沥青路面水破坏原因分析与防治.doc

1、沥青路面水破坏原因分析与防治摘要 高速公路建成后，要抵抗来自外界各方面的侵蚀，水破坏是其中的一个主要方面。本文就水破坏做了分析，作者结合工作实际提出了在高速公路维修中针对水破坏的相应防治措施。 关键词沥青路面水破坏防治 中图分类号： U416.217 文献标识码： A 高速公路建成时，抗滑性能、平整度一般都很好，但如果开放交通后，特别是经过雨天逐步产生各式各样的水破坏现象，如唧浆、网裂、形变、松散和坑洞，平整度降低，表面粗糙度也会降低。处理水破坏引起的沥青路面病害是高速公路维修工程中的主要内容之一。 一、水破坏的机理 1、降水、降雪。自由水通过裂纹、裂缝和结构的孔隙进入沥青面层的机会增加。 2

2、、大量重载车辆的作用。在沥青面层混凝土孔隙中和面层与基层交界面上滞留的自由水，在车辆通过时，都会产生相当大的水压力和抽吸力。交界面上的这种水压力会冲刷基层顶面材料中的细料，经多次车辆的反复作用，累计冲刷下的细料形成灰白浆，同时在车辆驶离时又产生相当大的抽吸力，这两种力的瞬间先后作用，能将滞留在基层顶面的浆水唧出表面。在浆水唧出的过程中，首先是沥青混凝土中较大颗粒上的沥青膜逐渐剥落，因此沥青混凝土面层向下变形，并形成网裂或下陷。压力和抽吸力的反复作用还会使沥青混凝土孔隙中的自由水往复运动，并促使沥青首先从较大颗粒上剥落，逐渐使沥青混凝土强度降低，直至局部松散，所以水破坏多发生在车辆通行较多的行车

3、道上。 二、导致水破坏的因素 除了前边提到的水破坏现象外，在冰冻地区，冬季雪水逐渐渗入并滞留在沥青面层内，一个冬季要发生多次冻融，化冻时沥青面层内的自由水会造成沥青面层产生水破坏。冰冻时的涨力对路面的破坏也不容忽视。 水破坏的外因和内因： 1、外因：高速公路降水量大的多雨潮湿地区，较降水量小的半干旱和干旱地区易产生水破坏。高速公路交通量大和载重车辆多较交通量小和载重出量少的地段易产生水破坏，高速公路行车道较超车道水破坏严重。 2、内因：沥青砼空隙率大，或压实度偏小，或沥青混合料砼不均匀摊铺温差过大：沥青易碎石料粘结力不足：高速公路修建初期时结构层排水和防水层认识不足而有所忽视。 密实式沥青砼原

4、则上应不透水不应有水破坏的现象，有的路段不但表层是密实式，中层也做成了密实式但照样有水破坏现象发生。密实式在最佳沥青用量下空隙率为 36%，如果拌和、摊铺、温度、压实都符合标准规定，现场交工时的空隙率不应大雨 8%。经过行车碾压将逐步达到3%左右（这样一来空隙率自由水很难渗入路面） 。一般压实度达到 96%时，现场空隙率为 9%，和压实度不足 96%空隙率会更大，水更容易透入易产生水破坏。除压实度偏小或不足外，由于矿料颗粒组成变化大（特别是细料偏少和拌和不均匀） ，造成现场混合料离析，以及摊铺成型温差过大是造成密实式沥青砼面层产生水破坏的主要原因，从实践观察水破坏与面层厚度的厚深关系不大。 三

5、、沥青路面水破坏的防治措施 1、减少透水： 1）各层（三层式或两层式）都用密实式沥青砼，防止或减少路面透水。 （密实式粗集料断级配沥青砼，高温抗永久变形涨力强：将 SMA 改性沥青用在表层） ； 2）封闭中央分隔带而改为大盆栽，防止有中央分隔带透水； 3）防止中央封隔带两侧路缘石与面层沥青砼联接处透水，或取消路缘石； 4） 及时封闭纵向、横向裂缝防止水侵入； 5）防止路堑和边沟水透入，万一水透入应设法排出，避免滞留（加设盲沟） 。 2、提高沥青与矿料的粘结力表层应不低于 5 级，中层和底面层不低于 4 级，而实际沥青与硬质岩石粘结力一般只能达到 3 级，所以需要添加抗剥落剂提高粘结力。 提高粘

6、结力可用消石灰粉和水泥（代替 0.075mm 填料材料） ，或化学液体抗剥落剂。化学液体抗剥落剂经过实践效果不理想，国内又缺少工厂化消石灰粉，所以一般只有用水泥代替矿粉作为抗剥落剂，添加不小于 2%的水泥，在多雨地区、北方冰冻地区（用水泥 28%代替小于0.075mm 的填料）却取得了较好的效果，添加量以试验数据确定。 3、提高压实标准，并增加现场空隙率检验指标 1）密度或路面经现场测定，当压实度为 96%时，现场空隙率为 9%；压实度为 98%时，现场空隙率为 6%左右。现在压实机械品质、吨位技术性能都高于高速公路初建时期。因此，压实度表面层应达到 98%，中、下面层达到 97%是完全可能的

7、。 2）应采用生产配合比时的马歇尔试件密度作为标准（反映了混合料的物理力学性质） ，而不应采用当天的马歇尔试件的平均密度（混合料技术指标在施工中可能发生了变动） 。 3）沥青砼压实后，其体积由矿粉体积、沥青体积和空气体积组成，在沥青砼层碾压后的第二天取钻件计标的现场空隙率，表面层应不大于6%（对应压实度为 98%） ，中和底面层应不大于 7%（对应压实度 97%）为宜。 4、路面结构中应设防水层 高速公路在修建初期和维修时，京石高速公路做过少量试验，很少设防水层，防水层可为 SBS 改性沥青或 SBS 改性乳化沥青，设置的位置在表面层与中面层的界面处（上防水层）和设在底面层与基层的界面处（下防

8、水层）现行的方法前者是在做完中面层后，喷洒 SBS 改性沥青，在其上稀撒单一层寸碎石（理论上将即铺满一层的 60%，碎石面互不接触，有 40%没有碎石露黑） ，当摊铺高温沥青砼时，高温混合料进入碎石与碎石间隙中，使 SBS 膜融化，碾压密实后，SBS 沥青膜上撒的碎石全部变成沥青碎石嵌入面层底部形成一个整体，在下层 1.52cm 成为富油沥青砼，无任何细小孔隙，使水根本无法透入。 在面层的底面层与基层的界面处设下防水层（设防水层前应先洒透层油） ，此防水层保护了基层不被水破坏。沥青表面层（一般为 4cm）的下半部分有 1.52cm 的富油沥青砼层，上半部分只有 2.52cm 厚，将透入雨水很快

9、蒸发掉，不易造成水破坏。现在高速公路路面维修时，路面分层又有粘层油，防水效果应该是不错的。 5、防止不均匀性 沥青砼矿料级配的变异性、碾压温度变异性、混合料离析，沥青含量、密实度、空隙率的不均匀性。迂水渗入时抵抗力不足，维修时应引起注意。 6、规范桥面泄水孔标高 早期的高速公路大中桥面两侧的泄水孔标高常比表面层低 2cm 左右，应设在低于桥面水泥砼表面 4cm 左右，并应在两侧做成一条宽 68cm 深4cm 的纵向沟槽。将各个泄水孔连接，沟中可用碎石填平做成盲沟。如有条件在水泥砼桥面表面应铺设防水层。 7、防止剥落破坏 即沥青膜与集料中的粗料之间丧失粘结力，并从颗粒表面脱落（取不出完整的钻件）

10、 。 1）路面结构层含水：雨水从面层表面孔隙和裂缝进入结构层；从中央分隔带渗入结构层；从路缘石与面层的衔接处渗入结构层；路面下部的水通过毛细作用向上移动进入结构层；挖方段从槽底和边沟渗入结构层。结构层孔隙水在行车作用下产生的水压力（温度变化水体积膨胀产生的压力也不可忽视）破坏了沥青与集料的粘结。路面表面常有湿斑块（热天下午湿斑块处常有水渗出）并带有细小颗粒，呈浅色斑块，这是在行车作用下产生的。这些浅色斑块物不会变成低于表面 12cm 的黑色斑块，这是剥落下来的沥青被压到表面的结果，沥青层厚度在 2cm 左右，它逐渐发展成坑洞，呈松散状。这说明结构层含水时没有排水功能必然要产生剥落破坏。 2）压实不够、不均匀，造成施工时现场空隙率大于 8%，易产生透水，因压实不够或压实温度低沥青与碎石没有粘结好。 3）集料表面有过多粉尘。 4）集料没有烘干。 5）集料有软质石料或针片状超标被压路机或行车碾碎，级配细化，形成部分没有沥青的表面。 四、结束语 水破坏带有普遍性，它是路基路面的大敌。对高速公路早期水破坏病害原因的分析与防治，作者只是做了初步探讨，一定会存在认识的肤浅，甚至于错误，请接触过此文的人员提出指正，不胜感激。