解决高速公路沥青路面早期水损害的技术途径

2018-02-17覃夷丹

西部交通科技 2018年5期

覃夷丹

(广西路建工程集团有限公司，广西南宁 530000)

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我国高速公路的路面多采用沥青路面，随着运营时间的增加，沥青路面也逐渐出现水损害等问题。沥青路面均含有孔隙水，受到交通负荷以及温湿膨胀的影响，高速公路路面的空隙不断有水产生，沥青和集料表面也不断被水侵入，导致集料表面的沥青膜逐渐剥落，沥青与矿料的粘结力也不断下降，降低了路面的使用性能。高速公路沥青路面水损害的出现严重降低了高速公路的正常使用寿命，同时也对高速公路的平稳安全行使造成一定的影响，因此解决高速公路沥青路面早期水损害的技术途径的研究探讨显得尤为重要。

1 高速公路沥青路面早期水损害的特点

高速公路沥青路面早期水损害状况具备以下特点：(1)大多发生在雨季，可能会导致沥青路面遭到严重破坏；(2)由于车辆负载超重，有的行车道会遭到严重破坏，但是超车道正常没有损坏；(3)水损害的路面多存在透水比较严重并且排水不通畅的地方，比如挖开存在积水的地方；(4)当路面受到损害后，一般都先有小块的网裂、冒白浆，然后逐渐松散成大点的坑槽。一般路面只会有部分区域遭到损坏，这有可能是由于沥青混合料没有搅拌均匀。

2 高速公路沥青路面出现早期水损害的主要原因

2.1 外部原因

2.1.1 气候因素

从自然原因而言，气候是影响高速公路沥青路面水损害发生的主要因素。当地的气候对水损害具有直接作用，降雨量的多少和温度的高低会对高速公路的沥青路面造成影响。温度较高的天气会促使沥青路面的温度上升，如果突降大雨，此时沥青路面表面的温度又会在短时间内下降，反复多次的升温与降温，较大的温差会产生温度裂缝，而高速公路沥青路面出现水损害的最初表现就是产生裂缝。

2.1.2 水的因素

不可否认，水是导致高速公路沥青路面出现水损害的一大重要原因。沥青材料对环境具有一定要求，如果长期处于湿度较大的环境中可能会降低沥青的性能，无法与矿料进行有效粘合，影响沥青混合料的强度和稳定性，使得高速公路的质量下降，更有可能存在安全隐患，最终出现水损害现象。

2.1.3 车辆超载严重

车辆超载严重会对高速公路造成负荷，造成水损害现象的产生。近年来，我国超载车辆大幅度增加，超载车辆的轮胎气压过高会对路面的结构强度造成破坏，如果此时出现降水，水流便会侵入公路的内部，造成水损害。同时路面在水和超载车辆的共同作用下，高速公路表面底部的沥青膜会从集料表面剥落，路面表面的结构强度会遭到破坏，逐渐下降，进而导致路面局部碎裂，加速了水损害的进程，严重缩短高速公路的使用寿命。

2.2 内部原因

2.2.1 路面空隙率问题

高速公路路面空隙率的大小会影响到公路的透水情况。据统计，高速公路路面的空隙率应当保持<8%或者>15%的范围内，此时高速公路发生水损害的概率就会降低。当路面的空隙率过低时，路面上的水便难以侵入高速公路的内部；当路面的空隙率大于15%时，空隙比较大，水流能够在空隙内自由地流动，不会对公路造成压力，这两种情况都能有效降低高速公路出现水损害的现象。一旦高速公路的路面空隙率在8%～15%之内，此时极易出现水损害现象。路面上的水流容易渗透入公路内部，产生压力，降低沥青材料的性能，对高速公路的路面造成损害。

2.2.2 公路基层问题

高速公路基层的强弱会对出现水损害现象造成影响。有的高速公路是将水泥稳定碎石作为基层，施工人员在基层施工时采用人工与平地相结合的方式进行摊铺，而在路面基层施工时采用摊铺机进行摊铺。在具体施工过程中，如果摊铺的细料过于集中或者局部板结的质量比较差，那么基层的施工可能就会比较软弱。车辆在行驶时容易对公路的桥梁结构带来影响，造成公路表面的破裂，特别是在雨季，水流渗入公路内部，使道路出现翻浆等水损害现象。

2.2.3 路面结构上的问题

高速公路的路面结构也会引发水损害。以AK-16A类型的结构为例，该基层由水泥稳定碎石组成，其结构是属于不透水的。AK-16A的中下部结构层都是沥青混凝土，结构比较密实，该结构具有较大的空隙率、较强的透水性和储水性等特点。当出现降雨时，水流会储存在结构层当中，无法完全向下渗透或者向外排除，久而久之，动水压力容易导致水损害的产生。

3 解决高速公路沥青路面水损害早期损害的技术途径

3.1 提高沥青与矿料的粘结力

施工单位要提高沥青与矿料的粘结力，一旦粘结力不够，并且水流较多，沥青混合料在水的浸泡下很容易剥落。因此，对高速公路表面的沥青混合料粗集料的选择上应有一定的要求，需要选择既有较高磨光值的硬质岩石料，同时还要保证能够与沥青具有较高的粘结力，这样才能保证表面沥青混合料的不剥落，同时可以适当添加抗剥落剂以提高沥青和集料的粘结力。

3.2 优化路面内部排水系统

经过十多年的探索，目前我国高速公路沥青路面的基层和底基层多采用半刚性材料，并且强度越来越高，能够有效承载车辆的重量。但是使用半刚性材料也存在一定弊端，如半刚性基层沥青路面不能将水完全封住，那么水流就会渗入公路内部，同时会长时间滞留在沥青面层和半刚性基层的界面上，容易形成灰泥浆，并形成唧浆，最终使沥青的表面层出现水损害破坏现象。因此，应当对高速公路内部排水系统进行优化，设置排水基层，将停留在路面结构上的水分迅速排除到路基结构和路面之外，增强路面的性能，提高高速公路的使用寿命。

3.3 加强路面质量管理

加强高速公路的路面管理能够有效延长公路的使用寿命。施工单位应对路面基层或面层施工等各个施工工艺严格控制，对基层或者面层的质量具有直接作用。因此，施工单位从开始准备基层和沥青混合料的原材料时应该按照最严格的标准进行选择，根据提供的施工技术方案选择各个结构层所用材料的品质，认真设计混合料的配比，按照设计对混合料进行拌制。同时还要对各个阶段的施工工艺和质量加以控制，以免出现矿料级配和碾压温度变异性大以及混合料产生离析的状况。尽全力消除由于混合料的生产和铺筑过程不达标的可能性，使沥青面层遭到早期破坏的可能性降到最低。

3.4 加强交通、养护管理

目前我国各级交通部门已经意识到超载超限车辆对高速公路使用年限会造成损害，因此对该现象也提出了针对超载超限的违规治理条例。但是要想在短时间内迅速解决该现状是不现实的，需要各个部门以及全社会共同努力，坚持法治，树立治超的理念，才能有效解决该现象。当高速公路沥青路面出现水损害时，应当及时采取有效的养护处理措施，针对具体损害路段进行试样检验，对发生损害的类型、范围和原因进行判断，确认排水系统是否出现故障，及时修复，加强覆盖层或者对高速公路路面进行翻修。