瀝青混凝土路面水損害

1、瀝青混凝土路面水損害1. 瀝青路面常見水損害現(xiàn)象 唧漿水透過瀝青面層滯留在半剛性基層頂面 , 在大量高速行車作用下 , 自由水產(chǎn)生很 大的壓力并沖刷基層和面層的瀝青混合料 ,造成集料和瀝青膜剝離 ,發(fā)生松散 ,從而使 得瀝青混合料不再成為一個(gè)整體 ,集料在車輛荷載作用下對基層表面產(chǎn)生撞擊 , 基層中 的粉質(zhì)部分如水泥 、石灰、粉煤灰以及土質(zhì)部分便形成稀漿 ,通過路面的縫隙向上擠 出,這樣就會在瀝青混凝土路面看到白色的唧漿。 坑凼當(dāng)自由水侵入并滯留在瀝青混凝土的孔隙中 , 在車輛荷載作用下 （ 特別是在降雨過 程中和雨后 ）, 行車道上的局部網(wǎng)狀裂縫會逐漸松散 , 松散的石料被車輪甩出而形成坑

2、洞 。由于瀝青混凝土的不均勻性 , 坑洞總是首先在局部混凝土孔隙率較大處產(chǎn)生 。 坑槽由于出現(xiàn)了唧漿現(xiàn)象使得瀝青混凝土整體強(qiáng)度下降。 在車輛車輪的作用下 , 使得松 散的瀝青混合料向兩側(cè) （ 特別是向外側(cè) ） 擠出 ,使輪跡帶下陷 ,同時(shí)使其兩側(cè)鼓起 ,形 成嚴(yán)重的車轍槽。2. 瀝青路面水損害破壞機(jī)理水損害的機(jī)理主要是瀝青混凝土路面自身結(jié)構(gòu)破壞。開始由于降雨 、路面排水不 暢 、地下水毛細(xì)上升以及瀝青混凝土路面自身的空隙率等因素導(dǎo)致水侵入瀝青與集料 的界面 ,以水膜或水氣的形式存在 ,影響了瀝青與集料的粘附性 , 大大削弱了粘結(jié)力。隨 后在車輛等交通荷載的反復(fù)作用下 ,瀝青膜與集料開始產(chǎn)生剝離

3、 , 進(jìn)而影響了瀝青混 凝土的整體強(qiáng)度 ,導(dǎo)致瀝青混凝土開始出現(xiàn)松散 ,久而久之出現(xiàn)了唧漿 、坑凼 、坑槽 等破壞形式。3. 影響瀝青混合料抗水損害性能的各種因素 降水量降水次數(shù)多和降水量大 , 特別是長時(shí)間的降水 , 空隙率大的瀝青混凝土路面 , 自 由水進(jìn)入的機(jī)會就會增多 ,滲透進(jìn)的量就會增大 ,容易在瀝青與集料的界面上以水膜 或水氣的形式存在 , 進(jìn)而產(chǎn)生水損害 。交通量大小及重車和超重車的比例車輛通過 時(shí) , 面層瀝青混凝土的孔隙中或面層與基層交界面上滯留有自由水時(shí)都會產(chǎn)生相當(dāng)大的水壓力和抽吸力。車輪經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生壓擠力，車輪駛離時(shí)又產(chǎn)生抽吸力，這兩種力的 瞬時(shí)先后作用能將滯留在基層頂面以

4、及面層空隙中的水唧出表面，并促使瀝青膜從較大顆粒的集料上剝落，逐漸使瀝青混凝土強(qiáng)度大幅下降直至路面局部松散并形成唧 漿、坑洞或車轍。交通量大、重車和超重車在交通流量中的比例高 ，瀝青混凝土路 面的水損害嚴(yán)重。原材料性質(zhì)瀝青的性質(zhì)： 由于在粘性大的瀝青中存在較公路工程與運(yùn)輸多的極性物質(zhì)，并對集料具有良好的浸潤性， 所以粘性大的瀝青與集料粘附性能好， 其抗剝落能力較 粘性小的瀝青強(qiáng)，所拌和的瀝青混合料具有更好的水穩(wěn)定性。集料的性質(zhì)：集料是由礦物質(zhì)組成的，而每種礦物均有其獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)。就剝落而言，關(guān)鍵在于集料性質(zhì)是親水的還是憎水的。瀝青集料要求有憎水 性，集料表面的化學(xué)性質(zhì)、紋理構(gòu)造、表

5、面積、孔隙大小、潔凈程度以及集料的形狀、含水量等均對其與瀝青的粘附性能有 影響。瀝青路面的現(xiàn)場孔隙率瀝青混合料的許多性能都與其孔隙率息息相關(guān)，孔隙率大小直接關(guān)系到瀝青路面的透水性。當(dāng)瀝青路面的孔隙率在 8% （相當(dāng)于設(shè)計(jì)孔隙率為 4%5%、壓實(shí)度為 96%的情況）以下時(shí)， 混合料的透水性很小， 幾乎不透水。 且此時(shí)瀝青面層中的水 以薄膜水的狀態(tài)存在，在荷載作用下一般不會產(chǎn)生動(dòng)水壓力， 不容易造成水損害破 壞。 路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部排水不良和施工方面的問題是造成路面水損害的重要原因之。4. 瀝青混合料抗水損害性能的評價(jià)方法與評價(jià)指標(biāo) 松散顆粒的粘附性試驗(yàn)將未經(jīng)壓實(shí)的松散瀝青混合料浸于水中（常溫或沸水）

6、一段時(shí)間后，主觀評價(jià)或利用儀器檢查集料裹覆瀝青膜的剝蝕程度，并據(jù)此作為判定混合料水穩(wěn)定性的依據(jù)。評價(jià)方法適用范圍試驗(yàn)過程優(yōu)缺點(diǎn)直接將瀝青裹覆的集料顆粒該試驗(yàn)時(shí)間短、操作極為簡單，粒徑大懸掛于微沸狀態(tài)的水中沸煮對試驗(yàn)設(shè)備無特殊要求且瀝青于13.水煮法若干分鐘（各國規(guī)范的時(shí)間膜剝落情況直觀明顯，但是該試2mm的住細(xì)要求不等）， 然后目測其表驗(yàn)方法缺乏定量指標(biāo)，評定等面的剝離程度級往往因人而異靜態(tài)浸水法粒徑介將集料與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%的瀝該試驗(yàn)同樣是一種方便、快于的粗集料粒徑介于光電分光度法的粗集料磨耗試驗(yàn)馬氏試件青拌和均勻，然后將其平攤于玻璃板或其他器皿中，浸入一定溫度的蒸餾水中， 待一定時(shí)間后目測其水

7、中剝離的面積百分率先將粗集料表面吸附示蹤鹽，裹覆瀝青后浸入一定溫度的蒸餾水中16h18h，然后用光電分光度儀測定分散于蒸餾水中的示蹤鹽的含量成型試件在120 C水下浸泡6d或室溫下浸泡20h后，在特定溫度下進(jìn)行磨耗試驗(yàn)， 以質(zhì)量損失為指標(biāo)捷的試驗(yàn)評價(jià)方法， 但它同樣存在缺乏定量指標(biāo)， 易受人為因素影響等缺陷該方法的優(yōu)點(diǎn)在于對瀝青膜的剝落有敏感的定量指標(biāo)，缺點(diǎn)是試驗(yàn)操作煩瑣，試驗(yàn)精度不易控制該試驗(yàn)試圖模仿瀝青路面在水和交通荷載作用下的水損壞，但是質(zhì)量損失這一指標(biāo)的物理意義不明確 混合料成型試件的水損害試驗(yàn)將瀝青混合料試件或芯樣置于一定水侵蝕環(huán)境條件下，以某些物理力學(xué)指標(biāo)的衰變程度來表征混合料的水

8、敏感性。評價(jià)方法適用范圍試驗(yàn)過程馬氏試件浸水48h前后優(yōu)缺點(diǎn)該方法試驗(yàn)操作簡單易行， 然 而，除非是酸性石料， 此法測定中粒式細(xì)粒的浸水馬歇爾試驗(yàn)式馬氏試件的馬氏穩(wěn)定度比值為 殘留穩(wěn)定度馬氏試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度，很少有達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的75%的情況， 甚至有大于100%的情況Rrs易于對不同瀝青混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)行橫向比較，一般認(rèn)劈裂試驗(yàn)在試驗(yàn)、環(huán)境條件及標(biāo)準(zhǔn)等幾方劈裂試驗(yàn)圓柱體試驗(yàn)面存在不同的選擇，但均采用劈裂強(qiáng)度比為，Rrs的瀝青混合料欠佳，而Rrs的水穩(wěn)定性較好Rrs作為試驗(yàn)指標(biāo)成型!102mm x 64mm該試驗(yàn)是評價(jià)瀝青混合料水穩(wěn)定圓柱體試件3組，使性較早的一種方法，洛特曼建議其平均空隙率相

9、同，3以飽和試件代表使用 4年的瀝青洛特曼試驗(yàn)圓柱體試驗(yàn)組試件分別進(jìn)行干燥、路面的水穩(wěn)定性，而凍融試件代飽和以及凍融循環(huán)表路齡412年的水穩(wěn)定性，后的劈裂強(qiáng)度，以Rrs=為瀝青混合料水穩(wěn)定性以Rrs和RM為試驗(yàn)指的臨界值，模量比RM亦可作為標(biāo)評價(jià)指標(biāo)5瀝青路面水損害的治理措施從瀝青混凝土路面的水損害機(jī)理中，我們可以看到瀝青混凝土路面水損害主要因?yàn)樗纸槿氲綖r青和集料的界面，改變了瀝青和集料的粘結(jié)力，導(dǎo)致了瀝青膜從集料 表面剝離，從而造成水損害。因此，預(yù)防瀝青混凝土路面的水損害關(guān)鍵在于：（1） 防止或減少水分進(jìn)入瀝青混合料內(nèi)部 , 使得水分不侵入到瀝青和集料的界面 中;（2） 提高瀝青與集料的粘

10、附性 ,提高集料間的粘結(jié)力。路表排水設(shè)計(jì)其路表排水設(shè)計(jì)可以從以下 3 個(gè)方面進(jìn)行完善 : 在保證高速公路所需表面抗滑功能的前提下 , 提高瀝青混凝土表面層的密水 性能 。 在所有的填方路段 （ 除超高外側(cè) ） 設(shè)置路肩溝 , 并根據(jù)路線縱坡大小 , 通過水 力計(jì)算 , 結(jié)合結(jié)構(gòu)物 、地形狀態(tài)及其它排水設(shè)施等情況 , 設(shè)置急流槽 , 44 公 路 交 通 技 術(shù) 2003 年將路表雨水迅速集中排至排水溝中 。 在超高路段的中央分隔帶內(nèi)設(shè)置縱向排水溝 , 并根據(jù)路線縱坡大小 , 通過水 力計(jì)算 , 結(jié)合結(jié)構(gòu)物 、地形狀態(tài)等情況 , 間隔一定距離設(shè)置集水井和橫向排水管 , 使得超高段的路表雨水經(jīng)縱向

11、排水溝 , 過集水井和橫向排水管直接排出路基 。路面內(nèi)排水設(shè)計(jì)由于結(jié)構(gòu)層空隙率偏大且不均勻 , 雨水容易滲入瀝青混凝土路面的結(jié)構(gòu)層中 , 從而導(dǎo)致各種水損害 。因此必須完善路面內(nèi)排水設(shè)計(jì) , 可以從以下 5 個(gè)方面考慮。 中面層和底基層均采用密實(shí)型瀝青混凝土 , 面層采用較密實(shí)的改進(jìn)型 AK -13 結(jié)構(gòu) 在水泥穩(wěn)定碎石基層上 , 設(shè)置“透層 + 封層”的防水結(jié)構(gòu)層 。 除超高外側(cè)外 , 在路肩部位的路面邊緣均設(shè)置了碎石盲溝 。 土質(zhì)切方路段 , 在邊溝下設(shè)置排水盲溝 ; 在石質(zhì)切方路段 , 在路床上設(shè)置 10 cm 厚的級配碎石隔水層 。 為防止邊溝雨水倒灌進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層 , 加深邊溝 。中

12、央分隔帶排水設(shè)計(jì) 對于中央分隔帶設(shè)置波形鋼護(hù)欄的路段 , 全段設(shè)置帶 PVC 管的碎石盲溝 , 并根據(jù)縱坡大小 , 超高集水井結(jié)合分布 、結(jié)構(gòu)物 、地形狀態(tài)等情況 , 間隔一定距 離設(shè)置集水井和橫向排水管 , 將滲水排出路面結(jié)構(gòu)層和路基 （ 見圖 1） 。 對于中央分隔帶設(shè)置混凝土護(hù)欄的路段 , 采用封閉措施 , 只在超高縱向排水 溝的邊部設(shè)置帶軟式透水管的盲溝 , 小型集水井與橫向排水管的布置與設(shè)置波形鋼 護(hù)欄的路段相同 （ 見圖 2） 預(yù)制塊水溝接頭多 , 漏水嚴(yán)重 , 為減少超高縱向水溝漏水 , 在超高段采取現(xiàn) 澆的施工工藝 , 且每隔 10 m 設(shè)置一道寬 1 cm 的伸縮縫 , 縫內(nèi)

13、填塞瀝青麻絮 。完善瀝青混凝土路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) , 加強(qiáng)瀝青混凝土路面的層間技術(shù)處理 現(xiàn)有的瀝青混凝土路面一般采用 3 層設(shè)計(jì) , 不同層次之間的瀝青混合料配合比 一般不同 , 因此在瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層之間容易產(chǎn)生空隙 , 導(dǎo)致層間的結(jié)合強(qiáng)度不夠 進(jìn)而進(jìn)一步影響瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度 , 降低了抗水侵害的能力 。目前比較 成功的層間處理技術(shù)有 : 鋪設(shè)透層透層主要是適用于無機(jī)結(jié)合料基層表面的有機(jī)結(jié)合料滲透層 , 它的作用是在于改 善和提高無機(jī)結(jié)合料基層表面的水密性 , 同時(shí)在一定的程度上起到與有機(jī)結(jié)合料面 層（ 路面底面層 ） 過度結(jié)合的作用 。它既可填充基層表面的空隙 , 又可確?；鶎硬?

14、料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性 。 鋪設(shè)防水層防水層是設(shè)在有機(jī)結(jié)合料層與基層間的 、有一定厚度的隔水層 。它與透層油在一 起 , 在基層和面層間形成抵御水損害的保護(hù)層 。主要作用是防止水分進(jìn)入結(jié)構(gòu)層從而 導(dǎo)致路面整體破壞 。完善瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì) 由于空隙率是影響瀝青混凝土路面水損害的主要原因之一 , 因此我們必須采取一 定的 、有效的措施降低瀝青混凝土路面的空隙率 。根據(jù)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和大量的實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)表明 , 瀝青混凝土路面的空隙率與瀝青混合料的不同級配 、瀝青的用量以及 拌和溫度存在著一定的關(guān)系 。因此我們可以從完善瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方面來降 低空隙率 。加強(qiáng)原材料質(zhì)量的控制對瀝青而言控制好瀝青的軟化點(diǎn) 、延伸度和針入度三大指標(biāo) ; 集料要嚴(yán)格控制好 其耐磨值、強(qiáng)度和級配 , 同時(shí)也要注意集料與瀝青的粘附性及粘結(jié)力 , 對于粘附性能不好的酸性集料可以采用摻入抗剝落劑的技術(shù)措施進(jìn)行處理?？刂坪檬┕べ|(zhì)量主要控制好以下幾個(gè)重要的環(huán)節(jié) : 瀝青混凝土拌和廠必須整齊規(guī)范 ; 原材料的選 用必須規(guī)格 、均勻和合理 ; 路面壓實(shí)度試驗(yàn)必須精確 , 并確保壓實(shí)度 ; 瀝青混合料 拌和工藝應(yīng)進(jìn)