公路沥青路面水损病害类型及修补工艺

杨 艳

(贵州省贵定公路管理段，贵州 贵定 551300)

1 水损坏机理

水损坏指的是路面中有水存在时，受温度与交通荷载连续作用，使路面的沥青与集料发生离析，导致路面产生损坏。造成破坏的主要原因为水进入到路面后将使沥青和集料之间失去粘结力。基于此，对于水损坏的研究，可以从界面破坏与动水压力入手进行。

在沥青与集料之间的交界面上，如果水分进入，将对沥青和集料之间的粘结造成很大影响，降低粘结力，使路面产生水损坏。若水分通过不同的途径到达路面内部，则先会使沥青薄膜被侵入，使界面失去粘结力，阻断沥青与集料之间正常粘结，集料逐渐开始剥落，导致路面产生水损坏现象。

公路工程施工中，一般会对路面设置一定路拱或超高，这样做的目的是为路面排水创造良好条件，避免路面积水。然而，在公路运营时，路面在温度与行车荷载持续作用下将产生裂缝，并且对沥青路面而言，其空隙也相对较大，这些都会为水的进入提供通道，另外，如果路面下层结构所用材料不具良好的透水性，则进入到路面当中的水将很难排出。

残留于路面中的水，受活性荷载持续作用，将逐渐渗入至沥青薄膜当中，使粘结力不断降低，引起水损坏。如今，道路实际通行量越来越大，路面受到的活荷载作用明显增加，时路面中自由水变为动力水。这些动力水受到压力的进一步作用将快速进入到沥青薄膜处，加快水损坏产生速度，包括松散、坑槽与唧浆。

2 水损坏类型

2.1 网裂变形

如果路面上的积水从空隙或裂缝中进入，则会滞留于上、下面层之间的交界部位。水不断对沥青薄膜造成侵入，使沥青和集料之间的粘结被破坏。可见，路面剥离一般是从路面的面层下层开始的，不断向上部传递和扩散。在路面的下面层结构被破坏以后，由于上面层受到行车荷载持续作用，将产生不同程度的网裂与变形。

2.2 坑洞

如果路面上、中面层均为半开级配混合料，而下面层为密实级配混合料，则路面上产生的积水将很容易进入并长时间滞留于上、中面层当中，水进入上面层后，会在中面层上的薄弱部位到达中面层，同时长时间滞留。此时，受温度与活荷载持续作用，水将对沥青薄膜造成侵入，使沥青和集料之间的粘结被破坏，导致大量集料剥落，松散的集料无法抵抗行车荷载，在车轮作用下被带走，进而在路面上产生坑洞。

2.3 唧浆

路面被破坏后，混合料将变得松散，使水进入到基层或路基。受到行车荷载持续作用，自由水会变成动水，存在一定动水压力，对混合料造成冲刷与抽吸，使混合料中细小颗粒被剥离，沿动水的方向发生运动。在这些细小颗粒通过混合料中的空隙到达路面后，就产生了唧浆。在水分到达路基处后，路基由于水的存在强度大幅降低，而路面由于受到活荷载而产生裂缝或坑洞，导致细小颗粒大量向上移动，产生唧浆。

3 水损坏修补

3.1 小面积修补

如果路面产生的是面积相对较小的水损坏，包括坑槽与松散，则可通过灌缝、破碎坑补来修补。由于此类病害的主要产生原因为水进入到路面中，由上至下的使路面表层被破坏。事实上，此类病害对路面正常行车造成的影响并不很大，但受动荷载持续作用将使病害不断发展，需要得到及时有效的修补。如果路面上已经产生比较严重的病害，包括唧浆、坑槽与网裂，则说明路面的基层已经被毁坏，此时要对整个路面结构实施维修处理。对此类病害进行维修处理时，通常要将路面破碎，一直开挖至病害产生具体位置来修补。

3.2 大面积修补

如果路面上产生了规模相对较大的水损坏现象，则要对沥青路面实施大中修，常用方法包括罩面、补强、就地再生。若面层防水效果没有达到预期要求， 导致路面产生水损坏， 则要先对局部病害实施维修处理，然后对路表面进行拉毛，以原路面为基础进行新面层的铺筑。如果路面基层本身就有质量问题，则要将整个路面挖除，然后重新铺筑基层与面层，使其质量满足要求，虽然这种方法最为彻底，但需要很长的时间，且成本很高。如果路面上的水损坏面积很大，且交通压力也很大，则可封闭单侧车道，对其进行路面实施冷铣刨处理，再进行新路面的摊铺。需要注意的是，该方法仅仅可以对现有病害进行处置，无法预防新水损坏现象的发生。如果路面上产生了很多病害，但现有维修成本比较有限，则应优先考虑就地热再生的方法来修补。

对于就地热再生，它是指采用专门的机械设备对原路面实施加热与翻送，并掺加适量新沥青或新混合料及再生剂，在相对较高的温度条件下进行拌和、摊铺与碾压，以此实现对沥青路面的资源利用和再生。这项技术主要包含三种工艺类型，即整形再生、复拌再生与加铺再生。其中，整形再生是指先对原路面进行加热，使其软化，然后就地添加适量再生剂进行翻送与熨烫，在其表面摊铺一层新的混合料，最后将其碾压成型；复拌再生是指对旧路面进行加热和铣刨，然后掺加适量再生剂与新的沥青或混合料，通过拌和、摊铺与碾压成型，其中，新混合料实际掺加比例通常不超过30%；加铺再生是指对旧路面进行加热与铣刨，然后就地掺加适量新混合料与再生剂，通过拌和形成新的再生混合料，用复拌机对其进行摊铺，最后将其碾压成型。

就地热再生技术主要具有以下优势特点：实现了对路面材料的再生利用，能大幅减少材料及其运输方面的费用；施工仅需占用一条车道，对路段交通造成的影响相对较小；能对旧路面混合料级配组成进行修正，从而修正破坏；能有效改善路面的横坡、纵断面及路拱；可完全利用旧料，没有废料产生与排放；施工可实现流水化，成型速度快，每日能完成的施工量不少于1.5 km；在施工完成后，能直接对表面层进行使用，不用设置罩面，对路面的标高不会造成太大影响；实现了对旧路级配的有效调整与优化，改善路面性能，特别是高温性能；所需新混合料数量相对较少，由于要补充旧路面上产生的变形，所以旧路标高不会发生太大变化；实现了对再生层与下承层之间的热粘结，整个路面结构的实际受力可保持连续，具有较强的整体性，延长实际的使用寿命。然而，这项技术也存在一些缺点，比如再生深度有限，保持在2.5～6.0 cm范围内，而且不能去除已经无法满足要求的混合料，混合料级配的实际调整幅度有限。

4 结束语

综上所述，水是导致沥青路面产生病害的主要原因，预防路面水损坏是公路建设与养护的关键所在，需要引起相关人员的高度重视，在明确水损坏机理与类型的基础上，采取合理有效的工艺方法进行修补，以此使路面始终保持良好的性能状态，延长路面结构使用寿命。