市政道路沥青路面水损害成因及防治措施

王金兵 王枞

【摘要】市政道路沥青路面的水损害不仅与材料和设计等有关。而且与沥青路面的旅工质量的关系非常大，防治水损害必须要从施工环节进行严格控制，从而保证路面的质量。水损害的防治是一个综合的防治过程，要想从某一方面来防治水损害的发生是不现实的、也是不可能的，因此必须对沥青路面水损害防治措施进行不断探究，才能延长沥青路面的使用寿命。

【关键词】市政道路；沥青路面；水损害；防治措施

随着当前我国经济建设的迅猛发展，市政道路负荷的交通压力也日趋增长，很多沥青路面由于车辆渠化行驶及轴载的增加，市政道路出现了相当程度的破坏，沥青路面水损坏就是其中早期破坏现象中危害最大的损害类型之一。此类道路病害的出现对车辆运行速度、养护资金投入以及道路使用周期都产生了极为不利的负面效应。尽管市政道路建设中相继改良了沥青混合料配合比与面层结构等技术措施，取得了较好的防治车辙、抗滑等效果，但同时也致使沥青路面出现水稳定性不足的隐患。因此，继续深入有效地分析研究市政道路沥青路面水损害的成因，并针对性地提出防治措施，是具有其必要性与重要性的。

1、沥青路面水损害现象的类型

1.1 松散类

麻面、松散、掉粒、坑洞的沥青面层在缝隙水压力的共同作用之下，导致沥青膜从集料表面剥落、混合料中的集料之间丧失粘结力而渐渐变软直至松垮，导致麻面、松散现象；在局部的有些松散的地方，集料颗粒逐渐掉粒，流失进而形成大小不一的坑洞。

1.2 裂缝类

唧浆、网裂、坑洞半刚性基层基顶结合料与从路表连通孔隙及裂缝处下渗的水混合，在行车荷载的反复作用下，产生的高速动水压力冲刷基顶形成灰浆并从裂缝中被挤压而出形成了唧浆现象；随着基层结合料的逐渐流失，面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂，进而发展成坑洞。

1.3 变形类

辙槽在行车荷载作用下，滞留在面层内的水使集料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，沥青混合料强度不断损失直至完全松散。行车轮迹带下不仅出现了压缩变形现象，而且产生了严重的剪切破坏现象，轮下松散的沥青混合料向两侧挤出并鼓起，在轮迹带下形成车辙。辙槽内有时还伴随着唧浆和网裂现象。

1.4冻融循环破坏

在冰冻地区或季节性冰冻地区，由于水结冰时体积增大，在沥青混合料内部会产生很大的膨胀力，致使混合料内部粘结力下降；而当冰融化时，水又滞留于道路面层内，在行车荷载作用下加速了沥青膜的剥落。在路表，当冰雪融水进入沥青混合料内部就会在行车荷载和冻融循环的反复作用下产生破坏作用，而在下面层，当基础有较多的细粒土和孔隙时，冬季特有的毛细水使水分逐渐积聚在基层顶面，到春融期，过饱和的水进入下面层空隙后，在荷载反复作用下产生剥落现象和对基顶的冲刷。水损害的根本原因在于水的作用致使沥青对集料的粘附性能丧失，使沥青膜从集料表面脱落，而造成这种后果的两个关键性因素是水和外力的作用。

2、沥青路面水损害的主要影响因素

从统计数据来看，沥青路面水损害多出现于雨季或冻融循一环期，排水不畅、面层透水路段的病害现象尤为严重。究其成因，大致可归纳为以下几点：

2.1外部因素

一是路面排水系統设计不健全。目前市政道路建设排水系统设计多集中于路基、路界地表范围。对于采用半刚性基层的沥青路面结构层内部排水欠缺考虑，如砌筑式路肩、埋置式路缘石等都对水分排出产生了较大阻碍，致使水分、空气由孔隙侵入矿质集料，并在表面张力、路面间的真空吸附及车辆荷载作用下加速了沥青路面早期水损害的产生发展。

二是行车荷载对路面结构层内水分所产生的动水压力。这就间接加剧了水分对沥青膜的剥离速度，使水损坏病害更加恶化，行车道与超车道路面水损害程度的明显差别，就是此作用的明证。

三是施工碾压的影响。沥青混合料的水稳定性在施工工艺上主要体现为压实度，空隙率处于8%～12%范围内的沥青路面水损害最易发生，由于混合料压实不充分、不及时或局部压实不均匀，致使成型路面孔隙率较大，在行车荷载的反复作用下，极易造成混合料压密变形，导致路面材料松散解体并引发路面的早期水损坏。此外，诸如地区降雨量、干湿循环也都是沥青路面老化、开裂等水损害产生的外在诱因。

2.2 内部因素

影响沥青路面水损害的内部因素主要包括以下几点：

一是集料性质。组成集料的各类矿物质均具有其独特化学性质与晶体结构，集料属于亲水性材料或憎水性材料，对水的吸附能力的大小对沥青膜剥落会产生关键性作用。且集料表面积、化学性质及孔隙大小也会对沥青混合料稳定性产生一定影响。

二是沥青性质。粘性强的沥青含较多的极性物质，其对于抵抗的置换通常优于粘性弱的沥青，抗水性能相对较好。

三是沥青混合料的孔隙率。其设计、实际孔隙率是决定沥青混合料抗水能力的主要因素。通常而言，孔隙率处于8%～15%间的沥青路面，极易使水分侵入混合料内部，在荷载作用下产生动水压力并造成水损害。此外，集料离析与温度离析也是导致沥青路面压实度不均匀、产生局部水损害的重要原因。

3、市政道路沥青路面水损害的有效防治

3.1 从结构设计层面有效控制路面水损害

在沥青路面的结构设计中我们应合理采用组合式或柔性基层，令路面水分从级配的碎石基层内有效排出，同时该环节中的沥青层具有较大厚度，导致渗入基层水分因路径增多得到有效削弱，令自由水不会在路面的结构层中由于滞留时间过长导致水损害现象的发生，可有效防范路面因自下而上产生的水损害现象，同时对改善市政道路路面的结构性能有明显作用。在路面的半刚性基层以下我们可有效设置级配碎石，令其作为过渡层，令排出水在到达半刚性基层之间便可通过匹配碎石的过滤层呈横向趋势排出，减少对基层表面的损伤。再者布设级配碎石层可对半刚性基层起到有效隔断作用，防止其产生收缩开裂导致不良反射裂缝。基于路面半刚性基层的刚度及强度过密或过大容易导致沥青路面产生水损害现象，因此我们应合理调整矿料的级配及相应的强度设计要求，有针对性降低石灰及粉煤灰等抗干燥材料的用量，合理提升粗集料比例，并在一定程度上控制基层的刚度及强度。另外我们应主力确保基层的结构层厚度应达到18 厘米之上，并尽量选择具有强抗冲刷力、良好水温性能的施工材料，依据刚度及强度标准由高至低呈逐步递减的规律布设路面结构，切实提升基层的抗变形性能、强度，从而有效缓解路面产生裂缝病害并最终导致水损害现象。

3.2提高施工质量

市政道路沥青路面在施工前所选用的原材料等都必须按照规格和经过严密的配合比设计后才能使用，尤其要注意防止集料的污染。在施工时要对沥青混凝土拌合的均匀性加强控制，对沥青混合料的拌合温度和出场温度都要加强控制。施工时要尽量选用高效配套的碾压设备。然后再通过增加碾压遍数等方法来提高压实度以减小空隙率。

3.3加强对超载车辆的控制

市政道路是城市的主要道路，不仅发挥了其服务通行能力的要求，更是一个城市市容市貌的体现，交通管理部门和公路管理部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求对超载车辆进行强制卸载，并且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破坏。

结 语

路面早期水损害作为包括市政道路在内的沥青路面主要危害，交管及施工部门应积极进行现场检测和踏勘，有针对性地对水损害成因采取预防和改善措施，对于缓解沥青路面水损害等早期病害现象、延长路面使用寿命均有明显的促进作用。

参考文献：

[1]罗志刚，周志刚.沥青路面水损害浅析与排水处治措施，湖南交通科技，2005（4）.