沥青混凝土路面水损原因分析与防治措施
2013-04-16韩学文
韩学文
(河北省平山县交通运输局,河北 平山 050400)
0 引言
水损病害被认为是沥青混凝土路面最常见的病害之一。调查研究表明,沥青混凝土路面初期破坏的最大诱因就是水损病害。沥青混凝土路面的水损病害的主要表现特征为:
a)混凝土表面泛油,并且伴随有一定的推移形变、车辙、裂缝、骨料剥离、松散、唧浆和坑槽等病害;
b)沥青混凝土的中、下面表层为潮湿状态,油石分离且松散,以上这些病害通常发生在特重大车辆多或交通量非常大的时候,行车道上发生的水损破坏对沥青混凝土路面的危害非常大,必须认真调查,总结经验并予以快速解决;
c)沥青混凝土路面由于长期承受行驶车辆等重荷载以及温度胀缩作用的影响,路面土质内的水分会慢慢浸入到沥青与土料的分界面,同时,在地下动力水的影响下,沥青薄膜会逐渐从集膜表面逐层剥离开来,渐渐失去粘结性,从而使路面发生破坏。
1 沥青混凝土路面产生水损病害的主要原因
1.1 在沥青混凝土路面的排水系统设计中,存在着路基排水不畅的现象,而且沥青路面的结构层内排水初步设计严重不足,路面层的中央分隔带内的排水设计不完善等,都会间接导致水害源头无法得到有效的整治。
1.2 沥青混凝土路面层的施工过程中,有些施工单位只是一味追求平整度的提高,而忽略了密实度的重要性,致使施工规划中所预期的质量标准和产品效果在实际施工过程中没有得到保证。
1.3 沥青混凝土有其相应的混合料配合比设计规范,但是很多实际施工中混凝土的配比状况和相应的使用情况都极难达到相应的规范要求。路面施工设计横坡如果偏小,就会使得沥青混凝土路面的水无法及时排出,进而影响到车辆的正常安全运营,高速公路路面的排水速度慢,又会使得地下渗透水增多,造成水害现象频发。
1.4 在实际的道路施工中,施工方轻视路面排水设施的质量,将会导致一些排水设施无法达到有效的排水和隔水的作用,进而致使水渗入到路面结构层内,引起水损病害。
1.5 孔隙率是影响路面渗水的一个重要因素。大量的试验表明,当路面孔隙率不大于8%时,沥青混凝土层中的水在荷载的作用下,一般不会产生动力水压作用,不会造成水损病害。而在现场的实际施工中,大多数时候孔隙率远远大于8%。当孔隙率大于8%时,渗水系数大幅度增大,特别是在重交通载荷的情况下,沥青混凝土路面将会产生大量的水损病害。
2 防治沥青混凝土路面水损病害的措施
路面上的水进人沥青混凝土层后,在行驶车辆及其造成的动水压力的作用下,很容易发生沥青层剥离,将会导致沥青混凝土路面发生破坏。由于路面结构设计中一般不会考虑路面结构层内部排水的情况,这将会导致水可以流入却无法流出,致使路面结构层内部产生破坏。所以,必须从最开始的设计和施工就把两个方面都考虑周详,要采取多种措施解决路面水损病害,如:
a)可以提高沥青和集料的粘附性,从而提高集料与沥青之间粘结力,可以采用亲油性较好的碱性集料,并且保证集料的表面清洁;
b)可以采用密级配的沥青混合料,并且严格控制混合料的孔隙率,设计孔隙率应该严格控制在4%左右,路面孔隙率应该限制在8%之下,其他层面也应该采用密级配沥青混合料,实验证实仅仅依靠表面层的防水作用是不够的;
c)要限制车辆超载,高速公路沥青混凝土路面的水损病害一般是发生在重车行驶的车道上,而在超车道上却很少发生,这一现象表明了沥青混凝土路面的水损病害与车轮荷载的作用有关,汽车轮胎对路的挤压和揉搓以及路面的真空吸附作用,都会加速沥青膜从集料颗粒表面剥离的进程,引起路面泛油和推移,重载车辆对路面的破坏力非常大,因此在开放交通以后,更要严格限制超载车辆通行;
d)要采取排水和封水保路的措施,同时考虑层面水以及孔隙水,将实体工程施工中的废水排出,可以在中层或下层边缘设置碎石和盲沟排水,这个方法简便易行并且有效。
3 沥青混凝土路面的质量控制措施
3.1 公路建成以后逐步加强公路养护管理。要适当地延长沥青路面使用年限,加强路面的养护和管理。雨雪过后要及时补洞,补洞要严格做到规范化和整齐性,严格按照《公路沥青路面养护技术规范》的有关要求及操作规程进行养护,把沥青路面的病害尽可能消灭在萌芽状态,避免雨雪从病害处渗入到路面,造成路基瘫痪或路面大面积的破坏。
3.2 加强施工管理,提高碾压的质量。压实度对沥青路面使用性能以及使用寿命都有较大的影响,是保证沥青混合料密实度和孔隙率的关键因素。所以,在施工过程中,要加强管理,提高压实标准。根据试验得出的碾压数据,控制时间、温度、碾压遍数和速度等。碾压要均匀,要派专人负责,从慢到快、从轻到重、从两边到中间,轮迹可以重叠,既要保证路面的平整度和路拱横坡度,又要确保压实度。
3.3 在公路路面设计时,尽量完善路面排水设计。进一步完善路面的排水设计,在路面结构层中设置相应的防水层。基层顶面设置为封层,在中央分隔带处要设置纵横向的排水渗沟,在土路肩处采用碎石填料填筑,并且根据实际情况,有针对性地进行排水施工设计,尽量减少水在路面的停留时间,以减少其对路面的破坏作用。
3.4 对每批沥青都要进行试验对比,保证沥青的延度、粘度和针入度等各项指标达标。要严格控制集料规格,对每批进场的集料都要进行严格的抽检和筛分。对于采用新材料和新工艺的每一种沥青混合料,要求有一定的孔隙率,原料或多或少会遭到一定的破坏,因此尽可能采用新型的防水材料。在沥青表面涂上一层防水材料,从而形成不透水的薄膜,减少水在路面的停留时间,使得水尽快排到路基边沟中,从而大大减少路面水的浸入,减少对路面的破坏作用。
3.5 路面水在进入沥青层后,行车造成的动力水压力作用容易致使沥青剥离,导致路面破坏。若不考虑路面结构内的排水,将导致水进得去却无法排出。所以,要从沥青路面的设计和施工两方面采取措施,才能解决水损病害。
4 结语
沥青混凝土路面的水损病害与沥青路面的设计、施工、使用、养护和管理都有密切的关联。我国现有的沥青混凝土路面孔隙率大,透水、蓄水的情况普遍,水损病害问题非常严重。尤其是在多雨、多雪以及季节性冻胀的地区,雨季或春融时节,路面唧浆、松散和坑槽成为严重的破坏形式,因此必须采取相应的措施,最大限度地避免路面水对沥青混凝土路面的不良影响,提高沥青混凝土路面的使用稳定性,以达到公路的稳定、安全、舒适以及车辆高速运行的目的。本文结合实际施工经验,针对沥青混凝土路面水损害提供了一些建议以及相应的措施方法,以便在今后的施工中更好地控制和保证路面质量。
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