市政道路沥青路面水损害成因及有效防治措施

2015-04-16纪建华

建材与装饰 2015年37期

关键词：空隙集料市政道路

纪建华

（太原理工大学建筑与士木工程学院 030024 大同市政建设集团有限公司 037006）

市政道路沥青路面水损害成因及有效防治措施

纪建华

（太原理工大学建筑与士木工程学院 030024 大同市政建设集团有限公司 037006）

随着我国经济的飞速发展，近几年来我国的市政道路工程建设发展十分迅速。由于沥青路面具有强度高、平稳性好、噪音低、维修方便等优点，所以在市政道路的建设过程中主要采用沥青路面。但是目前沥青道路上经常会出现水损害的现象，为车辆的出行带来了很大的不便。本文就是针对市政道路沥青路面水损害的类型以及成因进行系统分析，并提出了有效的防治措施来解决这些问题，为防治水损害的发生提出借鉴方法。

市政道路；沥青路面；水损害成因

引言

由于沥青路面具有很多优点而被广泛的应用到道路建设领域中，水损害作为沥青路面的常见病害之一，会使路面发生龟裂、沉降、坍塌等严重问题，这些问题时刻影响着沥青路面的服务质量与道路使用寿命。为此必须要对病害原因进行深入的分析，通过分析得出相应的防治策略。

1 市政道路沥青路面水损害的类型

1.1 松散型

松散型主要是指市政道路中的沥青面在孔隙水压力的作用下，混合料丧失了粘合力导致沥青变软直到垮塌，垮塌之后的沥青膜就会从混合料表面脱落，出现麻面和松散的现象。混合料的颗粒逐渐脱落，致使在表面形成了大小不一的坑洞。因此松散型主要包含路面的坑洞、松散、麻面、掉粒等现象[1]。

1.2 裂缝型

裂缝型主要是指网裂的产生，机理是半刚性的基层基顶结合料与从路表连通孔隙及裂缝处下渗的水相混合，再加上沥青路面上的车辆对其反复的挤压过程，形成了高速压力冲刷，冲刷主要作用在基顶，使得基顶形成灰浆。这种灰浆如果在裂缝中被挤出来的话就是我们平常见到的挤浆现象。如果结合料不断流失，那么沥青路面上的面层就会脱落，逐渐变为沉陷、网裂等现象。

1.3 变形型

市政道路在行驶车辆的压力之下，会使粗集料表面覆盖的沥青膜逐渐掉落，致使混合料的强度下降、呈现出松散的状态。行车轨迹下面不仅会出现被压缩之后的变形，还会使剪切破坏严重。车辙就是在这样一种作用力下将混合料向两侧挤压而形成的。通常状况下还会出现挤浆和网裂的现象。

1.4 冻融循环破坏

在天气寒冷的地区，冬天在路面上会出现结冰，结冰会使得体积增大，导致市政道路上的沥青混合料内部产生很大的膨胀力，降低混合料的粘结度。当气温升高导致冰雪融化的时候，融化的雪水就会留在路面的表层上，加上路面车辆行驶过程中的荷载作用加快了沥青膜的脱落速度[2]。融化的雪水会渗入到混合料里面，在冻融循环的反复作用之下，导致了沥青路面损坏的现象。在市政道路的底层，如果出现较多空隙时，这个时候又恰巧是冬季，低温使得水分积聚在基层表面，当温度有所回升的时候，融水会进入到底层的空隙中，加上行车的反复作用力，底层会发生剥落现象，同时底层还会产生严重的冲刷。

2 市政道路沥青路面水损害的成因

2.1 沥青与集料之间的粘附性能

沥青与集料本身的特殊性质影响了粘附性能，例如，影响沥青与集料粘附性的因素有矿料和沥青自身的化学成分、孔隙率、沥青表面黏度以及集料含沙量和含水量等。根据以往研究表明，如果粘附性低于四级，就会使沥青膜脱落，造成市政道路的水损害情况[3]。

2.2 沥青结构内部排水

在沥青路面施工过程中，施工工人常常对于路基和路界的排水系统比较重视，也为此制订了很多解决方案，但是施工工人经常忽略对于路面结构层的排水情况。在我国，市政道路采取的结构基本上是半刚性基层，因此在路面结构设计的过程中忽略路面面层的排水，反而更多的设置一些路肩和挡墙等，这些现象都导致了路面结构的进水无法顺利排出的结果。

2.3 水损害指标评价不合理

水损害指标评价主要是通过水煮法进行试验，来评价集料和沥青之间的粘附性，但是这样的方法并不科学，原因在于集料与沥青之间的粘附性等级未与水损害建立关系，导致检测结果受到主观因素的影响。水煮法一般使用9.5～13.2mm的集料，这和实际的情况大有不同，由于部分过细的集料为砂，它与沥青之间的粘附性较差，但是却没有得到评价。由于水难以进入其中，所以沥青混合料的耐久性经常检验不出结果[4]。

2.4 其他原因

由于市政道路建成的时间比较长、路面开裂、严重老化等因素都加剧了水损害情况。经常由于早晚高峰造成路面的拥挤、塞车或者是由于部分货车、客车的超载情况，加大对于沥青路面的磨损。天气的阴晴、气候的变化以及温度的变化都会加速冻融循环的发生，车辆渗油、大气污染以及酸雨的形成都会使酸性物质对路面造成腐蚀作用。

3 市政道路沥青路面水损害的有效防治措施

3.1 设计完善的防水排水系统

一般情况下，雨水经常会渗入到分隔带和路肩的土体中，之后再慢慢的渗入进路基的内部，使得有车辆行驶路面的稳定性能受到影响，路表的水分和路面内部的水分都应该经过路肩排出去[5]。所以应该加强对于路肩和中央分隔带的防水、排水设计，这样就能有效防止沥青路面遭到水的入侵而产生的破坏。通过完善下封层结构可以有效地使水分渗入到基层或其他层面中。

3.2 严格控制沥青路面的空隙率

为了防止水分进入到路面内部，应该通过调控孔隙率的方式。研究表明，发生水损害的危险孔隙率数值在7～14%之间，因为由于水的特性，水很容易就进入到混合料内部，而且会在路面行车的压力下产生较大的孔隙而形成动力水。当空隙率控制在4～5%范围内时，就不容易发生透水的现象，基本上杜绝水损害。但是当空隙率大于12%时，合理设置排水层结构，内部的水就容易流走。因此想要有效控制空隙率，就要加强对于空隙率的认识工作[6]。

3.3 提高沥青和集料之间粘附性

通过提高沥青和集料之间粘附性来抑制水损害的发生，可以在其中添加少量的环烷类有机酸，这样就可以加强沥青与集料的粘附性。随着人类科技的不断发展，化学科学的不断进步，能够运用活性表面材料生产出抗剥落剂，这种试剂可以有效地改善沥青抗击水损害的能力，但是由于抗剥落剂对于集料和沥青油有比较高的选择性，所以要想使用抗剥落剂还需要进行周密的实验研究。

3.4 提高道路施工的质量

市政道路在施工之前要选择的原材料必须要按照严密的配比之后才能使用，尤其要注意集料污染情况的发生。在施工阶段，要加强控制混凝土搅拌的均匀性，对于沥青混合料的搅拌温度和出场温度加以控制。要尽量选择配套的碾压机械，然后再增加碾压遍数，提高压实度以减小空隙率。

3.5 加大力度控制超载车辆

市政道路是城市的主要道路，还是一个城市市容市貌的体现，交通部门和公路部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的基本要求对超载车辆进行强制卸载，并不允许超载车辆进入市政道路，要在入口处设卡严格控制超载车辆对路面的损坏。