公路沥青路面水损害防治技术措施

邱峰

（海南省公路管理局昌江公路分局，海南昌江572700）

公路沥青路面水损害防治技术措施

邱峰

（海南省公路管理局昌江公路分局，海南昌江572700）

近年来,随着国民经济的快速发展,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。但同时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。首先分析了沥青路面水损坏的原因,紧接着阐述了沥青路面水损坏的防治措施,有关经验可供相关专业人员参考。

沥青路面；水损害；防治措施

0 引言

所谓沥青路面水损害,是指沥青路面在有孔隙水的工作条件下,由于交通动荷载和温湿胀缩的反复作用,进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的循环作用,致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面,造成沥青膜从集料表面剥落、沥青混合料内部逐渐丧失粘结力、路面结构使用性能下降,并伴随麻面、松散、掉粒、坑洞或唧浆、网裂、辙槽等病害发生,同时诱发其他路面病害的损坏现象。沥青路面水毁是公路最主要的自然灾害之一,它指的是公路路面及其相关工程设施由于受到水的作用而遭到破坏的现象与过程,它属于一种常见的自然现象。昌江县公路分局所管养的线路长为193.254km，其中沥青路面长为97.994km，近年来,有些路段（石昌线、林海线、乌新线等）由于建成时间太久，目前沥青路面主要表现在翻浆、沉陷、坑槽、松散、脱皮、麻面等方面。我局投入很大人力物力修建的公路毁于一旦,严重影响公路通行能力,重者中断交通,由此造成的损失相当严重。因此,了解公路水毁的成因,加强公路水毁的预防,对彻底根治公路水毁具有重要意义,是保障公路畅通的必要前提。

1 沥青路面水损害原因

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水的侵害，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]。

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[2]。

1.4 集料方面

（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。

（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

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表1的要求。

表1 施工各阶段温度要求

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。

2 沥青路面水损害预防技术措施

2.1 合理设计路面表面排水

（1）正确选取超高渐变段的合成坡度是避免路表局部积水的有效途径。《公路路线设计规范》(J T G D20-2006)规定当线型设计须采用较长的回旋线时，横坡由2%过度到0%路段的超高渐变率不得小于1/330，限制了横向排水不畅路段的长度，同时又规定了在超高过度的变化处，合成坡度不应设计为0%。在设计中应验算超高缓和段中的最小合成坡度，避免路表局部积水而影响行车安全。另外，挖方段纵坡不宜设计在凹形竖曲线最低点上。如控方段较长时其纵坡不宜小于3%，一般情况不得小于1%。

（2）合理设计路基与路肩横坡是有效排除路表水的关键。从有利于排水的角度考虑，路基与路肩横坡的坡值宜取高值，但路基横坡过大会影响行车安全。因此应综合考虑，在多雨区宜取高值。从施工方便考虑，硬路肩横坡宜与路基横坡相同，但在超高路段，硬路肩横坡与行车道相反，这样，避免硬路肩积水流到行车道上。当路基为软土时，路面横坡应适当加大为2.5%～3%；当位于纵坡小于或超高缓和段路面时，最小合成坡度应小于0.5%，有条件的应尽可能采用不设超高的平曲线半径。

（3）精心设置路面内部与外部排水系统是确保沥青路面排水畅通的重要手段。在潮湿路基段，路面结构层设置高透水材料的碎石垫层，路基两侧设置边缘渗沟，充分利用其透水性，及时把渗入路面结构层内的水排出路基外；在路肩处填筑透水材料，如中砂碎石等，布设反滤层，及时将下渗水排出：在路基边坡，对于纵坡较大，竖曲线凹部，高路堤等路段及设有弯道超高路段的内侧路缘带处，为防止集中水流对路基路肩边坡的冲刷，应考虑设置挡水带，并通过急流槽将水排出路基。

2.2 提高沥青与集料的粘附性

由沥青与矿料相互作用的基本理论可知，沥青与矿料的粘附性，取决于沥青－矿料－水三相系的平衡。各种改善措施，主要从降低在集料表面水对沥青的置换能力这一概念出发，保证在有水情况下沥青膜不发生收缩、剥离现象，仍能与矿料形成良好的化学吸附作用。例如，用一部分石灰、水泥代替矿粉，或在沥青中添加少量环烷类高分子有机酸、石油沥青与煤沥青混合等都能改善粘附性。石灰和水泥中C a C O3含量高，易形成正的吸附中心，与沥青中带有负电荷的表面活性物质可形成化学吸附层；各种液态抗剥落剂均属于表面活性物质，市场上较多的是胺类表面活性剂，一端是亲水性的胺基，与酸性石料有很强的亲和力，另一端是融于沥青的亲油性的烷基，由于它在沥青－矿料表面的形成这种定向排列可降低沥青－矿料界面张力，故能提高沥青与矿料的粘附性。这些措施是：（1）用干燥的磨细消石灰粉或生石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的1%～2%；（2）在沥青中掺加抗剥落剂；（3）将粗集料用石灰浆处理后使用。

2.3 加强施工管理，提高碾压质量

（1）确保面层质量,注重混合料、摊铺及碾压质量,切实提高沥青和矿料的粘结力、路面压实度与平整度,努力降低不均匀性和渗水率。（2）控制基层质量。在摊铺基层过程中,严禁出现明显的离析现象,尤其在主车道位置上。（3）防止出现薄弱夹层。找平过程中,严禁薄层贴补,如果是非厂拌法施工,且时值高温天气,半刚性基层一定要注重工艺,碾压遍数上限控制,达到一定强度后不能过度,以免破坏板结性,导致裂缝增多。碾压延误时间,一般不超过1.5 h。（4）增强层间粘贴沥青透层或下封层施工前,必须将基层表面的浮灰全部清除干净。（5）防止唧泥可用无悬浮细粒的水泥稳定土级料基层。另外,使用透水混凝土级配碎石或级配砾石基层将层间自由水分尽快排除,也能达到防止唧泥的目的。（6）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。

2.4 路面的养护管理

在公路完成施工之后，养护就成为了重要的问题。路面的养护管理一定要加强，而且预防性的养护工作也要进行，这样才可以使沥青路面的使用时间提高。具体养护有以下几点：第一，做好日常的清扫工作是最重要的，对于在路面上出现的一些较小的问题，要及时进行处理，以免日后会更加严重；第二，排水系统的养护工作也是很重要的；第三，在桥涵接头等处的养护工作也要做好；第四，预防性养护工作要做好，对于公路的维修要尽可能地多安排一些。例如，罩面、封层或者加铺面层等是需要在一定时间之后进行的养护工作，这样的一个良性循环，可以避免水毁现象不再发生。

2.5 采用新材料、新工艺

每一种沥青混合料，必然有一定的空隙率存在，或多或少都会遭到一定水的破坏，因此应尽可能采用新型防水材料在沥青面层表面涂上一层防水材料，形成不透水的薄膜封层，减少路面水在路面的滞留时间，使路面水尽快排到路基边沟，从而大大减少路面水的侵入，减少水对路面的破坏。

3 结语

综上所述，沥青混凝土路面水损坏，不仅与沥青路面设计、施工等方面有关，而且与沥青路面使用、养护管理联系紧密。因此，要消灭沥青混凝土路面水损坏质量通病，设计、施工、养护等单位必须按现行规范标准，结合工程实际，对沥青路面结构层、排水设施设计和施工问题，特别予以高度重视。这样，就能最大限度地避免地下水和地表水对沥青混凝土路面造成的水损坏，确保公路路基稳定、安全，延长沥青路面的使用寿命。

[1]瞿苗叶.沥青路面早期水毁简析及防治对策[J].西部探矿工程, 2006(9):10-11.

[2]李海波.公路路面水毁的原因及其解决措施[J].科技风,2009(3): 49-50.

[3]梁建文.公路沥青路面水毁的原因及其解决措施[J].山西建筑, 2009(11):95-96.

U416.217

B

1009-7716（2017）06-0180-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.053

2017-03-20

邱峰（1979-），男，海南澄迈人，助理工程师，从事路桥施工工作。