市政道路沥青路面水损害成因及有效防治

2018-03-28王子冉

四川水泥 2018年11期

王子冉

（合诚工程咨询集团股份有限公司，福建厦门 361009）

0 引言

近几年在对市政道路路面施工管理过程中，现场施工中及通车后发现部分地区的沥青路面不时发生翻浆、坑槽乃至大面积破损的情况，对道路行车的安全造成了严重的影响,对这些道路的损害情况进行调查分析可知，这些损害大部分是由于不同程度的水侵蚀影响的。尤其是厦门地区，厦门市属东南沿海亚热带海洋性气候，全年温湿多雨，多年平均气温20.9℃，降水丰富，据1950年至1992年间厦门市气象局的统计数据结果显示，这43年间的降雨量平均值高达1160.1mm,其中5月至9月为雨季，此外台风对降雨量的影响也十分巨大。因此，道路水损害是厦门地区的市政道路质量早期损坏的一个重要因素。正确认识由于水损害引起的路面早期损坏所带来的问题,采取行之有效的措施，做好市政道路沥青路面水损害现象的防治工作，这个是我们路桥工作者的一个工作重点。本文将对市政道路的沥青路面的水损害成因及有效防治措施进行分析和探讨。

1 沥青路面水损害成因

沥青路面水损害的成因可以分为外部因素和内部因素。

1.1 沥青路面水损害的外因

（1）设计方案。道路设计及方案的不足体现在路面的排水系统设计上。当下的市政道路工程中所设计的沥青路面排水系统，主要集中于路基范围和路界地表，半刚性基层中，路面结构内部的排水需求没有被充分考虑，因而内部排水受到阻碍，水分和空气便经孔隙渗透于矿质集料中，在外部车辆的荷载作用和表面张力下，早期沥青路面水损害发生的概率大大提升。

（2）环境条件。一方面，处于潮湿寒冷的环境状态时，沥青路面会产生水敏感性而遭到破坏；路面施工结束之后，温度的变化会造成干循环及冻融现象循环，这都会影响到路面的水稳性。影响路面水稳性的另一个因素是交通荷载，荷载的频率和大小也会对沥青路面造成破坏。车辆超载后，沥青膜和加料界面之间、集料和集料之间都会形成剪切破坏，导致水分的下渗，促使沥青的粘结力丧失，进而产生水损害的现象。

（3）道路养护。在沥青路面已经出现了水损害的相关状况之后，若不及时进行处理，将会加剧损害的范围及其速度；除此之外，如果对车辆超限超载进行及时的限制和控制，也会导致沥青路面水损害程度加剧。

1.2 沥青路面水损害的内因

（1）施工用料。进行道路建设时，沥青路面的选材没有被充分考虑。首先，建设用的集料颗粒粗细不一。集料中含有的矿物质有其独特的化学性质及晶体结构，比如富含憎水基或亲水基，因此，其本身对水的吸附能力会对沥青的剥落产生较大的影响。其次，集料的化学性质、表面积、孔隙尺寸会影响沥青混合料的稳定性。粘性较强的沥青因含有多种极性物质，抵抗置换能力常比弱粘性沥青强，抗水性能也较好。此外，沥青混合料的孔隙率大小不一，会造成路面高低不平，凸凹起伏，雨天容易积水，进而导致路面的水损害问题。

（2）施工质量。一方面，在市政道路面层施工时，材料中杂尘过多、沥青混合料搅拌不均、集料过潮都会影响石料与沥青的粘结，使沥青路面发生水损害。另一方面，在沥青路面施工中，操作人员对路界和路基的地表排水较为重视，却忽视了一个关键的因素——道路结构层内部的排水。在我国，市政道路路基大多使用的是半刚性的基层，在做路面的结构设计时，路面面层的内部排水很少被考虑到，而普遍设置了一些浆砌挡墙、砌筑式路肩等，路面结构中渗入水的排出受阻，久而久之便产生了水损害。

2 沥青路面水损害的相关预防治理措施

2.1 外部防治

（1）加强道路的管理和养护。要加大后期养护技术及资金的投入，并调动全民保护路面。市政道路养护过程中，资金支持具有极大的帮助，如果物力、人力、资金不到位，将导致养护过程中的问题不能得到及时解决。在道路建成后，及时发现沥青路面病害，进行有效维修和养护，能够有效根除病害。比如沥青路面常出现的裂缝、坑槽、积水、松散、脱落等问题，若得不到及时的处理，路面损害的程度将会加大，并产生恶性循环，最终会导致道路无法通车。所以，我们需要提高市政道路的养护和管理意识，进而增强道路的使用寿命，积极消除沥青道路的破坏因素。因此，我们要对沥青道路做好合理规划，防治与养护维护，及时发现问题，及时维修。

（2）沥青道路面设计。在其设计过程中，要重点设计路面结构，采用合适的组合方式或柔性基层。可以把碎石用作级配碎石，使水分能通畅地排出，并可用碎石做过渡层，使水分在进入半刚性基层前就从碎石层排出，从而减少表面受到的侵害。沥青层应设计足够的厚度，以增加水分排出的有效路径，缓解水分对沥青路面的损害作用。这可以有效避免水在结构内的长时间滞留导致的水损害现象。此外，要合理设计沥青混合材料的孔隙率，根本地杜绝水损害现象的发生。

2.2 内部防治措施

（1）选用标准的路用材料。首先，选择合格的集料进行施工，不一味迷信玄武岩。其次，对石屑质量做好严格的要求，减少其含泥量，用机制砂施工，总之一定要保证其符合新修订的规范。矿粉可以选用石灰岩砂粉，禁止以酸性石料做石屑；沥青要采用酸值较小、针人度较小改性沥青，以加强其和集料的粘结度；抗剥落剂要采用长期有效的或掺加了消石灰的抗剥落剂。要达到有效地防治路面水损害的效果，就要提高集料间的粘附性以及集料和沥青间的粘结力，而沥青与集料粘附性的有效提高，主要的办法就是添加少量的钙、铅、锰等各种不同类型的金属皂、环烷类的高分子有机酸，或用水泥、石灰代替矿粉于沥青中。在此背景之下，抗剥落剂应运而生。抗剥落剂虽然对沥青和集料有较高的要求，但它确实可以有效改善沥青混合料的抗水损害能力。在抗剥落剂使用之前必须要对其进行周密的实验模拟和设计。

（2）提高施工质量。沥青混凝土的每个施工环节以及阶段，从材料、配合比、基层，到混凝土，再到最后的碾压、成型，均需实行严格的规范化管理，以保证各施工环节踏实到位，尤其是沥青混凝土的拌制、运输、碾压、接缝处理等质量控制工作，更需严格把关。作为路面面层施工的关键工序，也是最后一道工序——碾压，要保证充分地压实，如果碾压不充分，那么将会导致剩余空隙率偏大，碰上降雨后，雨水便会入渗。因此，在对沥青混凝土面层进行碾压时，要保证压实充分，在压实过程中要采用匹配的压实机器，比如大吨位的振动压路机和胶轮压路机，都提高压实度；在压实中，用最大理论密度进行控制，也能达到理想空隙率，尽量地减小压实后剩余空隙率。