季冻区春融期间融雪水对沥青路面的影响

李小军

（吉林省交通规划设计院，吉林 长春 130021）

东北季冻区，春季化冻时，由于路面结构层的吸热和导温性较强，路面下的路基土先于路肩下的融化，于是路基下残余未化的冻土形成凹槽，化冻后的水分难以排出，路基上部处于过湿状态。当融化至聚冰层时，路基湿度更大，有时甚至超过液限。这样，路基在化冻过程中强度显著降低，以至丧失承载能力，在行车荷载作用下发生弹簧、开裂、鼓包、车辙，严重时泥浆外冒，路面大面积破坏，而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,同时由于水动力的作用,沥青膜渐渐地从集料表面剥落,并导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程，成为沥青路面水损害，水损害主要表现为:路面潮湿，颜色发黑;表面层出现松散、网裂乃至坑洞,松散的集料表面光溜溜的,集料与沥青膜剥离,这是典型水损害现象。由于我省为季节性冰冻地区，春融期间路面结构出现此类破坏非常明显。

1 水损害现象

1.1 造成沥青路面水损害破坏的主要原因之一是沥青混合料空隙率过大。设计时，有时为了考虑沥青路面的抗滑性能、保证路面行车有一定的构造深度，混合料设计空隙率一般都在6%以上，而据有关资料介绍，空隙率在8%～12%之间，路面水最容易侵入面层混合料内部，一旦沥青面层内部含有一定的水分，水将在沥青混合料内部自由流动，再加上车辆荷载的反复作用，面层中的水产生压动力，这部分水逐渐侵入到沥青与集料的界面上，使沥青膜渐渐地从集料表面脱离，最终导致沥青与集料之间的粘结力丧失，造成水损害破坏。

1.2 沥青混合料不均匀、空隙率过大。沥青路面表面层和中面层同时产生的水损当表面层和中面层都是空隙率较大的半开级配沥青混凝土时,降水过程中,自由水较易渗入并滞留在表面层和中面层内;当表面层是空隙率较大的半开级配、中面层是密实型沥青混凝土时,在较长时间的降水过程中,自由水透入表面层后有较长时间从中面层的薄弱处透入中面层,并滞留在表面层和中面层内;当表面层和中面层都是空隙率较小密实型沥青混凝土时,如果沥青混凝土的不均匀性较大,压实度不足,局部小面积沥青混凝土的实际空隙率较大,自由水也会长期滞留在表面层和中面层内。以上三种情况,沥青路面表面层和中面层在大量车行荷载的作用下,会导致两层内沥青混凝土中部分碎石上沥青剥落,导致表面层产生网裂、变形和向外侧推挤,或产生坑洞。

1.3 除沥青混合料不均匀、空隙率过大有关外，还与沥青和碎石间的黏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。在中国南方潮湿地区，沥青路面的水破坏数量及速度比北方干旱地区严重得多。近年来，部分高速公路开始采用改性沥青或加抗剥落剂的SMA路面，虽然产生水破坏的数量和速度明显改观，但只要混凝土不均匀自由水能够进入并滞留的地方也不同程度地产生了水破坏。

2 沥青路面产生水损坏防治措施

2.1 健全路面排水系统，路基路面排水系统的主要作用是拦截、汇集、排除流向公路的地面水和地下水，将路基范围内的土基湿度降低到一定限度以内，保证路基常年处于干燥状态，确保路基路面具有足够的强度和稳定性。须对排水设施进行经常性的、预防性的养护和维修，确保其功能完好、排水顺畅。同时根据实际使用情况，要不断改善路基排水条件。在在排水系统中尤其要注意路面排水，路面排水一般通过横向排水，要保证路面结构具有足够的路拱横坡度，从而加快路面积水排除，要想保证路拱横坡度，必须加强路面结构的养护维修，避免路面出现大面积的破坏，尤其是车辙和沉陷，造成路面积水，因此在施工中要强调路基路面结构的压实度，避免不均匀的沉降，同时加强路面结构养护，避免出现路面积水。

2.2 施工过程质量控制，混合料的拌和、摊铺和压实 摊铺和压实两项工作是路面施工的重要环节。摊铺质量不好往往伴随着裂缝、车辙等病害的发生。摊铺过程中除严格按《规范》要求施工外，还应着重控制摊铺温度、供料速度与前进速度相协调、防止大料滚动离析等环节。碾压过程应遵循少量喷水，保持高温，梯形迭进的原则。决不能片面追求平整度，进行低温碾压，降低压实度标准；低温碾压易造成空隙率多大，压实度不足，使路面渗水，导致早期破坏；过度碾压易造成构造深度偏小，甚至出现泛油病害，影响行车安全。碾压过程要及时、迅速，并要保持碾压要求。绝对不允许压路机中途急停、转向，一面发生推挤、拥包现象，从而影响平整度。

2.3 加强路面预防性养护，通过对路况的连续性检测、评价和分析后，制定出合理方案对路面进行养护，以预防损害的发生。通过评价、预测、分析，并且考虑到交通量会逐渐增长，针对有可能出现病害的路面采取有效合理的解决措施，以防止微小病害的发生甚至恶化。经过预防性的养护措施，将路面结构出现的破坏消灭在萌芽状态之中，尤其路面结构的破损造成水分的渗透，对路面结构出现水损害有着根本的解决作用。

3 结语

路面受到水的作用出现破损已成为沥青路面的主要危害之一，应引起足够的重视，并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工，有针对性采取一系列预防和改善措施。同时，必须建立健全质量保证体系，从管理部门、设计部门到施工部门，层层重视、层层控制、层层落实。只有这样，才能从根本上减少沥青路面的受到水影响出现破损现象的发生，使公路的使用质量全面提高，更上新台阶。

[1]王虹.基于融雪化冰的传导沥青路面优化设计及粘弹性响应分析[D].武汉理工大学，2010.