1、浅谈高速公路的水害【摘要】随着我国经济的快速发展，交通越来越发达，各行业对公路的依赖和需求也越来越大。对于高速公路的设计和施工人员，如何减少水对高速公路的路基和路面结构的损害，对延长高速公路的通行寿命具有重大意义。我国目前高速公路由于设计、施工、养护等各个方面的因素，水害成为了一种公路早期很常见的病害。本文简要地介绍了一些水害的内部因素和外部因素，以及一些预防和防止措施。 【关键词】 高速公路；沥青路面；水害；预防 中图分类号：TU535 文献标识码： A 一、 沥青路面水害作用机理 从力学角度看，沥青路面结构内部的孔隙水在高速行车荷载的作用下造成很大的瞬时孔隙水压力，对路面非常不利。由于路面
2、是层状结构，层间结合处易于出现空隙，进入空隙内的自由水在行车荷载下，会成为高空隙水压力和高流速的水流，从而冲刷层面材料并从缝隙处向外喷射泥浆，使沥青面层出现剥落和松散，从而使整个路面结构的使用性能迅速破坏。从粘附理论看，沥青路面的水破坏包括两种过程，首先水侵入沥青中使沥青粘附性减小，导致混合料的强度和劲度减小；其次水进入沥青薄膜和集料之间， 阻断沥青与集料的相互粘结，由于集料表面对水比对沥青有更强的吸附力，从而使沥青与集料表面的接触面减小，使沥青从集料表面剥落。 二、 沥青路面水害的原因及其表现形式 1原因： 内因：破坏了沥青与矿料的粘结，透水性增大、导致沥青剥落；防排水系统不健全；路面压实度
3、达不到标准。 外因：降水、降雪导致自由水通过裂纹、裂缝和结构的孔隙进入沥青面层；大量重载车辆的作用导致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，产生相当大的水压力和抽吸力。经多次车辆的反复作用，能将滞留在基层顶面的浆水唧出表面。 2沥青路面水害的表现形式： （1）坑洞。坑洞是最典型的水破坏现象。当自由水侵入并滞留在沥青混凝土的孔隙中，不管是普通沥青混凝土还是改性沥青或加抗剥落剂的 SMA，在行车作用下，特别是在降雨过程中和雨后行车道上的局部网裂会逐渐松散，松散的石料被车轮甩出而形成坑洞。由于沥青混凝土的各向不均匀性，坑洞总是首先在局部混凝土孔隙率较大处产生，因此，它是
4、随机分布的一个个孤立的坑洞。 （2）唧浆和网裂。 水透过沥青面层滞留在半刚性基层顶面，在大量高速行车作用下，自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表面的细料，形成灰浆。灰浆又被行车压唧，通过各种形状不一的裂缝（横缝、纵缝、斜缝、网裂）喷到路面，灰浆还可能通过水渗入沥青混凝土的局部小面积或个别通道被压唧到路表面，使路面产生网裂和变形。 三、 沥青路面水害的影响因素 （1）集料性质的影响。 集料对水吸附能力的大小，直接影响集料的剥落程度；集料表面化学性质、表面积、空隙大小均对沥青混合料的水稳定性有影响；集料表面的洁净程度对集料与沥青的粘附性影响很大，泥土粉尘将成为粘附沥青的隔离剂，如果遇水，更容易造
5、成剥落；集料的致密程度及吸水率对混合料的强度形成有一定影响。 （2）沥青性质的影响。 粘性大的沥青对于抵抗水的置换要比粘性小的沥青好，此外，沥青的组成对沥青混合料稳定性的影响也是很重要的。 （3）混合料类型的影响。 认真选择沥青的表层矿料级配非常重要。沥青的孔隙率在 8%以下时，沥青层中水在荷载作用下一般不会产生水压力，不容易造成水破坏；而当路面实际孔隙率为 8%15%范围内时， 水容易进入混合料内部，且在荷载作用下产生较大毛细压力成为动水压力，易造成沥青混合料的水破坏。下表为沥青混合料水稳定性的一些评价方法对比表。 （4）施工碾压的影响。 在沥青路面施工的过程中，施工工艺对混合料的水稳定性影
6、响集中体现在压实上，没有很好压实的混合料，孔隙率会很大，达不到要求，对各种使用性能都有影响，在开放交通后，重复的行车碾压会使混合料压密而形成车辙，更为严重的是，水会进入空隙成为水害的病根。 四、 治理和预防 1.尽可能控制车辆的超载。 在道路早期运行过程中，如果有过多的超载车辆通过，一方面会改变沥青混合料的组合结构， 更重要的是，当有水分渗透到路面或者是路基结构中时，车辆的反复作用，会产生很大的冲刷力，会使沥青剥落，将一些混合料带到路表面。 2.优化路面防排水结构。 首先是要改善路面的明流排水。设计路面时，要考虑到路面的横纵向排水，且在大约每 50 米设立一个泄水槽，根据公路路线设计规范规定，
7、为防止积水渗入路基而影响其稳定性，应采用不小于 0.3%的纵坡；路床表面与硬路肩表面的横坡应大于 2%，硬路肩的横坡达到 5%，并与浅碟型排水边沟及泄水槽相连结，构成边缘快速明流排水通道，使其没有足够的下渗时间而迅速流出路面，大大减少渗透排水设施的渗水流量。3.沥青各面层都采用密实沥青混凝土。 大量的实践证明，沥青各个面层结构中仅仅有一层是密实型沥青混凝土或者是设计一层沥青防水层是不够的。如果其中一层的孔隙率大，水分就容易进去，然后就很容易遭到水害。因此，沥青各个面层都应用沥青密实混凝土，但不包括沥青排水层。且抗滑表层也应是孔隙率不于 3%的密实式沥青混凝土，来减少表面的水透入面层。4路面结构
8、中设置防水层或排水层。 可以采用乳化沥青或者是改性乳化沥青稀浆封层技术，其施工厚度为 2.5cm。 一般有两种施工工艺：一是在透层沥青上先洒热沥青，然后再撇碎石，但即使在夏天高温季节，由于没有交通车辆碾压，沥青表处难以反油而形成结构层；二是先铺碎石，然后再洒沥青，再撇嵌缝石屑，如此做的目的就是加快反油以形成结构。 5.做好环保水保措施。 在施工前期做好施工现场的调查工作,在场地布置中依据调查资料结合设计图纸、文件对施工场地进行合理布置;对于临时便道的修建,尽可能利用原有道路,对其进行加宽整平,使其路面宽敞、顺通。修设排水设施,做到路面无积水,道路排水通畅;配备洒水车,经常对便道进行洒水,保持便
9、道整洁,防止扬尘对周边环境的污染;便道表层铺设碎石、砂砾或宕碴,防止雨水冲刷基层土体,造成水土流失;经常对便道进行修整,对车轮碾压的凹痕进行经常性的采用碎石填补,保持便道表面的平整。结语：经过上面论述，结合我国高速公路出现的早期水害的普遍情况，我们要意到，对于这个情况的防治和处理，要从设计,施工，管理， 养护等各个方面严格把关，,保证各个施工工艺都达到要求，更重要的是， 要提高施工者和管理者得素质， 严格按照国家行业规范来，一定要牢记“百年大计，质量第一” 的观念，尽量使水害减小到最小。 参考文献 1封建武，温高峰高速公路病害分析与处治技术 2王磊，马晶黄土地区公路排水系统病害防治J长安大学学报(自然科学)2003， 23 （1 ） ： 15183JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范S 4丁圣明公路路基病害预防和治理研究J中国新技术新产品，2009 （12 ）5张雁,李维生,赵尘等.浅析高速公路养护管理J.内蒙古农业大学学报（自然科学版）,2010,26(3)
