沥青混凝土路面的早期剥离破坏原因及对策分析

张艳才，张善明，刘明明

(黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028)

沥青混凝土路面的早期剥离破坏原因及对策分析

张艳才，张善明，刘明明

(黑龙江省龙建路桥第二工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028)

沥青混凝土路面的剥离破坏大多发生在路面使用初期，由于剥离现象的出现，造成了路面大面积的开裂破坏，同时伴有较多的坑槽、松散、车辙等病害，严重损害了路面的路用性能，影响了交通安全，增加了工程维修费用。按我国现行规范要求，高速公路沥青混凝土路面设计使用年限为15年，期间允许中修罩面一次，但实际上，为什么在我国有很多高速公路沥青面层都发生了大量的早期沥青混凝土路面剥离病害呢，本文将结合国内外的生产实践经验，就剥离的有关问题做一探讨。

沥青路面；质量控制；病害防治

1 剥离产生原因及特征分析

剥离就是沥青从骨料表面剥落，即沥青和骨料表面失去了粘结力的现象。剥离现象的出现主要是水损害造成的。而造成水损害的主要原因是混合料的空隙率大和沥青与集料的粘附性差。沥青混凝土中包裹的骨料在接触水时，由于和荷载的反复作用，形成强大的动水压力冲刷沥青混合料；集料间的粘附力丧失，沥青材料就从骨料表面剥落下来，因此水和交通荷载外力是产生剥离的重要因素。由于水的作用或者水与交通荷载共同作用，而发生路面水损害。

剥离造成路面破坏可分为两个阶段来说明，第一阶段就是由于大轮压的剪断破坏，骨料从别的骨料表面滑落时，滑面的沥青薄膜被磨掉，失去了粘附剂的功能；导致沥青膜逐渐从集料表面剥离；第二阶剂沥青膜从集料表面剥离状态下，外力荷载反复作用，造成了路面层急剧破坏，发生膨胀，结果在扩张的缝隙中水就侵入了。

剥离的原因具体可分为：构成混合料材料的性质等内部原因和作用于混合料的水及交通荷载等外部原因。内部因素有：骨料的岩种、骨料的吸水性、沥青的粘滞度、沥青用量、骨料的粒度及干燥程度、施工温度、剥离剂的有无等。外部因素主要有：填挖方之别、地下水位、纵横坡度、路基排水状况、路基填料及含水量、交通荷戴、气候条件等。在以上的因素中，主要是骨料的二氧化硅含有量(即酸碱性)、骨料对水的亲和性、骨料的特征(组成、表面组织、表面附着成分、粒度、比表面积、气孔率、化学 反应性)、沥青的粘滞性和改质程度等。

当然，剥离的问题不是简单用一两种原因能说明的，是各种各样原因同时或阶段性的影响造成的，正确的定性、定量较难。

2 剥离的防止对策

剥离造成的主要原因是沥青薄膜受水及交通荷载反复作用，从骨料表面脱离。因此作为防止对策就是不使水对沥青混凝土发挥作用，即不让沥青接近水，或者即使沥青混凝土接近水，沥青薄膜也难以从骨料表面脱离。前者为结构设计、施工方面上的对策，后者为材料配合方面的对策。

2.1 沥青混凝土配合比、厚度等设计方面

前面已经讲过，水是造成沥青混合料剥离的主要原因，因此在配合比设计时，应尽量采用不渗水的路面结构，一般地讲，沥青用量大、2.5 mm通过量多的连续型密级配混合料，能有效地防止水害问题的发生。

我国沥青混凝土级配技术指标中，可能受国外长期沥青路面车辙问题的影响，为改善沥青路面层热稳性，石料粒径偏粗，2.5～10 mm填料成份偏少，从抗水害能力、增加沥青混凝土的耐久性角度讲，是十分不利的。

此外，在配合比设计时，应适当提高沥青用量，实验表明，沥青用量高，能有效地提高路面的抗水害能力；砂子用量不宜过高，尽量偏于中、下值(砂子用量应小于10%)；0.3 mm筛孔通过量不宜太小，否则会影响胶浆结成，此档料可由矿粉进行调整；适当增加矿粉用量，使矿料的比表面积增大，相应增加沥青膜的厚度；从而限制矿料之间的滑动，使混合料具有良好的高温稳定性和抗水害能力，同时，由于矿粉用量的增加，沥青用量也相应增加，则相应增加子沥青混合料的韧性，对抵抗路面开裂、延长沥青混合料疲劳寿命也有非常积极的影响。

空隙率的大小直接影响沥青混合料的渗透性。空隙率小于4%混合料处于致密状态，基本不渗水不易发生水损害，空隙率大于14%(为透水性路面)，水很容易从空隙中流走，基本上也不会发生水损害；空隙率处于8%～12%之间，属于沥青路面的最不利状态，最易发生水损害，应极力避免，因此，设计合理的混合料空隙率对提高沥青的抗剥离性能是十分重要的。防止沥青路面水损害从空隙率角度讲，可以从两种途径入手，一种为设计大空隙的沥青路面(透水性路面)，使进入沥青混合料内部的水分能迅速排除；另一种为防止或减少水分进入沥青混合料内部，则要求沥青混合料的空隙要小，—一般认为沥青混合料最合理的残余空隙率为4%。

2.2 结构上的对策

a 遮水方法

主要用砂砾等粒状材料及石灰处理层为隔水垫层，或在沥青混凝土下面铺设富配合的沥青与矿粉的混合料作为遮水层，其空率应控制在1%以下，厚度从施工可能考虑应在2.5 cm以下。此外还有，在沥青混凝土下面层使用空隙率大、热定性好的开级配沥青混凝土作为隔水层，它的空隙率大，由于毛细管现象，水上升的少，即使沥青剥离，由于骨料间啮合，它的稳定性也不会降低。

b排水方法

主要指适当采用渗水井、横向盲沟等排水设施；另外还有，将砂砾垫层向两侧延伸直至路基边坡表面；路基材料采用透水性材料，严禁填筑含有粘性土成分或瘀泥质多的填料等。

3 材料设计方面的对策

3.1 采用碱性骨料

因为酸性骨料表面带有负 电荷、易亲水，不宜采用；应采用碱性骨料，如石灰岩、玄武岩、辉绿岩等。但碱性石料若含水量大，沥青也易剥离，因此必须控制其含水量。另外，还必须严格控制有机质含量及针片状等。

3.2 沥青的选用

采用针入度在40～60间的沥青抗剥离性能好；沥青薄膜加热后软化点上升小的沥青抗剥离性能好，当然，最好采用改性沥青材料，它基本可以消除水损害问题。

3.3 石灰

选用消石灰抗剥离剂，消石灰可改变骨料的比表面积，提高沥青的粘附性，且它能使骨料表面活性化，在施工中先把消石灰稀释成稀浆状，然后添加在骨料中存放后，在与沥青拌和；此外，使用铵基类抗剥离剂，它是阳离子界面活性剂，防止酸性岩的离效果最好。

4 施工上的对策

新生产的骨料抗剥离性能差，因此破碎后至、少应放置一周以上。

严格控制砂砾垫层的施工质量，保证充分压实。

严格控制路面基层的施工质量：对水稳砂砾基层混合料级配、含水量等严格控制；加强碾压及洒水养生工作。

要使骨料干燥且充分拌和，使骨料和沥青很好地附着。严格控制好拌和时间。如拌和时间短，-混合料可能不均匀或出现花白料，但时间过长会影响拌和楼产量。拌和时间可根据拌和楼试拌确定。

要充分压实，严格控制沥青混凝土的压实度和空隙率；处理好施工缝，一旦路面发生破坏，立即：进行封层等补修处理。

5 结 论

随着科技的迅猛发展,施工技术也必将迎来革命性的飞跃。对公路质量的控制方法将更丰富、简便，公路的质量也更有保证。对施工者的要求更高，我将积极的充实自己以便更好地为人民服务。

[1] 万德臣，王春生，武鹤.路基路面工程[M].高等教育出版社，2005.

[2] 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3] 黄晓明.沥青与沥青混合料[M].南京：东南大学出版社，2001.

U416.217

C

1008-3383(2017)08-0111-02

2016-12-05

张艳财(1984-)，男，总工，研究方向：道路施工。