基于水对沥青路面造成破坏的原因分析

2012-10-08许承忠

中国新技术新产品 2012年1期

关键词：空隙面层集料

许承忠

（濮阳市通达公路工程有限公司，河南濮阳 457000）

近年来，公路建设突飞猛进，对国民经济和社会发展起着至关重要的作用，但是许多公路建成运营后，发生早期损害较为严重，特别是沥青路面，主要表现在坑槽、松散、脱皮、麻面等方面。产生这些病害的主要原因是水的破坏。

1 破坏原因

众所周知，路面面层是公路暴露在自然环境下直接受行车荷载作用的结构层，也就不可避免的遭受着雨雪的侵害，沥青路面出现的各种病害都不同程度地与水的侵害有关。水就是危害公路的主要自然因素之一。从以下几个方面进行分析：

1.1 设计方面

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，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，面层中的水形成有压力的水流，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 施工方面

沥青面层混合料的压实度不足是导致水破坏的最直接原因，根据压实度与空隙率的的计算公式：

压实度＝实测密度/马歇尔密度;空隙率＝1－实测密度/理论密度

可知，压实度越高沥青混合料嵌锁越紧，越密实，实际空隙率就越小。但往往在实际施工中，由于压力机具故障、操作不规范、碾压不均匀、碾压遍数不够、碾压温度控制不好，造成部分位置压实度不足，而且有时为了片面追求平整度，忽视了压实度，最终导致面层混合料压实度不足，空隙率过大，带来水损害破坏。

1.3 排水设施方面

搞好路面排水设施，对保证公路的使用性能和使用寿命具有十分重要的作用，对防止路面水损害更有其特殊的功能。我们知道发生水损害的路面，多数都有内、表排水不良的原因存在。及时排除侵入面层中的水分，减少路面积水停留时间对减少路面病害极为重要。许多公路路面建成后，排水配套设施没能跟上，一旦下雨，路面积水严重，再加上行车荷载的作用，导致路面破坏，还有就是高速公路中央分隔带的排水，人们往往重视不够，排水设计不够完善，雨水通过中央分隔带渗入路面结构层内部，最终导致水破坏产生。

1.4 集料方面

1.4.1 集料规格

集料规格的好坏，直接影响到沥青与集料粘附性能、粘结力大小。沥青路面与其他水泥混凝土路面不同，它对集料的规格要求较高，因为它在相当程度上要依靠集料间嵌锁作用。但在实际施工中，人们往往对集料规格质量重视不够，材料把关不严，集料质量参差不齐，碎石针片状含量过高、含土量大，表面粉尘太多，直接导致沥青与集料之间粘结力下降，一旦水侵入沥青混合料内部，便会造成水损害破坏。

1.4.2 集料级配

集料级配的合适与否直接与路面的密实度有关，级配合格则沥青路面的密实度就好，孔隙率就控制在允许的范围内；在施工中，由于操作的误差或操作不当，导致集料级配不均匀，造成离析、粗细集料集中等现象，造成局部孔隙率过大，一旦路面水渗入路面，在行车荷载的作用下，渗入路面的水形成压力水，天长日久渗入到沥青与集料的结合界面，造成沥青膜的剥离，丧失了粘结力，导致路面破坏。

1.5 温度方面

1.5.1 要保证沥青路面的平整度、水稳定性，沥青路面铺筑时混合料的拌合温度、摊铺温度、碾压温度是至关重要的，施工各阶段的温度必须符合下表要求：

只有混合料的温度在各阶段满足上述要求时，沥青路面的密实度和路面水稳定性才能更好，路面积水不容易渗入面层。各阶段温度不能满足时，则路面压实度很难达到规范要求，增大了孔隙率，路面积水就容易渗入面层。

1.5.2 根据多年公路施工经验，在9月底前铺筑完成的沥青路面，压实度和水稳定性很容易达到要求，通车后经行车碾压，路面表面的沥青混合料发生泛油现象，把表面的缝隙进行了封闭，路面积水很难渗入面层。而在气温较低的季节铺筑的沥青路面，施工期间混合料温度降低的速度很快，往往路面压实度不能保证，加大了孔隙率，表面缝隙也不可能很好封闭，路面积水很容易渗入面层。

2 预防措施

就沥青路面而言，雨水渗入沥青面层往往是不可避免的。关键是雨水一旦侵入后，如何让它尽快排出而不滞留在内，显然十分重要。这里从设计、施工、养护及管理等方面出发，谈谈如何采取切实有效可行的措施，尽量减少水对沥青路面造成的破坏。

2.1 完善路面排水设计

由于路基路面排水设计不够完善，对路面排水设施不够重视，造成路面破损状况较为普遍。因此在公路路面设计时，应进一步完善路面排水设计，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。

2.2 加强施工管理，提高碾压质量

压实度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响很大，它是保证沥青混合料密实度与空隙率大小的关键。因此在施工过程中，进一步加强管理，提高压实机具标准。根据试验段得出的碾压数据，控制碾压遍数、速度、时间、温度。碾压要均匀，派专人指挥负责，从轻到重、从慢到快、从两边到中间，轮迹要重叠，既要保证路面平整度、路拱横坡度，又要保证压实度。并根据施工规范要求的压实度抽检频率。进行抽检，发现压实度不足的地方坚决返工，保证压实度符合要求，降低混合料空隙率，减少水的侵入破坏。

2.3 严格控制集料规格

沥青路面的材料、集料规格，直接影响沥青与集料的粘附性能，直接影响到水损害的程度。所以应该加强对原材料的把关，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，尤其是集料压碎值、含泥量、针片状颗粒含量必须符合要求，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。