市政道路沥青路面水损害成因及有效防治

曾现磊郝二彦

摘要：沥青路面在竣工通车后，经过一段时间的运营，不少路段出现了一些病害，而且是多种多样的，其中最常见的就是雨水通过沥青面层空隙或缝隙，若不能够及时予以排除，就会浸湿各结构层材料甚至路基土，使其强度下降，变形增加，承载力降低，使用寿命缩短。
关键词：市政道路；沥青路面；水损害
中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: the asphalt pavement in after was finally completed, after a period of operation, many sections appear some diseases, but also is varied, one of the most common is the rain through the asphalt layer or aperture gaps, if can't be ruled out in time, will soak each layer material and even subgrade soil, its strength drops, deformation increase, bearing capacity is reduced, shorten service life.
Keywords: municipal road; The asphalt pavement; Water damage

引言
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，严重影响了市政道路通行质量。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。水已成为造成市政道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 沥青路面水损害的主体成因
1.1 外部因素诱发的沥青路面水损害
引发沥青路面水损害的外部原因主体包含路面排水系统的设计欠缺，过大形成荷载影响及施工的碾压影响等。当前市政道路工程中建设的排水系统主要集中在路界地表与路基范围中，没有充分考虑半刚性基层中路面结构内部排水需求，令排水受到阻碍并使水分及空气通过孔隙渗入矿质集料中，在表面张力及外部车辆荷载作用下令沥青路面发生早期水损害的机率大大提升。大量的行车荷载令沥青路面的结构层内含水分产生了动力性水压，进一步间接提升了其对沥青膜产生的剥离作用，令水损害现象进一步加剧。沥青混合料在施工工艺中的水稳定性以压实度主体体现，当孔隙率在百分之八至百分之十二之间的沥青路面最易发生水损害现象。在混合料无法充分压实、压实施工不及时或局部的压实环节不均匀时，便会令成型路面产生较大孔隙率，通过反复作用的行车荷载便会引发混合料的压密变形，令路面材料过早松散解体并诱发早期水损坏现象。
1.2 内部因素引发的沥青路面水损害
导致沥青路面产生水损害的内部原因在于集料、沥青的特有性质及沥青混合料的孔隙率。集料中包含的众多矿物质具有独特晶体结构及化学性质，例如其富含亲水性或憎水性，因此其本身对水具有的吸附能力对沥青剥落作用具有较大影响，同时集料的孔隙尺寸、表面积及其化学性质同样会影响到沥青混合料的稳定性。具有较强粘性的沥青富含多种类极性物质，因而其抵抗置换能力通常高于弱粘性沥青，同时抗水性也相对较好。再者沥青混合料的实际及设计孔隙率成为影响其抗水能力的主体因素。另外集料及温度离析现象令沥青路面无法压实均匀，从而导致了局部水损害现象。
2 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。
2.1 沥青面层各层次尽量采用空隙率小的沥青混合料类型
一方面密级配沥青混凝土，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，密水性好，可有效阻止雨水侵渗。现行沥青路面设计及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。另一方面，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，同样具有较好的密水性。像沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）表面层，作为一种理想的面层结构，空隙率仅为2%～4%，不仅抗滑、抗辙槽，而且具有密水性能好、减少开裂的优点，发展潜能远大。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侵渗而造成破坏。
2.2 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
2.2.1选用优质沥青材料
选择符合当地气候条件和规范要求的优质沥青一般来说高等级公路的沥青面层，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。其他低等级道路的沥青面层，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。
2.2.2 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。这里比较重要的是，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。
2.3 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
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。
2.4 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
碾压是沥青面层施工的最后关键工序。碾压不充分，会使沥青混凝土面层的压实后剩余空隙率偏大，导致雨水入渗。因此，沥青混凝土面层施工时，应进行充分压实，并在压实中采用相匹配的压实机械，如大吨位的胶轮压路机和振动压路机，都能将压实度提高，在压实中，还中采用最大理伦密度来控制，也可达到理想的空隙率，尽量减小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。
（1）对于沥青混凝土面层的压实度标准，一般来说，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。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，表面层提高两个百分点。
（2）沥青面层施工过程中，可以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，应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一个百分点来控制其他各层。如沥青面层为I型密实式沥青混凝土时，其马歇尔试验技术指标中空隙率的规定高限值为6%，则沥青混凝土现场压实后剩余空隙率的控制标准为，表面层不超过6%，其他各层不超过7%。
2.5 设置下封层，阻止雨水下渗破坏基层
（1）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。
（2）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。
2.6 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，制定和采取相应的有效措施。另外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。
2.7 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。防渗层可以采用表层铺面型式，也可采用下卧埋置的下封式或侧封式，还可采用它们的组合型式。防渗层可选用沥青处治混合料或土工合成材料，水泥混凝土，浆砌混凝土预制块或石材等。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，以防雨水侵渗进入路面结构内部。
2.8 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，有时还会出现裂缝、麻面、松散、坑槽、泛油、油包、拥包、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。
结束语
总之，沥青路面由水引起的破坏是沥青路面最常见的破坏现象之一。水损害产生的原因是多方面的，通常是路面排水系统不健全，路面压实度不足，沥青混合料发生离析，路面有裂缝而未及时修补等。水损害发生时，路基土强度下降、变形增加、承载力降低，路面结构迅速发生破坏，严重影响城市道路交通正常运行，给人们的生活和工作带来不便。因此，有效防治水损害已成为城市道路建设和管理的重要任务。

参考文献
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