浅析沥青路面水损害成因及防治措施

郭红涛 符元元

摘 要：沥青混凝土路面是我国高等级公路路面结构的主要形式，在已建高等级公路中沥青路面所占比重高达90%左右。在其普遍应用的同时，也面临着严重的病害问题，尤其是水损坏现象。沥青路面因其自身存有空隙，导致水分极易渗入路面结构。而沥青混合料内集料所具备的天然亲水性，致使水被沥青膜所替代。沥青混凝土如无粘结剂，则会产生严重的离析现象，进而降低荷载承受强度。在行车荷载长期作用下，沥青路面破坏不断加剧，最后整个路面都将被损坏，进而影响行车安全，增加交通事故率。为此，研究沥青路面抗水损坏显得极为关键。

关键词：沥青路面；水损害成因；防治措施

1 沥青路面水损害成因分析

沥青路面水损害严重影响沥青路面路用性能和使用寿命，产生水损害的根本原因是沥青路面结构内部的滞留水在车辆荷载的作用下产生孔隙水压力，孔隙水压力正负循环对沥青混合料产生冲刷作用破坏沥青-集料界面，使沥青从集料表面剥落，进而导致沥青混合料松散、强度降低。

1.1 沥青上面层水损害

因沥青表面层混凝土具有不均匀性，在局部沥青混凝土空隙率较大位置往往先出现水损害现象。松散、坑槽等为其主要特征。若能及时维护，则对路面性能不会造成太大影响。一般来讲，高等级公路都会选用密实型上面层，但水损害同样也会产生。

1.2 沥青上面层和中面层水损害同时出现

这种情况往往分为3类：1）沥青上面层和中面层都属于较大空隙率的半开级配沥青混凝土，降水时在上面层和中面层内极易渗入自由水；2）上面层为较大空隙率半开级配，且中面层沥青混凝土为密实型的情况下，如降水时间过长，上面层在渗入自由水后，经过一定时间，将由中面层薄弱位置向中面层内渗入，且会在上面层和中面层间滞留；3）上面层和中面层沥青混凝土均为较小孔隙率密实型材料，因沥青混凝土具有较大不均匀性，且压实度不够，将大大增加局部小面积沥青混凝土的实际孔隙率，这种情况下，在上面层和中面层之间也会长期滞留自由水。

1.3 沥青路面结构层水损害

沥青路面结构层出现水损害是指渗入上面层的水经中面层向下面层渗入。若防水层或下封层存于下面层表面，此时将大大减少渗入水量，在下面层滞留的水将降低下面层混凝土强度，导致沥青和骨料剥落，或出现松散现象。如无防水层或下封层，渗入下面层的水则会在半刚性基层顶面直接滞留，此时经荷载作用，自由水将产生动水压力，并对基层进行严重冲刷，从而出现灰浆现，进一步可发展为坑洞、网裂、变形等病害。

2 工程概况

某公路工程总长度为135.37km，为双向四车道，27m为路基宽度，23m为路面宽度，自通车运营以来，因交通量不断增加，重载超载现象严重，导致路面破损问题较大，已经严重影响行车速度、舒适度。为全面提高该路段行车安全、满足通行需求，决定对该路段进行大修施工。该路段内K1820+20～K1841+763.2段旧沥青混凝土路面结构加铺后，存有较为严重的渗水现象，原路面结构为AC-251沥青混凝土下面层（8cm）+ AC-201改性沥青中面层（6cm）+ AK-13改性沥青混凝土上面层（4cm），加铺方案为加铺SMA-13沥青混凝土（4cm）+改性乳化沥青粘结层+AC-20C沥青混凝土（6cm）+改性乳化沥青粘层+原路面铣刨重铺。

该方案中需铣刨加铺行车道、超车道上面层，通过调查分析可见，右幅超车道、行车道病害不多，可直接选用就地热再生进行处理，针对硬路肩病害处理，可直接加铺处理，无需铣刨重铺。因本地区具有较为丰富的降雨量，在SMA-13沥青混凝土加铺之后，局部路段存在冒水问题。由实地调查结果显示，行车道连接硬路肩位置、再生车道连接铣刨加铺车道位置为冒水集中部位。为保证工程质量，必须做好该位置渗水处理工作。

3 沥青路面水损坏处治措施

针对冒水产生位置，为防止通车运营后出现严重水损坏问题，必须对其冒水原因进行分析，且采取科学有效的措施进行处治。

3.1 路面渗水原因

自冒水问题产生之后，施工单位及时通过铣刨法对部分路段硬路肩进行了处治，发现仍有层间水从路面结构层内渗入。通过调查渗水路段，可得出以下原因：

第一，据设计方案分析，在旧沥青路面段处治方案内选用的处治方法为铣刨加铺。针对原硬路肩并未实行铣刨加铺。因施工时，不能保证沥青新铺路面结构不出现渗水问题，同时，由于没有及时结束中央分隔带边缘现浇水泥混凝土施工，致使雨水浸入，路面结构层内大量水分浸入，因水具有流动性，极易顺着路面结构层空隙、铣刨层底面等不断扩散，也可能达到硬路肩连接行车道位置，由于硬路肩在长期行车荷载影响下，密实度良好，水流至该位置，无法进行扩散，进而导致水大量聚集，经日照作用，顺着未完全压实的位置水份将逐步上升，进而产生冒水问题。

第二，选用就地热再生处治的路段，由于将适量新料加入再生车道施工混合料内，进而增加了其油石比，经碾压施工，密实程度良好。水份横向扩散至此部位时，由于横向排除措施不足，极易有冒水现象产生于再生车道和铣刨加铺车道连接位置未全面压实区域。

第三，施工不到位，也是冒水问题产生的原因。铣刨后如无法合理确定层间粘层撒布量，无法充分碾压施工接缝部位，如何合理控制沥青新铺混合料结构层孔隙率等，都会产生冒水问题。

3.2 路面渗水处治措施

在对施工进度、施工成本等因素综合考虑的基础上，应制定科学、合理的路面渗水处治措施。具体如下：

1）针对SMA-13沥青混凝土加铺路段，无论渗水部位在哪里，都可依照合成坡度或横坡度方向开槽处治，一般可在冒水位置下侧设置开槽部位，且在45cm以内控制开槽宽度，20cm以内控制其深度。要求开挖到位，满足相关施工要求，且清理干净底部。

2）按照由下至上的顺序进行填筑施工，填筑材料以碎石、C35小石子混凝土等。填筑結构如下：10～30mm碎石盲沟（8cm）+C35小石子混凝土（7cm以上）+封层+粘层+SMA-13（5cm）。

3）选取防水土工布覆盖盲沟底部、顶部及低侧，同时选取透水土工布裹住较高一侧。

4）按照现场施工情况，长大纵坡位置、凹型竖曲线底部在选用开槽处理法时，应适当加密处理。

3.3 处治效果评价

待完成渗水处治施工后，经一次强降水后，对路面处治路段进行观察分析可见，在横向排水通道开挖之后，之前渗水、冒水部位已不存在此类现象，且排水通道边部可见水流出。则表明横向排水通道可对下渗到路面层间的雨水进行有效汇集，并利用横向排水通道向路面以外排除，进而可防止产生路面结构水损坏现象。

4 结束语

综上所述，作为重要的交通基础设施，公路在国民经济发展中发挥着至关重要的作用。沥青路面是高等级公路最常见的路面形式，通过多年探索，大大提升了沥青路面设计、施工技术与管理水平，且获得显著的成绩。在调查研究中发现，当前高等级公路沥青路面使用一定年限后，往往会出现诸多早期病害问题。其中最为明显的就是沥青路面水损害，为此，必须找出水损害的原因，只有这样才能保证选用的措施科学、有效，才能有效控制沥青路面病害，延长路面使用寿命。

参考文献

[1]王鑫.沥青混凝土路面病害分析及防治[J].公路交通科技（应用技术版），2016（01）.

[2]陈成，冷鹏.沥青混凝土路面水损病害原因及防治策略[J].交通科技，2014（06）.