界面粘结强度, 并分析水分对温拌沥青混合料路用性能的影响。
国内学者肖庆一基于表界面理论, 推导出沥青在矿料表面的粘附与水损坏模型, 分析了沥青与矿料的表面能参数对粘附、水损坏过程的影响, 结果表明:沥青与矿料品种的配伍对粘附功有较大影响, 矿料的比表面积对粘结力有极大的影响。丛林基于表界面理论, 推导出沥青在矿料表面的黏附模型和水损坏模型。魏建明采用躺滴法测定了沥青与液体的静态接触角, 并确定了沥青的表面自由能。闵召辉设计了适用于热固性环氧沥青与集料之间的剪切粘附试验, 得出环氧沥青粘附剪切强度受石料酸碱性影响较小, 而受温度变化影响较大。
2 沥青路面结构水损害研究
国外研究学者Masad、Hunter、AlOmari等对沥青路面结构的流体宏微观流动模式进行了研究。其中, Masad通过二维S E E P/W有限元模型, 把路面分成多个10 mm子层, 将导水率值赋予每个子层, 研究了孔隙度的垂直梯度对水分流动模式的影响, 结果表明导水率在垂直方向上呈降低趋势, 且大部分流体流动发生在水平方向。Hunter通过有限差分模型在现场渗透性试验导水率数值测试中得出流体垂直流动假设不准确的结论, 并得出随路面基层深度和现场渗透仪直径的变化, 导水率出现数量级的差别。Al-Omari通过半隐式方法压力联动方程对沥青路面导水率进行了评价, 评价结果与基于Kozeny-Carman方程数值模型的结果相一致。
在水损坏耦合模型方面, Khalili等将孔隙水与骨架间的相互作用作为耦合效应放入数学模型中, 分析了静载作用下的固体变形, 模型求解空间上采用有限元法, 时间上采用有限差分法进行离散。Kettil等利用流固耦合理论, 建立了饱和水沥青路面与无约束地基复合体的二维有限元分析模型, 对比了沥青面层模量高低对路面孔隙压力的影响, 并初步探讨了三维模型构建的可能性。Chen等分析了路面裂缝宽度和渗水系数对沥青路面水损害的影响, 并给出了两者相应的控制阀值, 为沥青路面结构水损害预防性养护提供了理论依据。在上述宏观尺度研究成果基础上, 近两年国外部分学者将目光转向了在细观尺度下研究动载-渗流耦合作用对水损坏的影响。美国德州A&M大学的Arambula和Masad等建立了沥青混合料细观模型, 对水汽扩散运动的机理及影响因素进行了分析, 并指出水分扩散系数对水损坏的产生紧密相关。Caro和Masad等引入内聚力模型模拟集料与沥青胶浆粘结界面, 建立了沥青混合料细观有限元模型, 模拟界面开裂过程。
国内研究学者基于多孔介质理论对动载与渗流耦合作用下路面结构力学响应进行了一定研究。崔新壮将沥青混合料看作多孔介质, 基于Biot固结方程, 对饱水沥青路面进行快速Lagrange有限差分分析, 证实了水力反复泵吸作用是沥青路面水损坏的主要因素, 且孔隙动水压力随车速增大而增大。董泽蛟和谭忆秋基于饱和多孔介质理论, 通过轴对称有限元瞬态动力分析, 计算得到饱和沥青路面内部孔隙水压力的时程变化, 得出了不同渗透性、车速和荷载情况下的孔隙水压力变化规律, 指出正负孔隙水压力的循环作用是沥青膜破坏的主要诱因。潘宝峰研制开发了高频高压动水压力发生器, 配合三轴试验仪, 用于研究循环动孔隙水压力下材料力学性能。吴国雄利用概率论与渗流模型, 计算分析了沥青混合料破坏的最近邻、次近邻和第三近邻状态下的渗流演变过程, 运用重整化群方法求出渗流阀值作为沥青路面开裂破坏的临界条件, 研究成果为沥青路面水损坏研究提供了新思路。
3 结论
综合上述研究资料, 国内外研究学者对于沥青路面水损害研究的手段, 主要从沥青—集料界面破坏与路面结构动水压力两个方面进行研究。前期研究所得出的粘附模型、界面水损害模型、渗流模型等成果, 对于后续沥青路面水损害的防治技术研究提供了基础理论与参考。因此, 基于沥青-集料界面破坏理论与路面动水压力计算结果, 寻求沥青路面水损害破坏薄弱环节, 进行针对性的沥青混合料材料组成设计, 探索路面水损害处治有效措施, 是后续沥青路面水损害研究的关键所在。
参考文献
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浅谈沥青路面水损害现象 篇9
1.1 坑洞
坑洞是典型的水破坏现象。当自由水侵入并滞留在沥青混凝土的空隙中, 不管是普通沥青混凝土还是改性沥青或者是加抗剥落剂的SMA, 在行车作用下, 特别是在降雨过程中和雨后行车道上的局部网裂就会逐渐松散, 松散的石料被车轮甩出而形成坑洞。由于沥青混凝土的不均匀性, 坑洞总是首先在局部混凝土空隙率较大出产生, 因此, 它是随机分布的一个个孤立的坑洞。
1.2 唧浆、网裂
水透过沥青面层滞留在半刚性基层顶面, 在大量高速行车作用下, 自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表面的细料, 形成灰白色浆。灰浆又被行车压唧, 通过各种形状不一和宽窄不一样的裂逢 (横缝、纵缝、斜缝、网裂) 进入路面, 灰浆还可能通过水渗入沥青混凝土的局部小面积或个别通道被压唧到路表面, 使路面产生网裂和变形。
1.3 辙槽
自由水浸放沥青面层后, 使沥青与碎石的粘结力减弱。在行车荷载作用下, 滞留在面层下部的水使矿料、特别是粗粒碎石表面裹覆的沥青膜逐渐剥落, 使沥青混凝土的强度逐渐减小, 直至完全松散。在行车轮迹下向两侧 (特别是向外侧) 挤出, 使轮迹带下陷, 同进使其两侧鼓起, 形成严重的辙槽。
2 沥青路面水损坏的影响因素
2.1 造成水损害的外在因素
2.1.1 降水量, 降水次数多和降水量大, 特
别是降水延续时间长, 自由水可能进入沥青面层的机会就多, 自由水渗透进沥青面层的量就可能大, 在进入路面结构层的水不能及时排出的情况下, 就会产生水破坏。水破坏的数量和速度与公路沿线的降雨量大小有密切关系。
2.1.2 交通量大小及重载车的比重。
在车辆通过, 而面层沥青混凝土的孔隙中或面层与基层交界面上滞留有自由水时都会产生相当大的水压力和抽吸力, 轮下的压力将轮下结构层中的水压挤, 而同时车轮驶离时又产生相当大的抽吸力, 这两种力的瞬时先后作用能将滞留在基层顶面的浆水唧出表面, 并促使较大颗粒剥落, 逐渐使沥青混凝土强度大幅下降, 直至路面局部松散并形成坑洞。
2.1.3 路面设计与施工方面的因素。
如沥青混凝土是密实式 (I型) 或是半开式 (II型) 及其孔隙率的大小, 沥青和碎石粘结力或有无抗剥落剂、材料本身的特性及质量、设计中有无防水层等都是当前影响水破坏的路面因素, 其孔隙率太大是主要原因。现有路面的设计孔隙率容许范围太大 (最大达6%) , 再加上必然会存在的施工误差及试验误差, 致使路面各结构混合料的实际孔隙率过大或很不均匀而造成路面水损坏。
2.1.4 施工碾压的影响。
在沥青路面施工过程中, 施工工艺对混合料的水稳定影响集中体现在压实上, 没有得到很好压实的混合料, 空隙隙率加大对各种使用性能都有影响, 开放交通后的行车碾压会造成混合料的压实变形而形成不正常的车辙, 更严重的是水进入空隙成为水损害的祸根。
2.1.5 路面排水的影响, 现在的路面排水往
往只重视路基范围内的路面以外水的排除, 而对路面结构层内部的排水则很不重视, 或者根要没有考虑, 而排水不良是造成路面水损害的重要原因之一。
2.2 造成水损害的内在因素
2.2.1 集料性质的影响
2.2.2 沥青性质的影响。
粘性大的沥青对于抵抗水的转换要比粘性小的沥青好, 此外, 沥青的组成对沥青混合料水稳定性的影响也是很重要的。
2.2.3 混合料类型的影响。
认真选择沥青天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实际的空隙率。
2.2.4 集料粒径及压实厚度的影响。
现在沥青表面的集料料径普遍粗, 与其相匹配的压实厚度偏薄, 不利于压实。另外, 集料粒径大造成沥青混合料离析也是是普遍存在的问题。
3 减少水破坏的措施
3.1 完善路面排水设计
早期修建的高速公路排水设计不够完善, 较为突出的是中央分隔带没有设计相应的防排水设施, 致使雨通过中央分隔带渗入路面结构层内而导致路面水破坏的增加, 在挖方路段, 由于路基路面的排水设计不够完善, 造成路面破损状况较为普遍。因此, 在高速公路路面设计时, 应进一步完善路面防、排水设计, 在沥青面层结构组合设计中, 至少两层按密级配沥青混凝土设计或设置必要的隔水层, 以减少面层渗水。基层顶面设置封层, 以利层间粘结和防水, 在中央分隔带处设置防水建材和纵横向排水渗沟, 在土路肩处采用等粒径碎石填料进行填筑, 在挖方路段应根据现场实际情况有针对性地进行排水设计, 以减少路面水破坏。
3.2 提高压实标准
压实度不足是早期水损害最普遍的原因。沥青混凝土的压实度对其物理力学性质有关至关重要的影响。我国现行JTJ032公路沥青路面施工技术规范中对沥青混合料的压实际标准建立于20世纪80年代。近年来, 我国高速公路施工所用的压路机品种、吨位和技术性能都发生了显著变化, 客观上具备了提高压实标准的条件, 为了尽可能提高沥青面层的压力实度, 表面层的压实度应不小于98%, 中面层或底面层的压实度应不小于97%。
3.3 提高路面材料的防水性
根据沥青路面设计规范, 沥青面层除应满足车辆的使用要求外, 还应满足雨水不渗等要求, 宜选用粒径较小、空隙也小的级配混合料, 尽量采用小粒径沥青混凝土, 以提高沥青路面面层的防渗性对于选用中粗粒混凝土或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面, 必须在沥青面层下设下封层, 防止雨水渗水。
3.4 灌缝
实践证明已经竣工通车的高速公路路面裂缝相当一部分是由基层引起的反射裂缝, 路面开裂后如不及时灌缝, 雨水进入面层中就会产生水破坏。所以基层的结构设计和配合比设计就显得较为重要。通常情况下, 采用提高基层抗拉强度, 在面层与基层结合部位铺设土工布等以缓减半刚性基层材料的收缩应力。但基层的结合料如水泥, 剂量太大易干缩开裂。建议采取规则切缝, 缝内灌填沥青等适宜材料, 缝上铺土工材料, 然后再洒布透层油或做下封层。如果投资容许的话, 鼓励发展柔性基层和组合基层路面结构。
综上可知, 沥青路面水损害, 不仅仅与气侯、交通量设计、施工等路面形成前的环节有关, 而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此, 要消灭沥青路面水损害这一质量通病, 延长沥青路面的使用周期, 提高投资效益, 需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责, 分头把头, 按照行业规范标准, 结合工程实际, 严格履行各自职能, 相信这一顽疾一定会得到根治。
沥青路面早期水损坏相关问题探讨 篇10
水损害的产生是以水进入路面结构为基本前提的, 而水从道路表面进入路面结构的途径主要有两个:一是从面层的空隙进入, 二是从面层的裂缝处进入。
1.1 面层空隙产生的主要原因
1) 压实不足是造成一些沥青路面面层局部空隙率大的原因之一。造成压实不足的原因主要有:过分强调平整度和担心构造深度使压实受到影响;仍是出于对平整度的考虑, 不采用两台摊铺机梯队式的摊铺方式, 而采用一台摊铺机全幅摊铺的方法, 易离析, 且振捣力较小, 压实不均匀;早期修筑的绝大多数沥青路面对集料的粒径与面层压实层厚度之间的相配性几乎都没有考虑, 沥青面层的集料粒径普遍偏粗, 而与其相配的压实层厚度稍偏薄, 不利于压实, 造成面层实际空隙率较大。
2) 混合料的不均匀性大也是造成沥青路面局部空隙率大的主要原因。沥青路面局部空隙率大往往和混合料不均匀性有关。路面生产过程中沥青混凝土不均匀性是由多个原因引起的, 有原材料组成变异性大的原因, 有拌和厂管理上的原因, 也有运输和现场摊铺方面的原因, 诸多原因造成了集料离析和温度离析。集料离析的最主要原因是拌和过程中的不均匀以及材料自身的不均匀, 这和以下原因有关: (1) 我国集料生产水平低。 (2) 我国大多数高速公路的沥青拌和厂都是临时在沿线设置的移动式拌和厂, 材料堆放场地不规范, 料场之间没有挡墙, 无形中对级配造成影响。 (3) 由于拌和能力不足, 同一个铺筑现场常由几个拌和厂供料, 这就带来了材料来源不同、实际配合比不同等问题。
1.2 面层产生开裂的形式及主要成因
1) 横向开裂。横向开裂是沥青面层发生最多的一种裂缝, 沥青路面上都或多或少存在横向开裂, 绝大部分是温度裂缝。一种是冬季突然大幅度降温引起沥青面层低温收缩开裂;一种是日气温变化引起的沥青面层产生温度应力, 温度应力的反复作用使面层产生温度疲劳裂缝。温度裂缝起始于路表面, 且逐年增加。
2) 反射裂缝。下卧层不连续处作用在沥青路面面层底面的应力超过了材料的抗拉强度并使面层底面开裂, 裂缝逐渐向上延伸, 直到穿过沥青面层顶面反映为表面的裂缝。反射裂缝可由下列原因引起:半刚性基层的裂缝、下卧水泥混凝土路面的裂缝或接缝、旧热拌沥青混凝土面层上的低温裂缝、旧沥青混凝土面层上的块状裂缝、旧面层上的纵向裂缝和旧面层上的疲劳裂缝。
3) 网裂。网裂往往由于荷载的往复作用使得面层沥青混合料疲劳造成, 但也有由于基层质量不好造成的块状裂缝。半刚性材料之间或半刚性基层下部有一定厚度的素土夹层时, 素土夹层潮湿后使路面承载能力显著下降, 产生“弹簧”路段, 就易产生块状裂缝。半刚性基层厚度不足, 而其下底基层又不是半刚性材料层的路面结构, 特别是在土基压实度不足和承载力较差的情况下, 也会产生块状裂缝。
2 沥青路面水损害病害影响因素分析
2.1 外部因素
1) 降水量。其他条件都相同的情况下, 南方多雨潮湿地区沥青路面的水损害要比半干旱地区特别是干旱地区沥青路面的水损害多得多, 而且在速度上也要快得多。
2) 降水的化学组成。降水对沥青混合料的影响不仅体现在压入、抽吸带来的冲刷等力学作用上, 还应该体现在化学侵蚀作用上。
3) 交通量和交通组成。发生水损害的路面很多都是大交通量和超载严重的路段, 如交通量在2万辆/日左右甚至以上, 超载车重一般在40~70 t之间, 甚至更重。超重交通使路面承受的荷载远远超过设计要求, 路面产生的弯沉盆更大更深, 因此在水的作用下更易发展为形变、辙槽等破坏。
4) 行车速度。行车速度的快慢对路面水损害病害的出现快慢也有一定的影响。积聚在基层表面的水在高速行驶的车轮作用下会受到更大的压力形成高压水流, 这种高压水流长时间冲刷集料上的沥青膜, 就会使得集料表面的沥青膜被冲走, 沥青混凝土松散, 强度降低, 导致路面逐渐被破坏。
2.2 内部因素
1) 施工条件。施工对沥青混合料水稳定性的影响集中体现在压实和离析等因素上。压实不好的混合料其各项路用性能都不会好。压实不足的路面实际空隙率大, 水进入空隙后就成为水损害的祸根。同时, 绝大多数沥青路面的水损坏都是从路面局部破坏开始的, 而路面施工过程中的集料离析、温度离析和局部混合料不均匀是造成路面局部严重水破坏的根源。
2) 路面排水。路面排水是目前我国路面设计中最不被重视、最落后的一个领域。现在的路面排水往往只重视路基范围内的路面表面以外水的排除, 而对路面结构层内部的排水则很不重视, 或者根本没有考虑, 因此排水不良也是造成路面水损害的重要原因之一。对水的处理方法无非是封和排, 但现在大多数沥青路面是面层本身封不住水, 这除了上述的材料不均匀性等原因外, 沥青路面开裂也是面层封不住水的原因之一。
3 结语
分析认为, 降水从道路表面进入路面结构内的途径主要为面层内的空隙和裂缝, 应结合工程实际, 总结沥青路面常见的水损害破坏形式, 对水损害的影响因素进行治理, 以提高沥青路面的施工质量。
参考文献
[1]张虎发.浅谈水对沥青混凝土路面的破坏及防治措施[J].青海交通科技, 2005 (6) .
水混凝土路面 篇11
关键词：沥青路面 影响因素分析 水损破坏 细观结构 损
伤演化规律
1 概述
近年来，由于环境的破坏致使雨水灾害频发，沥青路面结构水损坏现象越来越突出，致使路面结构的使用寿命和性能大幅下降，该问题已逐步引起学术界和工程界的关注。
目前，我国的沥青路面采用多层的结构形式，各层在材料组成、压实程度等方面存在一定差异，另外，层内不同材料在热学、物理、力学等方面的特性也不尽相同，导致层间或层内不同材料的交界面存在各种形状的微裂缝、微缺陷。投入运营后，在降雨-蒸发循环、雨水侵蚀、车辆载荷等因素的共同作用下，材料的性能和材料间的粘结强度会逐渐降低，结构内微裂缝、微缺陷的状态也会逐步劣化，进而导致路面结构发生各种形式的损坏。有资料表明，由雨水引发的沥青路面微细结构损伤主要体现在材料内聚力和材料间粘着力的降低，以及雨水对结构的腐蚀、冲刷等方面。考虑到雨水对路面结构影响的严重性，国内外一些学者从不同层面对其进行了研究。
2 现状综述
2.1沥青路面结构水损影响因素分析 为明确沥青路面结构水损的影响因素，评价其影响情况，学者们在此方面进行了一些研究，如Lytton.R.L等人认为路面结构水损坏可归结为水分进入沥青与集料交界面或进入沥青材料内部引起结构强度和耐久性降低两个方面，并借助表面能理论和动力学理论，提出了一个可用来解释沥青混合料动力学计算结果和结构损坏程度的新方法；G.D.Airey等人针对沥青材料的粘结性受时间影响显著这一实际情况，提出了一个老化沥青混合料水损试验方法（SATS），并将该法用于分析集料、填充材料、沥青等材料对路面水损的影响情况；沙庆林院士通过分析水破坏的现象和原因，提出从控制沥青路面结构面层空气率（不大于5%）、增强沥青与矿料的粘结力、提高压实标准、增设排水层或防水层等方面来降低雨水对沥青路面结构的破坏程度。
2.2 沥青路面水损细观结构变化分析 为探讨沥青混凝土内部结构排列，及其与整体宏观性能间的关系，学者们进行了一些研究，如WANG L B[4]基于沥青混凝土X- ray CT切片图像，提出了一种进行三维细观结构重构的图像差值方法，并用对3种沥青混凝土内部孔隙的大小、空间分布、损伤面积、损伤张量等进行了定量研究；李晓军通过不同扫描参数下的CT扫描，从CT数和CT图像两方面分析了试件内部的初始结构，着重对比了试件内部不同层面孔隙的分布，为评价沥青胶结颗粒材料初始损伤奠定了基础；Jonathan Howson等人通过分析集料与沥青粘结面的微观损伤过程、粘结材料的粘结强度和耐久性，从组成材料的基本特性方面对沥青混合料的水损破坏过程进行了较为详细的研究。
2.3 沥青路面结构损伤演化规律 在结构损伤演化方面，学者们也进行了一些研究，如周志刚通过研究认为沥青类路面疲劳开裂的实质是结构层在交通荷载循环作用下内部逐渐损伤劣化形成宏观裂缝的过程，裂缝扩展阶段的寿命直接影响路面结构的疲劳寿命。Q.Z.Zhu等采用热力学分析方法对于拉、剪和拉剪组合应力状态下，脆性材料裂纹滑动与损伤演化的相互作用进行了研究。
3 现状分析
综观上述各方面研究，尽管各研究均具有一定的实用价值和理论指导意义，但受试验设备、研究手段、研究侧重点等方面因素的限制，现有的研究成果尚难全面揭示沥青路面结构水损问题，主要体现在：①关于沥青路面水损方面的研究成果主要基于对宏观物理力学指标的分析，提出的评估模型和防治措施的细观理论支撑不足。②涉及水损状况下微结构状态变化、微裂纹（微缺陷）发展、材料粘结力降低等方面的研究成果很少，难以揭示结构破坏的细部原因。③关于沥青路面结构水损演化规律方面的研究成果不多，且损伤因子定义中对材料内聚力、材料间粘结力、微裂缝（微缺陷）等因素的考虑不足。④所建立的损伤演化规律评估模型中未考虑细观指标的不确定性，影响评估结论的可靠性。
4 讨论
鉴于现在研究成果中的欠缺，有必要在如下几方面开展进一步的研究：①从宏、微细观试验研究入手，研究沥青路面结构水损过程中细观结构状态、微裂缝（微缺陷）发展等细观指标的变化，以及材料内聚力和材料间粘结力降低情况，揭示沥青路面结构水损破坏机理。②根据水损的实际情况，从微观角度对结构损伤过程进行分析，建立沥青路面结构水损演化方程和损伤状态评估模型。③进一步完善路面结构设计理论和水损防治理论，在研究方法和理念上有所创新与突破。
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浅析沥青路面水损害及其防治措施 篇12
针对水损害这个技术性难题, 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、指标以及对水损害现象的控制、防治等各个方面都进行过系统研究。
1 水损害现象的类型及其作用机理
1.1 松散类
沥青混合料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, 导致路面出现麻面、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。
1.2 裂缝类
从路表连通孔隙及裂缝处渗下的水与半刚性基层顶面结合料混合, 在行车荷载的反复作用下, 产生的高速动水压力冲刷基层顶面形成灰浆, 并从面层裂缝中被挤压而出形成了唧浆现象;随着基层顶面结合料的逐渐流失, 面层也随着底部脱空现象而产生沉陷、网裂现象, 进而发展成坑洞病害。
1.3 变形类
在行车荷载作用下, 滞留在面层沥青混合料内的水对集料特别是粗集料表面进行不断冲刷, 造成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。
1.4 冻融循环破坏
在冰冻地区或季节性冰冻地区, 由于在沥青混合料内部存在的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也会造成水损害。
总的来说, 发生水损害的根本原因在于水的作用致使沥青对集料的粘附性能丧失, 沥青膜从矿料表面脱落, 而造成这种结果的两个关键性因素是水和外力的作用。
2 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害的原因可从以下几方面进行分析:
2.1 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之间的作用, 沥青与矿料表面的表面张力, 沥青的粘性, 矿料的空隙率, 矿料的含水量和含泥量等。研究资料表明, 若沥青与矿料的粘附性不足4级以上时, 沥青膜容易脱离, 造成路面水损害。
2.2 沥青路面施工时的孔隙率
高等级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;施工过程中造成的沥青混合料离析导致路面局部压实不均匀, 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。
2.3 沥青路面结构层内部排水
在道路工程中, 人们比较重视路基和路界地表范围内的排水, 采取的措施也很多。但是对于路面结构层内部的排水则重视不够, 甚至基本没有考虑。我国高等级公路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、砌筑式路肩、浆砌挡墙等, 这些都妨碍了由各种途径侵入路面结构内部的水分排出。
2.4 其它方面的原因
路面开裂老化会加速水损害的发生, 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等等方面都会对路面造成水损害。
从以上分析可看出, 影响沥青路面水稳定性的因素有:
(1) 沥青混合料的性质:包括集料性质与沥青性质。
(2) 沥青混合料类型:密级配沥青混合料结构密实、空隙率小, 矿粉及沥青用量较大, 沥青膜较厚, 一般水损害较小。断级配和开级配沥青混合料粗颗粒较多, 沥青用量较少, 容易遭受水损害。
(3) 施工条件:沥青混凝土路面在施工时, 如天气寒冷潮湿, 建成的路面就易发生水损害;另外如压实不充分或压实不及时, 成型的路面内部存在较多的孔隙, 水分易浸入沥青路面结构而导致水损害。
(4) 施工后的环境条件:施工后的环境条件包括气候及交通荷载情况, 温度、降雨量、冻融及干湿循环等, 都将影响影响路面层遭受水损害的程度;其它条件相同时, 交通荷载繁重可加速水损害的发生和发展。
(5) 路面下的排水情况:路面下排水状况不良, 进入路面的水不能及时排除, 也将加速路面水损害的发生和发展。
3 预防沥青路面水损害的技术措施
3.1 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。
3.2 改善沥青与矿料之间的粘附性
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。
3.3 提高沥青混凝土压实度标准, 增加现场空隙率测定指标
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。若仍按常规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, 应提高压实度标准;而且在提高压实度标准的同时, 增设现场空隙率测定作为施工的控制指标。
3.4 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, 从根本上解决沥青路面的水损害问题。
参考文献
[1]JTG F80/1-2004, 公路工程质量检验评定标准[S].北京:人民交通出版社, 2004.
[2]JTG E42-2005, 公路工程集料试验规程[S].北京:人民交通出版社, 2005.