市政道路沥青路面水损坏原因分析及对策措施.doc

1、市政道路沥青路面水损坏原因分析及对策措施摘要：水损坏是市政道路沥青路面的常见病害之一，若处理不当，则会影响到沥青路面的整体性能及使用寿命。本文结合笔者多年经验，介绍了沥青内部水分的来源和影响水损坏的主要因素，对沥青路面在有水环境下沥青的性能变化以及沥青混合料的强度变化进行分析，并提出有效的对策措施。 关键词：市政道路；沥青路面；水损坏；对策措施 中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号： 随着我国社会经济建设步伐的不断加快，市政道路的交通压力日益增长，许多沥青路面由于庞大的交通量以及轴载的增加，道路出现了一定程度的破坏，其中路面水损坏就是早期破坏中危害最大的损害类型之一。此类道路

2、病害不仅影响到市政道路的整体性能和使用寿命，而且对道路的运行安全构成极大的威胁。尽管在道路建设中已经采取了一些积极的技术措施，取得较好的效果，但与此同时也致使沥青路面出现水稳定性不足的问题。因此，本文对市政道路沥青路面水损坏现象进行分析，提出一些积极有效的对策，希望能够提高路面的使用性能，延长路面使用寿命。 1 路面水损坏 1.1 路面结构中水的来源 路面结构内部水的来源大致可以分成以下几种： (1)路面渗透。降落在路表面的水，如果不能及时通过路面横坡或纵坡排走，会经由路面的纵，横向接缝，裂缝或面层控隙渗透到路面结构内部，表面水的渗透与许多因素有关：a 渗透量与接缝和裂缝的数量及密度，b 孔隙

3、的宽度和填塞情况，c 降水强度和历时 (2)地下水位的上升能显著增加进入路面结构层中的水量； (3)毛细管作用可将水位以上路基饱和区中的水分输送到路面结构层中； (4)温度梯度能够引起水的蒸发，存在于路面结构和路基孔隙中，并由此引起水位和密度变化。路面结构层中水分来源示意图如图 1 所示。 图 1 路面结构层中水分来源 1.2 水损坏的影响因素 (1)沥青混合料的性质沥青混合料中集料的亲水性、表面化学性质、表面积、孔隙大小等对沥青混合料的水稳定性有很大影响，当集料表面含有铁、钙、镁、铝等高价阳离子时，与沥青产生化学吸附时形成稳定的吸附层；当含有钠、钾等低价阳离子时，与沥青产生化学吸附形成的吸附

4、层极不稳定，遇水易被破坏。集料表面的洁净程度对集料与沥青的粘附性影响也很大，泥土、粉尘将沥青与集料表面隔离，遇水易剥落。混合料中沥青粘性越大，沥青中存在的极性物质越多，润湿性越好，抵抗水的置换能力越强。此外，沥青混合料的类型也对沥青路面水稳定性有一定影响，对于热拌密级配沥青混合料，其透水性小，水分浸入较困难，一般不易产生水损坏现象；对于开级配改性沥青混合料，水能够在孔隙中自由流动，也不易造成水损坏，但孔隙率介于二者之间的沥青混合料，当水进入其内部，在荷载作用下易产生较大的毛细压力，反复作用产生水损坏。 (2)施工碾压影响在沥青路面施工过程中，如遇雨天，一部分水分经碾压被封闭在沥青混合料中，将严

5、重影响集料与沥青以及铺装层与下层的粘结，同时寒冷、潮湿的气候条件也将影响到沥青混合料的压实与相互粘结，极易造成沥青路面水损坏。 (3)离析和不均匀影响离析表现为混合料粗细集料和沥青含量的不均匀。粗集料集中的部位往往空隙率过大，沥青含量偏少，加速路面出现水损害，形成坑槽，且粗集料离析后混合料的拉伸强度低，抗裂性能差，降低疲劳寿命，而细集料集中部位则沥青含量偏多，空隙率过小，导致路面永久变形并出现泛油。 (4)路面排水影响路面的水损坏是在有水作用的条件下，路面承载能力严重降低，荷载的作用导致路面的损坏。排水不良是造成水损坏的重要原因。在我国，大多数路面排水往往只重视路基范围内及路表以外的水的排除，

6、而对路面结构层内的排水则很不重视。我国路面基层普遍采用半刚性基层，近年来对半刚性基层的强度要求越来越高，混合料也越来越致密，基本是不透水的。大多数沥青路面面层本身封不住水。上面渗入的雨水及冰冻地区春融期融化的水容易积聚在基层表面，成为浮浆，造成水损坏。 2 试验分析 本文模拟沥青路面受水侵蚀的环境，通过测定沥青的三大指标以及沥青混合料的劈裂抗拉强度来分别分析沥青路面在有水环境下沥青的性能变化以及沥青混合料的强度变化。 2.1 沥青的三大指标 将沥青样品加热过筛后注入洁净的平盘中，平盘中沥青膜厚度以不超过 3mm 为宜，待沥青冷却后连盘放入水中浸泡，浸泡时间分别取一周、两周、三周、半年四个时间段

7、。测定沥青三大指标结果如表 1 所示。 表 1 沥青三大指标试验结果 由表 1 可知，沥青经过水浸泡后，在短时间内沥青的针入度、软化点、延度未见明显影响；而随着时间的增加，针入度逐渐增大，软化点逐渐减小，沥青在浸泡半年后延度仅达到 113cm 便出现断裂，说明水的侵蚀会对沥青的性能造成影响，造成沥青出现软化现象，在路面车轮荷载的反复作用下，沥青抗变形能力降低。 2.2 沥青混合料的劈裂抗拉强度 为研究分析沥青混合料受水侵蚀后的强度变化，本文参考相关文献研究方法，将沥青混合料试件浸泡在 60水中 7d 以及将试件在 60水中、室温干燥环境下保持干湿循环 5d，以模拟沥青路面受水侵蚀环境。试件制作

8、采用击实法，采用基质沥青、改性沥青两种沥青结合料，油石比为 3.9、4.2、4.5，测定劈裂抗拉强度结果如表 2 所示。 表 2 沥青混合料时间劈裂抗拉强度试验结果 由表 2 可知，沥青混合料试件在经过干湿循环后，强度明显比在水中浸泡后强度要低，同时发现两种试验条件下，改性沥青试件的强度均比基质沥青试件的强度要高，说明改性沥青在抵抗水损害方面要优于基质沥青。而试验结果表明，在有水环境下，沥青的油石比变化对沥青混合料强度影响不是很明显，这是因为其强度还与沥青膜厚度及试验条件有关。 3 对策措施 3.1 优化路面排水系统 (1)沥青路面面层通常为提供较大的摩擦力而采用孔隙率较大的中粒式沥青混凝土，

9、路面雨水则不可避免地通过结构孔隙下渗，浸湿基层及土基，降低路面强度，为防止路面雨水的下渗，可在基层顶面加铺一层沥青封层。 (2)在超高路段的超高侧路缘带范围内设集水槽，利用超高横坡将路面雨水排至集水槽内。 (3)为及时排除春融期间路基中的自由水，达到疏干路基上部土体的目的，可在路肩上设置横向盲沟。 3.2 下封层设计 多雨地区基层顶面必须设计下封层，其形式应综合考虑基层的材料和施工工艺情况，确保下封层有效防水，中央分隔带防水封层应与下封层同时施工，使封层覆盖路基全断面，施工时应将中央分隔带内多余松散的底基层和基层予以清除。 3.3 提高沥青混合料的水稳定性 为满足表面层抗滑性能对集料质量的要求

10、，有些地区需采用酸性集料，因酸性集料与沥青的粘附性不好，可采用加入消石灰的方案作为改善粘附性的有效措施，或采用其他长期有效的抗剥落剂。 3.4 防止沥青混合料离析 沥青混合料装卸、运输、摊铺、碾压过程中应采取正确的工艺措施，以防止混合料离析。混合料离析有材料离析、温度离析、碾压离析三种形式。混合料装运时应前后移动车厢，同时尽量使车辆中轴线与拌和机卸料斗中轴线一致，运输过程中应覆盖保温，防止温度离析。摊铺过程中应使螺旋分料器连续稳定的转动，否则会因中间缺料造成离析带，压路机应紧跟摊铺机进行碾压，当摊铺宽度大于 6 米时，宜采用两台同型号的压路机并排碾压，碾压状态保持一致，重叠宽度不宜小于 15cm，边缘应设置挡板，防止碾压离析。 4 结束语 综上所述，沥青路面水损害不仅对道路的运行有着重要的影响，而且会影响到道路的使用功能和寿命，是目前沥青路面主要病害之一。因此，应注重道路的整体设计，选择合理实用的材料进行施工，并且通过优化路面排水系统、设计下封层、提高沥青混合料的水稳定性、防止混合料离析等措施，改善沥青路面受水损坏现象。 参考文献 1 刘玉龙；赵锦.对沥青路面水损坏问题的探究J.城市建设理论研究，2012 年第 25 期 2 朱辉；干骏.探讨市政道路沥青路面水损害的有效防止J.建筑学研究前沿，2012 年第 8 期