沥青路面水损害防治

沥青路面水损害防治（共11篇）

沥青路面水损害防治 篇1

摘要：本文从沥青路面水损害的主要表现形式及其产生原因出发, 从设计方案、施工质量、环境条件、公路管理等方面分析了沥青路面水损害的影响因素。在此基础上, 阐述综合治理的思想, 并从设计、施工、养护、管理等环节提出了沥青路面水损害的防治措施。

关键词：沥青路面,水损害,防治

近年来, 我国部分沥青路面先后出现坑槽、翻浆乃至大面积破损, 严重影响了公路通行质量。从病害调查分析情况看, 沥青路面出现的各种病害都不同程度地因水的侵蚀引起。水已成为造成公路沥青路面早期损坏, 降低使用寿命的主要自然因素。因此, 最大程度地避免水对沥青路面的损害是保证沥青路面使用功能的关键。

1 水损害的主要表现形式及其产生原因

1) 路表麻面、松散现象。沥青面层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。2) 路面龟裂、坑槽现象。路面基层表面细料在雨水和行车荷载的反复作用下, 被浸入基层的有压水冲刷成浆, 沿面层裂缝挤出路面, 将基层或路基掏空, 导致面层下陷, 出现龟裂及至坑槽。3) 路面沉陷、翻浆现象。因基层强度不足和行车轮迹带下出现压缩变形、剪切破坏, 导致沥青路面产生不均匀沉陷, 且由此形成低洼积水坑, 使路面大量进水和积水排水不畅, 在行车荷载作用下, 出现翻浆现象。特别是部分路段在冬季因冻胀现象使路面开裂, 春季化冻时产生严重翻浆。总的来说, 沥青路面产生水损害的原因是由于经过交通荷载和温湿胀缩的反复作用, 滞留于面层中的水分进入到沥青膜与集料之间, 沥青膜渐渐从集料表面剥离, 导致集料之间粘结力丧失, 使沥青混合料掉粒, 松散, 直至完全松散, 形成坑槽;且因水分透过面层裂缝渗入基层, 在荷载作用下对基层进行损害, 使其强度降低, 造成路面开裂;如果基层强度不足, 出现沉陷, 形成积水坑, 遇水后会出现路面翻浆、坑槽等现象, 会加速路面破坏。

2 沥青路面水损害的影响因素

1) 设计方案。当面层混合料级配不合理、空隙率过大及沥青与集料的粘附力不足时, 均会导致混合料的抗水损害性能不足;排水设计不完善, 路面表面排水不畅, 路面积水或水分滞留时间太长使水分渗入路面结构内部而产生破坏。2) 施工质量。基层材料拌和不均匀, 基层表面浮土、浮灰、浮砂没有清理干净, 在雨水和车辆荷载作用下易形成局部冲刷现象;碾压不足或碾压过度都将影响基层强度的形成。面层施工时, 集料过于潮湿、沥青混合料拌和不均匀以及材料中杂质尘土过多都会严重影响沥青与石料的粘结, 从而使沥青路面产生水损害。3) 环境条件。对降雨量大、地下水位高、排水不畅的路段, 路基经常处于潮湿状态, 冲刷作用剧烈。交通量及车辆荷载越大, 冲刷作用也越大。4) 公路管理。如果沥青路面发生水损害后, 不能及时采取及时有效的处治措施, 将加快路面损害速度和范围;另外, 若对当前存在的车辆超载超限运输现象不能采取合理的限制措施, 无疑也会加速沥青路面水损害。

3 沥青路面水损害的防治措施

沥青路面水损害的产生原因复杂多样, 无法通过单一的技术途径而轻易解决。因此, 必须做好病害前“防”, 同时应做好病害发生后的“治”, 从各个方面采取综合治理措施, 将病害发生的可能性降低到最小程度。

1) 完善设计方案。在面层排水设计方面, 路表排水要在坡度允许的情况下尽量便于路面的排水, 在路面结构层中设置防水层, 基层顶面设置封层, 在中央分隔带处设置纵横向排水渗沟, 在土路肩处采用碎石填料进行填筑, 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, 减少水在路面的停留时间, 以减少其对路面的破坏。

2) 控制集料规格。沥青路面的材料、集料规格, 直接影响沥青集料的粘附性能和水损害的程度。所以, 应该加强对原材料的把关。沥青应选用针入度小的沥青, 石料应选择强度高、耐磨耗、抗冲击力强并具有憎水性的碱性石料, 以增加沥青路面抗水损害性能。每批沥青进场都要进行试验, 保证沥青的粘度、延度、针入度等各项指标符合要求, 对每批集料进场都要严格进行抽检、筛分, 保证每批进场材料符合规格要求, 坚决杜绝不合格材料进场, 充分保证沥青混和料的粘结性能, 提高沥青集料的粘结力, 降低水对沥青路面的破坏能力。

3) 提高施工质量。路面基层施工时, 应尽量采用“厂拌法”拌合, 使混合料配合比准确, 拌合均匀;碾压时, 严格按照有效碾压遍数控制碾压, 避免过度碾压, 碾压结束后, 立即进行养生, 尽早喷洒透层油, 铺筑沥青面层。沥青面层施工时, 必须注意沥青混凝土拌合的均匀性, 防止粗细集料离析;严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度, 把好摊铺质量和碾压质量;在拌合和摊铺时宜采用机拌机铺, 尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等措施提高压实度, 减小空隙率, 确保沥青面层平整、密实, 使路表水能迅速排出。在做沥青透层或下封层前, 必须将基层表面的浮灰清除干净。

4) 加大养护力度。要延长沥青路面的使用寿命, 必须加强路面的养护。严格按照规范要求及操作规程进行养护, 把沥青路面的病害消灭在萌芽状态, 避免雨水从病害处渗入, 造成路面破坏。在麻面和龟裂严重处刷油或洒油, 避免遇水破坏;对路面存在的沉陷、平整度差等病害, 根据病害成因进行处理, 若是因为基层所致, 就要处理基层, 提高路面平整度, 使排水顺畅;出现坑槽时, 应严格按照“八道”工序施工, 确保坑槽挖补质量;路面大面积破坏时, 及时实施大中修, 防止造成更大破坏;要经常上路巡查, 发现险情或排水不畅, 及时处理, 疏通水沟涵洞, 完善排水系统, 以免积水浸泡路面。

5) 强化路政管理。近几年, 公路发展迅速, 交通量日益增长, 车辆超限超载运输现象屡禁不止, 直接影响到公路的使用年限。因此, 应该严格按照《公路法》、《超限运输车辆行驶公路管理规定》要求, 切实治理车辆超限运输。在货运源头、重要路口设立流动检测点, 对超限车辆劝返自行卸载, 不听劝返的要依法强制卸载, 减少超限超载运输车辆对公路造成的损坏, 延长公路使用年限。同时, 加强公路环境治理, 清除路基范围内的堆积物, 避免堵塞水路;严禁污水、油料排到公路上, 浸泡路面;严禁公路沿线修建房屋时毁坏排水系统, 确保公路排水设施完好, 水路畅通。

4 结语

公路病害水为先。水损害已影响到公路的通行能力和交通安全, 引起了社会各界的广泛关注。交通部门应高度重视, 防治结合, 加大公路养护资金投入, 严格控制公路的设计、施工质量, 加强公路养护管理, 提高公路防水损害的能力, 为促进区域经济又好又快发展和社会主义新农村建设创造优良的交通环境。

参考文献

[1]邓学钧, 张登良.路基路面工程.人民交通出版社, 2000.

[2]交通部.公路路面基层施工技术规范.人民交通出版社, 2000.

[3]交通部.公路沥青路面施工技术规范.人民交通出版社, 2004.

沥青路面水损害防治 篇2

沥青混凝土路面水损害处治措施

本文简述了沥青混凝土路面的水损害作用机理和减少水损害的几点建议:路面结构层均采用水稳定性好的密实型沥青混凝土、改善沥青与矿料之间的粘附性、提高沥青混凝土压实度标准,增加现场空隙率指标、设置路面结构内部排水系统.可供同行参考.

作 者：沈训龙 作者单位：安徽省公路工程检测中心,安徽,合肥,230022刊 名：淮北职业技术学院学报英文刊名：JOURNAL OF HUAIBEI PROFESSIONAL AND TECHNICAL COLLEGE年，卷(期)：201009(3)分类号：U416.217关键词：沥青混凝土路面 水损害 处治措施

沥青路面水损害防治 篇3

关键词：沥青路面；水损害；路面排水；密实度

造成沥青路面水损害破坏的原因非常复杂，大体上可以归结为沥青混合料空隙率过大、压实度不足、路面渗水、路面厚度偏薄不均匀、沥青混凝土混合料抗水损害能力不足、排水设施不完善等。

一、表面层沥青混合料的级配组成

确定适用于当地自然气候条件的沥青混合料级配组成是非常重要的，由于影响路面早期损害的因素很多，对沥青混合料级配的要求要保证设计出的混合料有稳定的集料骨架，较强的内摩阻力，使混合料有足够的能力抵抗温度变化产生的变形。同时要求混合料经过适当的压实可以得到适当的空隙率，以保证混合料的密水性。表面服务特性则要求混合料较粗糙，铺筑的路面有一定的构造深度。从施工角度要求考虑混合料的施工均匀和压实后的空隙率要求，以及路面摊铺厚度和集料最大粒径的合理搭配，沥青面层能否达到这些使用要求，与所用沥青、沥青混合料的类型和性质，以及沥青面层的厚度有密切的关系，应该根据各种混合料的特性来选择合适的面层结构。

回顾我省早期修建的沈大、沈抚、沈阳绕城高速公路都采用了I型密实式沥青混凝土，路面渗水很少，并没有发生水损害破坏现象，但构造深度较小达不到抗滑要求。后来设计规范路面构造深度作为抗滑性的一项主要技术指标要求，所以在以后修建的高速公路表面层都用了AK-13抗滑表层级配。随着构造深度的增大，空隙率也随着增大，设计空隙率往往在6%以上，路面实际空隙率在10%以上，成为渗水的半开结构。后来一些部门对级配作了各种调整，尽管在理论上有很多优点，但有些受级配和油石比的波动影响比较敏感，稍有变化容易造成不均匀，实际效果并不理想。

二、提高路面压实度，减小空隙率

压实度不满足设计要求是早期水损害最普遍的原困，据研究，当设计空隙率为4%，沥青路面空隙率在8%（压实度96%时）以下时，沥青层中的水在荷载作用下一般不会产生水压力，不容易造成水损害。路面压实度不足，空隙率高于8%，就容易渗水，引起路面破坏。因此，在施工中对沥青混合料压实度的质量控制应引起高度的重视。实际工程调查中，以铁四高速公路路面压实度为例，按马歇尔密度控制，根据抽检试验数据可以看出，很多路段压实度不足，这是由于马歇尔密度控制路面压实度造成的。57KM路面压实度尽管均满足规范96%的压实度标准，无一不合格，但如果用最大理论密度92%去衡量，有35%的密度不合格。若用93%的最大理论密度去衡量，则有60%不合格。

三、路面排水

水是路面水损害破坏的主要自然因素，现在的问题是沥青面层本身是透水的，即使是很致密的级配，也难免会由于沥青混合料摊铺时的离析而局部透水。因此，雨季水进入沥清面层内部是不可避免的。但是过去在路面设计中，一般不考虑路面结构层内部的排水问题，相反普遍设计了埋置式路缘石，阻碍了渗入路面内部水的排出，特别是平顺路段和凹曲路段，埋置式路缘石使路表水不能从边缘迅速排出，反而阻挡路表水形成局部积水，这个问题在桥面上表现特别突出。因此做好路面排水应引起设计部门的高度重视，建议从以下几个方面考虑路面排水问题：

（一）路面设计时必须考虑沥青混合料内部层间水和缝隙水的排出问题，保证渗入路面内部水能排出路面。可在路面中、下面层边缘紧贴路缘石设置15-20cm宽的纵向排水盲沟，盲沟中加设土工布，铺筑碎石层，上面覆盖沥青表面层。碎石层纵向每隔3-5m设一个出水口，出水口处的埋置式路缘石下部预留排水通道，使渗入面层内问的水沿纵向排水盲沟排出路面。

（二）开展级配碎石柔性基层和沥青碎石性基层的研究，我国高速公路普遍采用的半刚性基层，也是不透水的，渗入路面的水容易积聚在基层表面，形成浮浆。基层要不要考虑透水性能，是一个值得研究的问题，现时为更好地解决路面排水问题在我国对柔性基层的研究和应用已经很有必要了。

（三）做好中央分隔带的排水，避免绿化浇水横向渗入路基。如果不能保证排水，可以考虑不设绿化带。

（四）保证路表排水，挡水式路缘石滞留在路面上形成积水，在排水不畅的弯道和凹曲线底部，可不设路缘石，做好路肩和边坡防护。

（五）加强路面层间结合，防止水的渗入，粘层油可以起到保证各沥青层共同受力和防止水渗入下一个结构层的作用。因此，各沥青层之间必须设置粘层油，并且保证粘层油的施工质量。

四、提高沥青混合料水稳定性

水损害是由于水的侵入而导致集料上沥青膜剥落造成路面松散破坏。为满足路面抗滑性能对集料质量的要求，面层集料多采用抗磨光性能好的酸性或中性集料，但这些集料与沥青的粘附不好，致使沥青混合料的抗水损害能力严重不足。在沥青中添加抗剥落剂是提高沥青路面抗水损害能力的有效方法。但在沥青中添加抗剥落剂和矿料存在一个融合性问题，沥青、矿料确定后选择什么样的抗剥落剂最有效，必须按试验规程严格进行评价。国外普遍采用消石灰改善沥青与石料的粘附性，取得了很好的效果。美国、目本和我国规范都把掺入1%-2%消石灰或水泥作为改善沥青粘附性的第一措施。因此，在采用与沥青粘附性不好集料时，首先应考虑采用消石灰作为改善沥青粘附性的措施，另外，在混合料配合比组成设计时，应对沥青混合料的抗水损害与石料粘附性试验合格，双重合格才能认定路其抗水损害能力合格。

参考文献：

[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2]曲向进.浅谈高速公路沥青路面设计[J].东北公路，2001（2）.

浅析沥青路面水损害及其防治措施 篇4

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.

沥青路面水损害防治 篇5

水损坏是沥青路面主要损坏类型之一,根据大连地区沥青路面建设和养护经验,对沥青路面水损坏形成原因进行分析,并提出防治对策.

作 者：郑广川 朱箫迪 顾洪江  作者单位：郑广川(大连市普兰店公路管理段,大连,116200)

朱箫迪,顾洪江(辽宁省交通科学研究院,沈阳,110015)

刊 名：北方交通 英文刊名：NORTHERN COMMUNI CATIONS 年，卷(期)： “”(2) 分类号：U418.6 关键词：沥青路面   水损坏   防治对策  

沥青路面水损害防治 篇6

关键词：公路 路面 早期水损害 防治措施

0 引言

水损害是我国公路路面主要的病害之一，特别是在南方高温多雨、潮湿地区，尤为严重。对于水泥混凝土路面，水损害的主要表现形式有：唧浆、唧泥，并进一步发展成脱空、断板、错台等；对于沥青路面，其主要表现形式有：坑洞、松散、唧浆、龟裂等等。其表现形式不同，表示水损害处于不同的阶段。不管高速公路采用的是何种路面结构形式，其对高速公路路面结构的承载能力的损害是十分严重的，而且随着时问的增长，承载能力下降的速度越显著。一般南方多雨地区，当开始出现了早期水损害，且没有及时养护的话，多则3～4a，少则1～2a，甚至1个雨季，就出现大面积的损害，导致路面结构的崩溃。因此对高速公路路面水损害的原因进行分析和防治措施的研究具有十分重要的意义，本文根据笔者多年的工作实践对公路水损害产生的原因和防治措施进行一些分析和探讨。

1 水损害的破坏形式及机理

1.1 破坏形式 我国公路沥青路面多采用强基薄面结构形式，即由半刚性基层作为汽车荷载的主要承重层，沥青面层只作为结构层。在这种结构形式下，公路沥青路面中常见的水损害破坏形式有以下几种：t唧浆、形变和网裂、松散、坑洞、辙槽等。以上的早期水损害现象有时单独出现，但大多数是组合出现的。比如产生唧浆的地方通常会出现网裂和形变，并随着时间的推移很快会出现松散和坑洞。

1.2 破坏机理分析 水损害的作用机理主要是粘附理论。粘附是指一种物体与另一种物体粘结时的物理化学作用。对于沥青与集料间的粘附性有四种理论来解释：①力学理论。认为沥青与矿料之间的粘附性主要是其间分子力作用的结果，分子力作用与集料表面的特性(如表面的空隙、粗糙度、比表面积、粒径等)有密切联系，由于吸附和毛细作用，沥青渗入到空隙中增加了沥青与集料之间总的接触面积，产生力学嵌锁。而这种力学嵌锁在沥青与集料之间提供了较强的粘结力，对表面粗糙且多孔隙的集料，这种力学嵌锁非常强烈。②化学反应理论。沥青与集料中含有不同的化学成分，当沥青中含有表面活性物质(如阳离子型极性基团和阳离子极性化合物)和一些含有重金属或碱土氧化物的石料接触时，在表面有可能生成皂类化合物。皂类化合物的化学吸附作用力很强，因而有较大的粘附性。当沥青与酸性石料接触时不能形成化学吸附，分子问的作用力只是由于范德华力的物理吸附，且这种物理吸附是可逆的。③表面能理论。认为沥青与矿料的粘附性是由于能量作用原理即沥青的湿润作用而形成的。沥青的湿润作用使沥青与集料表面紧密结合，而这种湿润通过沥青表面和集料表面之间的能量交换来实现。由于水与集料的粘附力比沥青与集料的粘附力大，因此，水可以侵入沥青一集料界面，形成水一沥青一集料的表面接触。④分子定向理论。现代表面分子物理的研究认为，沥青可视为表面活性物质在非极性碳氢化合物中的溶液，因沥青所含表面活性物质的数量不同而具有不同的极性。沥青粘附于石料表面后，在石料表面发生极性分子定向排列而形成吸附层。与此同时，在极性场中的非极性分子由予得到极性感应，也产生额外的定向能力，进而构成致密的表面吸附层。沥青的极性是吸附的本质也是导致矿料吸附沥青的根本原因。这四种理论从不同角度对沥青与矿料的粘附机理进行了解释，但由于沥青与矿料之间的粘附极为复杂，因此，每一种理论都不能完全概括其机理，只有综合应用才相得益彰。

2 公路沥青路面水损害病害的养护措施

根据沥青混凝土产生水破坏的内因和外因，必须从设计、施工、养护的角度上采取有效的措施，使水破坏现象降到最低。防止水损害的发生关键是要分析水损害产生的原因，并找出水源采取相应的措施。

2.1 沥青混凝土各面层都用空隙率相对较小的密实型沥青混凝土 根据目前高速公路水损害病害的发展规律可看出，路面结构层中仅设一层密实式沥青混凝土是不能够起到路面防水的作用。沥青面层中哪一层空隙率大，一旦有水进入，哪一层就会产生水损坏。因此，无论路面是二层或是三层，各层都应该采用密实式的或所谓的Ⅰ型沥青混凝土。综合考虑沥青混合料的高温抗永久变形能力好、透水性小以及表面粗糙度好三个主要性能后，调整SAC-10、SAC-13、SAC-16型作为沥青混凝土路面上面层结构。碎石沥青S MA是粗集料断级配沥青混凝土。SMA与SAC的最主要的差别在S MA中掺加木质素纤维，并相应的提高沥青用量，SAC仅用改性沥青。

2.2 提高沥青与矿料的粘结力 为减轻沥青剥落现象，改善沥青混凝土的水稳定性和耐久性，需要提高沥青与矿料间的粘结力，对于用做中面层或底面层的沥青混凝土，要求沥青与矿料的粘结力不小于4级，对于用做表面层的沥青混凝土，要求沥青与矿料的粘结力不小于5级。在已建成通车的高速公路使用的硬质石料以玄武岩、安山岩、闪长岩、花岗岩为主，这些岩石与沥青的粘结力只有3 级或4级，因此建议填加消石灰粉或水泥等抗剥落剂来提高沥青与矿料的粘结力。在兼顾其他性能的基础上，适当考虑在中面层和下面层中适当采用针入度小的沥青来增强其抗水损坏能力。

2.3 提高压实度标准 沥青混凝土的压实度对沥青混凝土的物理化学性能有着至关重要的影响，当设计配合比其空隙率是4%时，在不同的压实度标准下现场空隙率有明显差别。在压实度为96%时，现场空隙率将接近8%，在压实度为98%时，现场空隙率将接近6%，前者的渗透系数将明显大于后者。为了尽可能的提高沥青混凝土面层的不透水性，必须相对提高沥青混凝土路面的压实度，高速公路表面层的压实度不小于98%，中面层和底面层的压实度不小于97%。

2.4 增加现场空隙率指标 现场空隙率是指面层的某层碾压结束和冷却后沥青混凝土内部空气所占的体积百分率。用现场空隙率可以更确切地反映沥青混凝土的压实结果。建议现场空隙率指标为：表面层≤6%，中面层或底面层≤7%。

2.5 在路面结构中设防水层 从公路沥青路面的水损坏现象分析，往往表面水还没有来得及渗透到中层或下层，表面层或中面层就开始破坏，因此，如果在较厚的沥青面层(两层以下)下面设置防水层，在某些情况下水还没有来得及渗透到防水层上，上面的沥青混凝土层可能已经开始破坏，防水层可能起不到应有的作用。可在沥青表面层下设置防水层，防止进入沥青表面层的水继续下渗到面层的下层及到达滞留在基层顶面，避免其导致冲刷、唧浆和路面坑洞等水破坏。

2.6 有效控制沥青混凝土的均匀性 沥青混凝土的矿料级配，矿料颗粒变异性大以及混合料的拌和离析、碾压时的温度离析都可使沥青面层从颗粒组成、沥青含量、密实度和空隙率都显著不同。因此应规范筑路材料的供应，将原材料的变异控制在尽可能小的范围内，对无法保证原材料质量稳定的，更应做好沥青混合料的生产配合比设计，严格禁止拌和楼私自变动热料仓配比。堆料厂应该硬化处理，对不同规格的集料应严格分开堆放，采取可靠措施，避免不同规格的集料堆交错，避免人为增大集料变异性。各种细集料都应分别搭蓬保护，防止雨淋。严格混合料生产、拌和、施工各环节的管理和监控，合理的安排施工工序，尽量减少各环节产生的不均匀现象，保证路面的施工质量。

2.7 中央分隔带防水措施 中央分隔带为粉砂土，由于粉砂土本身的特性，毛细水较为活跃，雨雪水、绿化浇水等容易从中央分隔带侧面侵入路面结构层界面间，因此砂土段中央分隔带防水措施非常重要。

3 结束语

沥青路面水损害分析及防治措施 篇7

水损害是指水由沥青路面孔隙、裂缝进入路面内部后,在冻融、车辆轮胎动荷载产生的动水压力或真空负压抽吸的反复作用下,水分逐渐渗入沥青与矿料的界面或沥青内部,使沥青与矿料之间的粘附性降低并逐渐丧失粘结能力,沥青膜逐渐从矿料表面剥离,沥青混合料掉粒、松散,造成沥青路面结构整体性的破坏。

1 国内外研究现状

国外关于这方面的研究主要针对抗剥落剂与集料性质、评价方法、粘附剥落理论及混合料的均匀性等方面展开了研究。其中美国战略公路研究计划(简称SHRP)项目历时五年,耗资1.5亿美元,是公路研究史上最大的研究项目之一,取得了130多项科研成果。近几年关于水损害的研究仍在深入:2002年Anderson在沥青协会春季会议报告了沥青混合料抗水损害能力的评价方法;2003年圣地亚哥National Moisture Damage Workshop 研究了水损害对沥青胶的影响;2004年Randy C.West,Jingna Zhang,Allen Cooley Jr评价分析了沥青路面水敏感性的试验方法;2005年Rajib B Mallick等人研究了利用加速的荷载装置测热沥青混合料水敏感性;2008年Ericw Kalberer等人主要从沥青的分子结构方面考虑了水损害的影响。

在我国的高等级公路建设中,人们逐渐对排水系统设计越来越重视。设计方面主要通过路拱横坡、最小纵坡、边沟设纵坡来控制,但也没有确定的方法,对路基路面排水的研究仅限于路面排水(包括路肩排水)、中央分隔带排水和路基盲沟排水,而在路面结构内部排水材料防水方面所做的研究工作不多。1997年8月《公路排水设计规范》颁布,使排水系统的设计有据可依。然而,该规范对路面内部排水系统只是在结构和材料方面做了一些规定,没有提出具体的设计方法,需要做进一步的研究和积累修筑经验,使之细化和完善。

近几年,一些科研工作者开始将有限元分析方法运用在水稳定性研究中。同济大学道路与交通工程系和长安大学在1999年做了路面内部排水系统的相关研究,对多空隙率水泥和沥青稳定碎石排水基层的排水能力作了初步探讨,通过对实际路用性能进行长期观测,提出了水泥和沥青稳定碎石排水基层材料的建议级配,并在路面结构内部排水系统的结构设计和水力计算方面取得一定的突破。长沙理工大学公路学院对沥青路面水损害疲劳破坏过程进行了数值模拟分析,将有限元理论运用在了道路分析中,从以前局限于试验研究逐渐开始了数值模拟实验研究,数值模拟需要在不影响结果的前提下对现实的情况做一些假设,保证分析结果准确性。

2 水稳定性影响因素及评价指标

对于沥青混合料水稳定性能的影响因素是多方面的,主要包括以下几方面:

1)环境条件。环境因素包括一个地区的气候降水、温度变化、季节交替等。地区降雨较多,气候潮湿,路面就容易积水,易发生水损害。在冰冻地区,冬春季节白昼温差大,容易产生冻融循环,气温降低时水由液态变为固态,体积的增大对混合料内的孔隙有膨胀挤压作用,加速混合料颗粒间的离散。

2)施工条件。沥青的拌和、运输、摊铺、碾压的过程中施工质量的保证。沥青混合料的拌和要选择最佳油石比,搅拌充分而且均匀,拌和设备、拌和时间及拌和地至施工地点的距离都要加以考虑,运输的过程中不发生离析、烧焦及粘结成块;摊铺要缓慢、均匀、而且连续不断;碾压要连续、密实。在施工的过程中,要注意温度的控制,因为沥青对于温度的变化比较敏感,温度升高时粘度降低,严重时会被烧焦。

3)酸碱度影响。集料的酸碱性是按二氧化硅的含量划分的,二氧化硅含量越多,集料酸性越强,与沥青的粘附性越弱,水稳定性越差,所以在施工时尽可能选择碱性集料,对增强集料与沥青的粘附性非常有利。

4)表面特性。集料拌和时要处于干燥状态,表面洁净不含尘土或其他杂质,集料的表面尽可能粗糙,增大沥青与集料的接触面积,增大二者的粘附力。如果含有灰尘或其他杂质,沥青与集料的粘附性会很快下降。

5)级配类型。级配类型不同组成的混合料的水稳定性也不同。密级配形式形成的结构比较密实,空隙率小,一般情况下选择密级配集料要比开级配集料的抗水损害能力强,混合料的水稳定性由密级配到开级配是逐渐降低的,因而在施工的过程中尽量选择密级配形式的集料。此外,影响混合料水稳定性的因素还有矿粉的含量、油石比、小粒径集料所占的百分含量及抗剥落剂或纤维的添加等。

6)空隙率因素。空隙率因素对于水稳性的影响不是简单的直线关系,通过研究将孔隙率划分为如下几个区间:沥青混合料空隙率小于8%时,水不容易进入混合料内部,不会造成水损害;当路面空隙率大于15%时,粒径大渗入到内部的水能够及时排出,只有在空隙率为8%～15%之间时水易进入而且不能迅速排出,所以在设计施工的过程中应该控制空隙率不要落在渗水而又不排水的区域。

7)沥青性质。沥青的性质主要有粘度、延度、针入度、表面能等自身特性。其中影响沥青混合料水稳定性能的主要因素是沥青的粘度,沥青的粘度值越大,粘性越好,与集料的粘附性越好,延度越大,抗变形能力越强。

8)其他因素。设计对水稳定性的影响主要体现在排水系统的设计方面,如路面结构层的选择,结构层厚度的拟定,沥青混合料设计孔隙率的确定及排水设施的设计(路缘石,路肩横坡,挡土墙泄水孔,盲沟,边沟纵坡等)。目前道路的结构层比较单一,结构材料形式简单,地区性不强,设计中应该考虑实际情况,灵活多变,保证道路的排水顺畅。

在特殊的路段还应注意采取必要的措施增强排水能力,杜绝积水由横坡进入道路基层,路拱横坡将水排到路缘石边,及时汇聚排出,同时路肩也应具有一定的抗水能力,在凹形竖曲线最低点处的排水设计要注意先将水汇集在边沟再通过设置管道使水依靠地势高低排出。此外,当设置的边沟达到一定的长度时,设法将沟内的水排出,避免流速随距离的增长而增大形成冲刷,对于弯道处向内侧的单坡汇聚的积水也应采取相应的措施迅速排出。

为了保证混合料水稳定性达到要求,相应的规范规程也提出了一些沥青混合料水稳定性的评价方法,常见的评价指标及方法见表1。

3 水稳定性理论分析及防治措施

3.1 理论分析

目前,关于沥青混合料粘附性的理论解释没有一个统一的说法,科研工作者针对沥青混合料水稳定性的影响因素及评价指标提出了不同理论。主要有:机械粘附理论、化学反应理论、表面能理论、极性理论,这些理论主要侧重于化学及物理方面。机械粘附理论认为粘附性是有分子间力形成的;而极性理论则认为分子间形成氢键而形成的,化学反应理论认为分子间力是由于酸碱反应形成的,在表面能理论中,表面张力之间的平衡状态是主要因素,这些理论都比较微观,从不同的方面入手,就得到了不同的解释理论。

3.2 水稳定性防治措施

根据这些理论,可以从不同的方面入手制定防治水损害的措施。在设计及施工的过程中要控制沥青路面的空隙率,使渗入混合料的水能够及时排出,必要时添加抗剥落剂,或一定比例的可耐高温的纤维提高沥青的低温抗裂能力和高温抗车辙变形能力;对车辆进行限速,因为行车速率越大,水动力作用越大;设计的过程中考虑道路的排水系统设置;选择粘性好的沥青与集料的组合;采用合理的结构层及级配形式;提高路线的平纵线性指标;施工时严把质量关,保证符合施工验收标准的要求。

4 结束语

通过对沥青路面水稳定性能的讨论,得到了提高路面抗水损害能力的方法。但还存在一些问题需要进一步研究:①水稳定性能的评价指标需要进一步改进;②混合料的水稳定性与路面的水稳定性建立直接的联系;③同时考虑多个因素对水稳性能的影响。试验的研究方法要尽量与实际状况相近,得到的结果才能更好的反应实际,才能得到进一步推广。

参考文献

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[6]杨成忠.沥青混合料水稳定性分析[J].科技情报开发与经济,2004,14(6):137-139.

[7]张宏超,孙立军.沥青混合料水稳定性能全程评价方法研究[J].同济大学学报,2003,30(4):422-426.

沥青路面水损害的成因与防治措施 篇8

关键词：沥青路面,水损害,材料,施工,设计

1 沥青路面水损害的特点

为了解沥青路面水损害特点, 进行了大量的调查研究, 同时对国际上有关水损害的文献论述进行了调查研究。通过这两方面的调查, 可以发现, 水损害具有以下特点。

1.1 自上而下的表面层水损害

许多初期的路面水损害是从上往下发生的, 它往往局限于表面层发生松散和坑槽, 如果及时修补, 路面性能可以很快恢复。在降雨过程中, 雨水首先渗入滞留在表面层沥青混凝土的空隙中。当下层的沥青混合料密水性好, 且沥青层层厚较大, 向下渗透相对比较困难, 在大量高速行车的作用下, 反复产生的动水压力逐渐使沥青从集料表面剥离, 局部沥青混凝土变成松散, 碎石被车轮甩出, 路面产生坑槽。实际上, 无论表面层沥青混凝土是密实式或半开式, 甚至是采用了改性沥青或抗剥落剂的SMA结构, 许多工程都有类似的表面层坑洞, 只是坑洞的个数和面积的比例有显著差别。

自上而下的沥青路面水损害主要是表面型坑槽, 它的形成条件是水能够渗入表面层, 但继续往下渗比较困难, 同时表面有大的空隙。从上而下的水损害即使出现表面型坑槽, 也容易修补。但是如果不及时维修, 损害面积的扩散也很快。所以要尽快维修, 尽量减少对路面的损害。

1.2 自下而上的水损害

该类水损害之初, 一般都先有小块的网裂、冒白浆 (pep浆) , 然后松散成坑槽。当沥青路面存在薄弱环节, 例如由于离析造成上下有连通的空隙, 水在这些地方比其他地方更容易进入路面内部, 并很快进入到基层表面;由于半刚性基层过分致密, 不能迅速将水排除时水滞留在沥青层和基层的界面上, 形成蓄水层;在汽车荷载的作用下, 基层上面的水产生动水压力, 不断冲刷基层表面, 并形成灰浆;灰浆从上下连通的孔隙中被荷载挤出, 成为唧浆。与此同时, 沥青层和基层的界面条件恶化, 可能很快转变为滑动的界面条件, 沥青层底部承受很大的拉应力, 反复荷载的疲劳作用同时发生, 拉应力超过极限而开裂。

2 沥青路面水损害的原因

2.1 结构原因

水分通过孔隙 (或其他途径) 进入沥青路面结构层内, 并浸入矿质集料内, 由于表面张力 (和其他化学力) 的作用, 使沥青与石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与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。

2.2 材料原因

采用二氧化硅含量高的石料 (俗称酸性石料) , 与沥青的裹覆能力差;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, 联结力的丧失会导致沥青路面的破坏。已有的研究认为有多种因素影响沥青与集料间的联结力, 它们可能是: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;集料的表面纹理;集料的多孔性 (吸附能力) ;集料的清洁程度;集料的含水量和与沥青的拌和温度。

作为压实沥青混合料的强度指标, 一般认为, 沥青混合料内聚力指标能否是得到满足, 一定程度上取决于沥青膜与集料间是否有足够的联结力, 同时也受到沥青膜粘度等因素的影响。由于目前的技术水平还无法单独测定联结力的大小。因此, 目前只能用内聚力指标间接描述联结力情况。混合料内聚力可以通过稳定度试验、回弹模量试验或拉伸试验来测定。水可以通过多种方式影响沥青混合料的内聚力, 如:联结力、沥青膜和混合料内孔隙的膨胀等周此, 浸水试验后内聚力测定值的损失, 不仅仅是联结力单因素的作用结果。

2.3 施工和设计原因

沥青混合料设计孔隙率过大或沥青路面施工过分强调平整度, 忽略密实度, 致使路面碾压不足, 孔隙率过大, 或因为沥青路面摊铺时混合料离析, 造成局部孔隙率过大而出现透水;大量的研究指出:沥青混合料的孔隙对其水敏感性具有重要的作用。因此, 理想的研究状态不仅应该是定性的还应该是定量的。这是因为当集料的种类和级配不同时, 即使有相同的孔隙率, 混合料的渗透性和水敏感性也是不同的。目前沥青混合料设计时常用的孔隙率确定方法 (水中重法、体积法等) 只能给出混合料中孔隙的量, 而无法给出混合料中孔隙的尺寸大小、形状, 特别是孔隙分布等信息。从这个角度看, 用目前的孔隙率数值分析沥青混合料的水稳定性仅仅是一个平均的水平, 用概率的话来说, 其保证率 (安全度) 只有50%。4%的孔隙率如果分布不均匀的话, 其后果也将是严重的。这一点已得到沥青混合料微观结构显微分析结果的验证。

3 沥青路面水损害的防治措施

要解决沥青路面水损害问题, 根据其损害特点和损害原因, 考虑从以下几方面采取措施。

3.1 路面结构层孔隙率设计

沥青面层的各层采用设计孔隙率不大于5%的密级配沥青混合料, 并适当增加直径为2.36mm的集料用量。防止面层本身透水, 既可以减轻水损害, 又可以减少辙槽。

3.2 排水层设计

路表排水最好采用硬化土路肩, 雨水直接由路面横坡排水。下面层底可采用沥青含量高的沥青砂做下封层和边缘设置排水设施, 或者设置层间内部排水系统, 挖方路段和中央分隔带也应建立完整的排水系统。

3.3 材料选择

对于集料, 通常使用孔隙率小于0.5%且粗糙并洁净的集料。碱性石料比酸性石料具有更好的抗水害的能力。建议沥青上面层石料采用优质碱性岩石 (如玄武岩) , 以增加沥青路面抗水损害性能, 中下面层采用石灰岩碎石。沥青与集料的黏附性与沥青的黏度有关。黏度越大, 抗剥离性越好。在选择沥青稠度时, 应选用针人度小的沥青, 以增大黏度, 增加抗水损害的性能。此外, 还要防止沥青污染。

3.4 掺加抗剥离剂

当沥青与集料之间的黏附性不合格, 或沥青混合料的水稳定性达不到要求时, 必须掺加抗剥离剂。常用的抗剥离剂有以下3种。

消石灰。消石灰是最常用、最经济的抗剥离剂, 可提高沥青的黏性, 改善沥青混合料的抗剥落性能、水稳定性和抗老化性能。

有机高分子材料抗剥离剂。最好选用高温时稳定、难分解且具有阳离子、阴离子两种极性的抗剥离剂。

水泥。水泥呈碱性, 可使酸性岩石与沥青形成良好的黏结, 提高沥青路面抗水损害能力。

3.5 施工、养护与管理

从施工角度考虑, 集料应干燥、清洁并且拌和良好。若集料潮湿, 应提高加热温度, 延长拌和时间, 并除去集料中影响沥青与石料黏结的杂质和尘土。压实度不足会使孔隙率增大, 降低抗剥离性能, 建议提高压实度标准值, 并要严格防止混合料离析引起水损害。

超重车对沥青路面的损害非常大。应加强管理, 对超重车辆严格予以控制, 而且要加强养护管理, 出现水损害时, 应及时处理。

3.6 建议制订地方性路面设计指南

制订地方性路面设计指南, 对于交通量超过104pcu/d的高速公路, 沥青路面的上面层和中面层要求采用改性沥青;对于上面层, 要求采用SMA结构, 有效提高沥青路面面层强度和耐久性。

综上所述, 防治沥青混合料的水损害, 必须从各个方面综合采取措施才能够达到目的。

结束语

沥青路面的水损害是目前路面的主要危害之一。导致沥青路面水损害的原因复杂, 影响因素多, 因此为了避免或减轻沥青混凝土路面的水损害, 应从处理好路基路面排水和提高路面防水性能等多方面来综合考虑。

参考文献

[1]姜海波, 杨文婷, 洪沛.沥青路面的水损害分析.森林工程, 2004, 20 (3) .

[6]庄继德.汽车轮胎学.北京:北京理工大学出版社, 1996.

沥青路面水损害防治 篇9

(一) 沥青路面水损害的特征及机理分析

1. 沥青路面水损害的特征

(1) 水损害破坏主要发生在雨季或梅雨季节; (2) 多发生在主行车道行上, 且与重车超载交通有关; (3) 路面破坏之初, 一般都先有小块的网裂、唧浆, 然后出现面积较大的龟裂、松散、翻浆并形成坑槽; (4) 发生水损害的路段一般是沥青混合料不均匀、密实, 透水较严重且排水不畅的部位。

2. 沥青路面水损害的机理

沥青路面在水的条件下, 经受交通荷载和温度胀缩的反复作用, 一方面水分逐步浸入到沥青与集料的界面上, 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路面破坏。沥青路面的强度来自沥青本身的粘结力、集料间的嵌锁作用、内摩擦力以及沥青与集料的粘附作用, 而粘附作用是保证前两个因素发挥强度作用的条件。沥青路面水损害, 一般认为与两种作用过程有关:一是粘附性不足, 由于集料对水分的吸引力比沥青大, 水分可进入沥青与集料之间, 令沥青与集料表面的接触角减小, 粘结力降低, 从而导致沥青薄膜剥落, 使集料裸露而破坏;二是沥青与集料的粘附力减弱, 由于水分侵入路面, 使沥青变软, 粘度降低, 导致沥青路面的整体强度减小。重载超载车辆的作用, 大大加剧了沥青路面水损害的发生。沥青路面水损害破坏与车轮荷载的作用有关 (轮载和交通量) 。通常认为, 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加速了沥青膜从集料颗粒表面剥离的进程, 并使自由沥青迁移到路表面, 引起路表面泛油和推移变形。从上述沥青路面水损害机理分析可知:水的存在是沥青路面水损害的内因和先决条件, 特别是降水频率高、降水量大、降水时间长更为严重, 而交通量、交通组成及行车速度 (尤其是大型载重车高速行驶) 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设计、施工、管理三个方面来分析。

(1) 设计方面。 (1) 路面层的结构组合不够合理, 形式单一, 路面面层厚度偏薄。 (2) 沥青混合料配合比设计与规范和实际存在差距, 即沥青混凝土的实际状况和使用情况难以达到规范的要求或预期的效果。一些指标也存在差异和矛盾之处。 (3) 排水设计不完善, 设计横坡偏小, 使得路面水得不到及时排出, 路面水排出速度缓慢, 渗水增加造成水害增多。

(2) 施工方面。 (1) 施工管理控制不严, 集料过于潮湿、混合料拌和不均匀以及材料中杂质尘土过多都会严重影响沥青与石料的粘结。 (2) 沥青面层的矿料质量、施工配合比用油造成局部空隙率过大而出现透水。 (3) 施工中不均匀超挖, 回填土石混合料压实度很难达到均匀整体强度, 成为薄弱环节。另外开山段路基的岩层泉眼, 地下水比较丰富, 如未采取有效的引水措施, 将给沥青路面带来隐患。 (4) 在实际施工中, 存在轻视排水设施的施工质量, 导致雨水渗入路面结构层内引起水害。 (5) 由于施工单位在施工过程中存在施工条件和投入不足, 施工工艺不佳, 或压缩工期, 养护不能满足要求, 甚至偷工减料等问题, 使得基层的施工质量未得到真正的保证。

(3) 路面管养方面。 (1) 发生沥青路面水损害后, 如不及时采取有效的处治措施, 将加快路面损害速度和范围, 因此, 对沥青路面的功能性破坏必须及时修复。 (2) 对当前普遍存在的超载重载现象没能采取合理的限制措施, 无疑也会加速沥青路面水损害。

3. 沥青路面水损害的危害

(1) 地面水的下渗会使路面结构层产生各种病害和破坏, 地面水下渗后, 若不及时排除, 一部分会沉积在面层的空隙中, 在荷载反复作用下, 就会由下而上渗入混合料内部, 破坏沥青与集料的粘结, 一部分会通过面层下渗至基层, 造成基层的软化, 其结果是导致路面面层出现裂缝、断裂、剥离、松散、变形、唧浆、坑槽等多种病害。 (2) 沥青路面遭遇水损坏后, 若不及时处理, 就会由一般的功能性破坏转变成结构性破坏, 不能依靠修整、养护恢复, 需要进行大面积的翻修。 (3) 地面水会直接影响车辆的安全行驶。由于降水, 路面变形形成积水, 若不能及时排除, 行车时在车轮与路面之间形成水膜, 使车辆产生液面滑移, 影响行车安全。同时车辆高速行驶时, 还会在车尾形成水雾, 驾驶员的视线受影响, 较难躲避路面坑槽, 极易引发交通事故。

(二) 沥青路面水损害的防治措施

沥青路面水损害是当前道路界的一项技术难题, 其产生的原因复杂多样, 无法通过单一的技术途径而轻易解决。必须做好病害前“防”和病害发生后的“治”, 从各个方面采取综合治理措施, 将病害发生的可能降低到最小程度。总结多年来国内外设计和施工中的成功经验, 结合广西沿海地区的实际情况, 可采取下述几种措施:

1. 路面结构设计和材料选择方面

(1) 选择好沥青混合料的配合比。研究表明, 密级配比开级配水稳性好, 空隙率小的沥青混合料比空隙率大的水稳定性好。为了密水, 往往使沥青用量多些, 并适当增加2.5 mm以下的细集料用量。选用空隙率为4%左右的密级配沥青混合料, 当路面实际空隙率为8%~15%时, 水容易进入混合料内部并在荷载作用下易产生较大的毛细压力而成为沥水, 易造成沥青混合料的水损害破坏。

(2) 采用合理的集料粒径和适宜的沥青面层厚度。以往一般认为, 沥青面层仅起到功能作用, 这种“强基薄面”的设计指导思想, 在普通公路建设中被普遍采用, 一般面层设计厚度为4~5cm。研究表明, 设计沥青面层厚度一般不应小于工程最大粒径的3倍, 中、下面层不宜小于2.6倍。例如表面层厚4 cm宜采用AC-13型沥青混凝土, 采用AC-16型沥青混凝土的面层厚度应不小于4.5cm。

(3) 完善路面排水设计: (1) 采用适宜的路面横坡设计。 (2) 完善路面外部排水设计。 (3) 路面结构层内设排水层或放水层路面排水除了考虑路基范围内的路面表面以外的水的排除外, 还应注重对路面结构层内部的水排除。要注意考虑混合料内部层间水和缝隙水的排水问题, 保证渗入路面内部的水能排出路外。挖方路段的排水是薄弱环节, 要特别注意边沟的深度使路面内部的水能排入边沟。

(4) 改善集料品种

集料的品种无疑是影响沥青混合料抗水损害能力的最重要因素, 容易造成剥落的集料品种是Si O含量高的酸性石料, 它比碱性石料剥落更为严重, 因此, 减少酸性石料从而减少剥落破坏。建议沥青面层石料均采用优质玄武岩 (碱性岩) , 以增加沥青路面抗水损害性能。

(5) 提高沥青与集料的粘结力

沥青与集料之间的粘附性主要取决于沥青本身的粘度, 粘度越大, 粘附性越好。在选择沥青稠度时, 在施工和易性满足要求的前提下, 应选用针入度小的沥青, 以增大粘度, 增加抗水损害的性能。另外, 通过掺加抗剥离剂来提高沥青与集料的粘结力。目前常用的抗剥离剂有消石灰或有机高分子材料。

2. 施工质量方面

(1) 确保使用清洁、干燥的集料。用潮湿集料时, 必须提高加热温度, 减少进料速度, 延长拌和时间。

(2) 减少离析, 保持拌和均匀一致。沥青混合料粗细料分布不均匀, 不仅影响面层的外观, 而且粗集料集中的地方面层空隙率较大, 通车初期渗水较多, 引起该处沥青混合料粘结力较低, 极易发生早期水损害。为此应注意以下几个方面: (1) 严格控制沥青混合料的矿料级配。尤其是4.75mm和2.36mm的通过质量的百分率, 应接近级配范围的中值, 这两种粒径含量过少将影响面层的均匀性, 过多则会造成面层摊铺压实困难。另外在中粒式面层混合料中适当减少一号料含量, 对避免离析也有较好作用。 (2) 严格控制沥青混合料的拌和温度与拌合时间。在生产中, 应视矿料含水量的变化, 随时调整。既要保证烘干集料, 又不能过火。同时, 必须随时观察出料的外观, 保证粗细颗粒不出现粘团现象。注意矿粉含水量及级配情况对拌和料的影响, 如矿粉含水量大 (易结团) , 小于0.074颗粒含量少, 便很难均匀附着在骨料表面, 导致自由沥青不能全部转化为结构沥青, 这样不仅引起稳定度降低, 还将严重影响拌和料的均匀性, 引起离析。 (3) 防止沥青混合料在装卸、运输中发生离析。对于中粒式以上的混合料应尤为注意。在装料时, 运料车应前后移动, 即分几次卸装混合料, 避免一次装卸造成混合料在车厢内形成一个大锥体, 导致粗细颗粒分离。 (4) 优化摊铺工艺。注意将摊铺机调整到最佳状态, 保证摊铺机各块熨平板的激振力一致, 并保持挡料板前的混合料在全宽范围内均匀分布, 避免出现条带状离析。同时, 对铺层出现的缺陷要及时修补, 必要时调整设备状态。

(3) 加强压实, 减小路面孔隙率, 增加路面稳定性。沥青混合料的密实程度对路面的稳定性、抗疲劳强度、抗车辙能力和耐久性都有很大影响, 目前, 施工中追求平整度和构造深度使压实受到一些影响。也有些工程不按规范要求检测压实度, 或随意调整标准密度, 致使压实不足是一个比较突出的问题。为尽量提高沥青路面面层的不透水性, 必需提高沥青面层的压实度。建议表面层的压实度不小于98%, 中面层和 (或) 底面层的压实度不小于97%。并建议表面层的现场孔隙率不超过6%, 中面层或底面层的现场孔隙率不超过7%。

(4) 做好路基路面临时排水和封水。水是路面损害之源, 因此, 要特别做好雨季施工的临时排水, 通过排除、减少、堵截疏导等措施, 防止水浸。建立完整的排水系统, 保证路表排水顺畅。

3. 管理与养护方面

(1) 沥青路面完工后, 养护部门应加强路面养护管理, 路面出现水损害时, 应及时采取有效的养护处治措施。主要应做到:贯彻“预防为主, 防治结合”的方针, 提高公路的抗水能力, 预防公路水毁发生;调查排水系统, 是否设置或堵塞, 及时清疏路面积水和修复排水系统;出现病害及时处理, 防止病害进一步扩大;取路面试样检验, 进行必要的现场和室内试验, 包括渗透性试验, 在试验基础上, 分析水损害的原因, 确定水损害类型、范围及可能原因。 (2) 加大路政管理力度, 对超重车辆严格予以限制。

(三) 结语

水是导致沥青路面结构破坏的主要原因。雨水长时间滞留在路面结构内部, 在汽车轮胎作用下直接破坏沥青路面;雨水渗入基层和路基, 通过软化基层和路基, 使路面整体强度下降而造成路面破坏;路面破坏后渗水更加严重, 造成恶性循环, 从而加速路面破坏。要有效防止沥青路面渗水病害, 除保证沥青混凝土品质外, 必须和“封、排”相结合, 做好下封层和中央分隔带防水层, 防止水的下渗;做好路面排水设计和施工, 让雨水尽快排出路面外, 以减少水在沥青路面的滞留时间。

参考文献

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[2]JTJ014—97, 公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社, 2001.

[3]韩立新.沥青路面早期破坏原因浅探[J].山西建筑, 2004.

沥青路面水损害防治 篇10

近几年来, 随着国家对高速公路建设投资力度的加大, 我国的公路工程建设十分迅速。沥青混凝土路面以其力学强度高、行车平稳舒适、噪音低、施工期短、维修方便等众多优点越来越受到青睐, 我国90%以上的路面为沥青混凝土或改性沥青混凝土路面。但大部分高速公路在建成通车后不久, 短的几个月, 长的不超过两年, 就出现了水损害破坏。沥青路面的这种早期水损害, 既是我国高速公路沥青路面最严重的病害之一, 也是一个世界性的难题。因此研究高速公路沥青路面水损害机理及防治措施显得非常必要, 并具有重大的现实意义。

2 沥青路面水损害的特点及形成机理

按照其形成过程的不同, 可以分为自上而卞的表面层水损害和自下而上的水损害, 下面分别对这两种水损害类型加以阐述和说明。

2.1 自上而下表面层水损害

许多初期的路面水损害都是从上往下发生的, 它往往局限于在表面层发生松散和坑槽, 如果及时维修, 路面性能可以很快恢复。在降雨过程中, 雨水首先渗入并滞留在表面层沥青混凝土的孔隙中。当下层的沥青混和料密水性好, 且沥青层层厚较大, 向下渗透比较困难, 在大量高速行车的作用下, 反复产生的动水压力逐渐使沥青从集料表面剥离, 局部沥青混凝土变得松散, 碎石被车轮甩出, 路面产生坑槽。

这种水损害是国际上通称的经典的水损害, 它是一个水使沥青膜从集料表面脱落, 失去附着力的过程。水损坏的先决条件是水的存在, 同时存在外力作用环境。汽车荷载的压应力和高速行驶产生的真空吸力形成剪应力的反复泵吸作用, 使沥青膜从剥离发展到松散、掉粒、坑槽。损坏的进程与荷载的大小、频度有关。在初始价段, 集料与集料之间发生剪切滑移, 伴有沥青膜移动和脱离, 当剪应力超过沥青与集料之间的粘附力导致附着力丧失, 这个过程很短暂, 一条公路在长时间干燥少水的情况下可以稳定的使用, 一旦有充足、大量的水从裂缝和大的孔隙中迅速渗入并达到饱和, 经行车反复泵吸就很快造成沥青膜剥离的环境, 并形成表面型坑槽。

2.2 自下而上水损害

当表面的水从裂缝和孔隙较大的裂隙中进入路面。当沥青路面存在薄弱环节, 例如由于离析造成上下有连通的孔隙, 水在这些地方比其它地方更容易进入路面内部, 并很快进入到基层表面。由于半刚性基层过分致密, 不能迅速将水排除时, 水滞留在沥青层和基层的界面上, 在汽车荷载的作用下, 下面层沥青混和料的粗集料对基层造成损伤, 并形成灰浆。如果基层表面存在薄弱, 如铺筑沥青层前就有浮灰、修补的薄层等:遇水很快就成为灰浆, 灰浆从上下连通的孔隙中被荷载挤出, 成为唧浆。通过唧浆部位可见, 开始发生唧浆的孔一般都很小, 肉眼看只有1-2cm, 被挤出的灰浆可能喷射到数米以外, 尤其是有重载车高速通过时, 这种集中的冲击力很大。在发生唧浆的路段, 两侧的护栏几乎都被泥浆所污染。与此同时, 沥青层和基层的界面条件恶化, 可能很快转变为滑动界面条件, 沥青层底部承受很大的拉应力, 反复荷载的疲劳作用同时发生, 并发生拉应力超过极限而开裂。下面层的公称最大粒径较大, 离析也比较严重, 并存在一些孔隙较大的部位。水在孔隙中承受很大的高速汽车荷载的抽吸作用, 孔隙率较大的下面层将很快出现沥青从集料表面剥离, 沥青膜逐渐被水乳化而丧失, 集料松散, 这种情况逐渐向上发展, 最后顶破表面, 成为坑槽。

这种水损害多发生在雨季、季节性冰冻地区的春融季节, 有时一场几天的大雨就导致严重破坏。水损坏之初一般都先有小块的网裂、冒白浆 (唧浆) , 然后松散成坑槽。发生水损害的地方一般是透水较严重且排水又不畅的部位, 如挖开可见下面有积水或浮浆。一般情况下行车道破坏严重, 超车道没有破坏, 显然与重车、超载车有关。

3 沥青路面水损害预防措施

通过对沥青路面水损害的机理分析, 我们知道造成水损害的主要原因是水, 但由于水损害产生的数量及速度与沥青混凝土密实度及空隙率大小、沥青与粗集料的粘附力大小或有无使用抗剥落剂、交通量大小及重 (超) 载车辆的多少也有一定的关系, 所以, 有效防治水损害发生, 应从以下几方面考虑。

3.1 合理设计, 健全道路防、排水系统

降落或汇流到中央分隔带或路肩上的雨水, 会下渗进入分隔带或路肩部分的土体中, 并会沿路面边缘侧向渗入路面结构内部, 甚至会渗透侵入路基内, 而影响到行车道路基路面的稳定。另一方面, 路表水和渗入路面结构内部的水分, 都要通过中央分隔带或路肩向外排泄。因此, 设置好分隔带和路肩的防、排水设施, 是防治高等级沥青路面雨水侵渗破坏的一个重要方面。

设置下封层可有效阻止水分向基层及其以下侵渗。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的做法。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。

3.2 控制沥青路面空隙率, 防止或减少水分进入内部

据有关研究表明, 当路面实际空隙率为7%一14%时, 水容易渗入沥青混合料内部, 并在行车荷载作用下产生较大毛细压力而形成动力水, 是发生水损害的最危险孔隙率, 而4%5%的空隙率就认为是不透水的, 也就是说与水损害无关;大于12%的空隙率, 水很容易流走, 但必须要设置排水的结构层。据美国战略公路研究计划的调查, 沥青路面最合理的残留空隙率为4%。所以必须提高对空隙率重要性的认识, 迅速改变因片面追求平整度和担心构造深度而忽视对空隙率控制的现象。

3.3 提高沥青与集料的粘附性, 提高集料之间的粘结力

提高沥青与集料的粘附性和抗剥离性能, 是很久以来道路和沥青制造部门共同研究的课题。例如用一部分石灰、水泥代替矿粉, 或在沥青中添加少量环烷类高分子有机酸, 可以改善沥青与集料的粘附性。尤其是添加钙、铅、锰等各种类型的金属皂, 能够有效地提高沥青与集料的粘附性。近年来, 随着表面化学科学的发展, 各种表面活性材料的开发, 使各种抗剥落剂应运而生。添加抗剥落剂能改善和提高沥青混合料抗水损害能力, 但抗剥落剂 (液体和石灰添加剂) 对集料和沥青有选择性。因此, 不能轻易得出某种抗剥落剂不好或是劣质产品的结论, 应通过周密的试验设计来进行筛选。石灰是一种很有效的抗剥落剂, 但使用比较困难。

3.4 提高施工质量

施工前原材料的选用必须规格、均匀, 配合比设计必须严密, 而且注意防止集料的污染。在施工过程中必须注意沥青混凝土拌合的均匀性以及摊铺的宽度, 防止粗细集料离析。严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度和碾压温度, 混合料拌合温度过高容易造成沥青老化, 沥青与集料的粘附性也会明显降低, 严重时会造成面层局部色泽不一致或路面过早老化破坏等现象。据国外有关试验数据表明, 沥青混合料的温度低于90℃, 实际上已不可能再被进一步压实。再者, 尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率, 空隙率大的位置滞留水越多破坏现象越严重。

3.5 严格控制超载车辆

公路管理部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求对超载车辆进行强制卸载, 并在入口处设卡不让超载车辆进入高速公路。

结束语

高速公路沥青路面早期水损害的产生原因很多, 分析和防治相当困难。我国对路面水损害的研究还比较落后, 应该努力借鉴国外先进经验, 认真找出沥青路面水损害的确切原因, 因地制宜地采取处治措施。

摘要：本文首先对进入路面不同水源产生水损害的原因进行分析, 提出了相应解决措施, 供大家参考。

关键词：高速公路,沥青路面,水损害,防治措施

参考文献

[1]沈金安.沥青及沥青混合料的路用性能[M], 北京:人民交通出版社, 2001.

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[4]林绣贤.柔性路面结构设计方法[M].北京:人民交通出版社, 1988.

沥青路面水损害防治 篇11

1.1 集料性质的影响

组成的集料每种矿物均有其独特的化学性质和晶体结构。对于剥落而言, 关键是集料对水吸附能力的大小, 亲水性集料对水的吸附能力比沥青大, 而憎水性集料恰好相反。通常亲水性有较高的硅质含量, 集料显酸性, 而憎水性集料硅质含量较低, 集料呈碱性。另外, 集料的表面化学性质、表面积、孔隙大小等均对沥青混合料的水稳定性有影响。集料表面含有铁、钙、镁、铝等高价阳离子时与沥青产生化学吸附时形成稳定的吸附层;而含有钠、钾等低价阳离子时, 与沥青产生化学吸附时形成的吸附层极不稳定, 遇水后易被乳化。集料的表面积大有助于形成牢固的沥青吸附层。

集料表面的洁净程度对集料与沥青的粘附性影响很大, 泥土、粉尘将成为粘附沥青的隔离剂;集料的致密程度及吸水率对混合料的强度形成有一定影响。过分坚硬致密的石料在破碎后如果不能形成粗糙的表面, 沥青又不能吸入矿料内部, 沥青膜很薄, 沥青用量严重偏少, 对沥青混合料的强度形成不利。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, 不过并不是说, 吸水率大的集料反而会优于吸水率小的集料, 因为吸水率过大的集料将会造成施工困难, 沥青用量过多, 并影响其耐久性。

1.2 沥青性质的影响

粘性大的沥青对于抵抗水的置换要比粘性小的沥青好, 这是由于在粘性大的沥青中存在有较多的极性物质, 并具有良好的润湿性。针对水稳定性不足的问题, 掺加适宜的抗剥落剂将会有明显的效果。

1.3 混合料类型的影响

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。沥青路面的空隙率在8%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。而排水性混合料的路面空隙率大于15%时, 一般都采用改性沥青, 且水能够在空隙中自由流动, 也不容易造成水损害破坏。而当路面实际空隙率为8%-15%的范围内时, 水容易进入混合料内部, 且在荷载作用下易产生较大的毛细压力成为动力水, 易造成沥青混台料的水损害破坏。

为了解决空隙率与构造深度的矛盾, 既提高耐久性又使路面具有较好的表面功能, 采用沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA) 和同时采用改性沥青是比较理想的, 对解决水损害将会有良好的效果。在按马歇尔试验进行配合比设计决定沥青用量时, 选用沥青用量高限对水稳定性往往有好处, 但它与沥青混合料的其他性能, 如高温抗车辙能力和抗滑性能 (构造深度) 可能会有矛盾, 所以各项性能指标必须统筹考虑。

1.4 采用合理的集料粒径和适宜的沥青面层厚度

集料粒径大造成沥青混合料离析是普遍存在的问题。不仅表面层, 中下面层更严重。粗集料粒径偏大 (全幅摊铺离析更甚) , 离析无法避免, 层厚越薄, 越易形成局部区域空隙过大, 成为透水、积水的场所, 容易导致沥青与集料剥离。集料离析还有另一个更重要的原因是施工所使用材料的变异性太大, 砂石料来源杂、质量不稳定, 使级配变化太大。对历来习惯的“强基薄面”的说法必须辩证地理解, 沥青层必须有一定的厚度与集料粒径相匹配。一般沥青面层厚度宜按最大公称粒径的3倍考虑。

2 施工的影响

在沥青路面施工过程中, 如雨天一部分水分经碾压被封闭在沥青混合料中, 将严重影响集料与沥青的粘结, 影响铺装层与下层的粘结, 这都将为水损害埋下隐患。同样, 寒冷、潮湿的气候条件对施工也是很不利的, 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。

施工工艺对混合料的水稳定性的影响集中体现在压实上, 没有得到很好压实的混合料, 空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。

施工工艺表现出的离析是混合料粗细集料和沥青含量的不均匀, 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空隙率过大、沥青含量偏少, 这是加速出现水损害、形成坑槽的原因。集料离析后的混合料的拉伸强度低, 抗裂性能差, 将降低疲劳寿命;相反细集料集中的部位则往往沥青含量偏多, 空隙率过小, 而这将导致路面的永久变形, 并出现泛油。造成沥青路面不均匀的原因是沥青混合料粗细集料的离析和施工时混合料温度的不均匀导致的压实程度的差异, 分别称为集料离析和温度离析。造成这两种离析的原因是多方面的:

2.1 拌和过程中的不均匀、材料自身的不均匀是集料离析最主要的原因。

2.1.1 集料取自社会料场, 一个工程往往来自好几个料场, 质量

参差不齐, 导致集料产品质量及规格不一, 实际级配与配合比设计所采用的级配有很大的差距。

2.1.2 沥青拌和厂临时在沿线设置的移动式拌和厂, 许多采石场

及拌和厂的生产和材料堆放场地不合规定不同集料规格混杂存放, 材料场一般不设防雨顶棚, 下雨对集料的含水量影响很大, 干燥状态和潮湿状态时的流动情况差异很大, 拌合设备供料控制会有很大的波动, 直接影响配合比。

2.1.3 由于拌和能力不足, 同一个铺筑现场使用的混合料由几个

拌和厂供料是目前常用的方式, 这对缓解拌和机供料不足的矛盾起到了重要的作用, 但是也带来了不同拌和厂所使用的材料来源不同、实际配合比不同等问题。

2.1.4 目前普遍采用间歇式拌和机, 拌和不同规格的混合料时本

应该采用不同筛孔的振动筛, 但经常是不同层位的混合料穿插进行拌和, 便不可能采用不同的筛孔了, 这样势必影响混合料的级配。

2.2 运输过程中会造成集料和温度的离析

拌和的沥青混合料可能是先进入热贮料仓, 也可能直接从拌和机卸到运料车中, 按规范要求运料车应该是每卸一斗挪动一步, 以便减少混合料的离析。实际上即使这样做了, 离析也是难免的。混合料在运输过程中必然会降温, 但降温的程度是不一样的, 尤其是混合料在不盖苫布时, 表面降温快, 内部降温慢, 降温的程度与天气、环境条件 (风、温度) 、混合料类型、车辆大小有密切的关系。

2.3 摊铺过程中的离析

沥青混合料摊铺机在摊铺混合料过程中造成混合料不均匀或离析的原因有:

(1) 混合料从运料车卸到摊铺机的过程中, 一定程度上会产生粗细集料的分离; (2) 如果运料车与摊铺机产生碰撞, 会影响摊铺机后的混合料的多少和密度; (3) 摊铺机布料摊铺时, 两侧的混合料比中间的混合料的温度要降低很多, 从而使铺到路面的混合料的温度不一样; (4) 摊铺机的螺旋拨料器在向两侧摊铺时, 在加长段接头部位, 如果调整不好, 往往会有一个不平顺的坎, 摊铺的混合料在这里往往会离析; (5) 摊铺机摊铺宽度越长, 混合料的离析越严重, 片面追求平整度而采取全幅摊铺的方式, 是造成混合料离析的主要原因, 沿路面横向方向的混合料不仅集料级配不均匀, 而且压实程度也不一样, 使摊铺过程的压实度大幅度减小, 进一步影响压实的完成, 反过来又影响平整度。

2.4 混合料压实不均匀

压路机在压实混合料时温度、遍数、速度在不同段落都可能有差异, 压路机的吨位也会因为所加的水不断减少而稍有变化, 再加上铺到路上的混合料温度本身就有相当的差异, 所以路面混合料的压实度不可能相同, 这是不奇怪的。

为了减轻离析, 首先应特别注意以下问题: (1) 加强集料生产的管理, 严格料场场地建设, 使用合格均质的集料; (2) 拌和厂应该将集料堆放在硬化的地面上, 细集料要加盖棚盖; (3) 运料车每次卸料都要跟着移动位置, 上面加盖苫布, 途中不得休息停留; (4) 控制摊铺机铺筑宽度, 一般不宜超过8m, 以采用两台摊铺机梯队作业; (5) 加强压实, 由几台压路机均匀压实, 初压要紧跟摊铺机碾压。有条件的应采用混合料的转运车, 这是解决沥青混合料离析的根本措施。

3 路面排水的影响

目前沥青面层下承层几乎全部采用半刚性基层, 且强度越来越高, 这对整体承载能力是好的, 但当沥青面层不能完全封住水时, 下渗的水分及从裂缝进入的水分就会长时间滞留在沥青面层和半刚性基层的界面上, 在荷载作用下形成唧浆, 最后导致沥青面层的水损害破坏。

3.1 在沥青面层下设置排水层。

3.2 加强沥青层与沥青层之间的粘结, 强化施工组织计划, 所有

开挖、埋设、绿化等工序应该在基层施工过程中同步完成, 最后铺筑沥青层。要求合理安排施工顺序, 严格禁止在沥青面层铺筑过程中或铺筑后将挖出的土堆放在沥青面层上造成污染。

4 材料选择对策

4.1 集料品种是影响沥青混合料抗水损害能力的最重要的因素,

容易造成剥落的集料品种是SiO2含量高的酸性石料。虽矫酸性石料与碱性石料通常是以SiO2含量划分的, 不过并不是所有岩石都可以用SiO2含量划分岩石属性的, 用碱值评定石料的酸碱性的方法简单易行。

4.2 沥青与集料之间的粘附性主要取决于沥青本身的粘度, 粘度

越大, 粘附性越好。另外, 沥青中表面活性成分含量越高, 沥青的酸值越大, 其粘附性则越好。为了满足表面层抗滑性能对集料质量的要求, 采用与沥青粘附性不好的酸性集料 (有些玄武岩实际上也偏酸性或中性) , 致使沥青混合料的抗水损害能力严重不足。应采用消石灰改善沥青与石料的粘附性, 目前我国的规范规定把掺消石灰1%-2% (也用水泥, 但效果不如石灰好) 作为第一措施, 在采用与沥青粘附性不好的酸性集料时, 首先应考虑采用消石灰作为改善粘附性的措施。目前常用的抗剥离剂有下列两大类: (1) 消石灰是一种最常用, 也是最经济的抗剥离剂。方法一, 用浓度为20%-30%的石灰水对集料进行预处理, 或将石灰掺入石料中一起拌和;方法二, 消石灰以干粉的状态代替矿粉加入拌和, 一般情况下, 消石灰的用量约为混合料总量的2%左右。 (2) 液体抗剥离剂是一种有机高分子表面活性剂, 利用其极性端与集料结合, 加强与沥青的粘附。由于集料本身的属性不同, 必须使用不同的表面活性剂, 对表面带负电荷的石料, 应使用阳离子型表面活性剂;对表面带正电的石料, 则应使用阴离子型表面活性剂。

5 其它施工注意事项

5.1 集料干燥和良好的拌和是加强沥青与矿料粘附性的重要措

施。潮温集料不能与沥青充分的粘结, 拌和不均匀甚至有花白料更容易被水所剥离。所以在雨后集料潮湿时, 应提高加热温度、延长拌和时间。

5.2 材料中含杂质、尘土会严重影响沥青与石料的粘结。

5.3 在碾压时过多地向碾轮洒水的害处是很大的, 水分被封闭在

混合料空隙里, 在交通荷载的反复揉搓作用下, 逐渐进入沥青与石料的界面上, 导致沥青从石料表面剥离

摘要：造成沥青路面早期水损害破坏的原因非常复杂, 可以归结为沥青混合料空隙率过大、路面渗水、排水设施不完善、压实度不足、沥青混合料抗水损害能力不足、沥青面层厚度偏薄、混合料粒径偏大、混合料离析等。

关键词：沥青混合料,水损害,路面施工

参考文献

[1]杨文渊, 钱绍武.道路施工工程师手则[M].人民交通出版社, 2003年4月.

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[3]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].人民交通出版社, 2001年5月.

[4]JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》