青路面水損害及其治理措施分析

1、青路面水損害及其治理措施分析摘要：隨著我國(guó)高等級(jí)公路的迅速開展，瀝青路面作為一種高級(jí)路面被廣泛采用，然而瀝青路面卻易出現(xiàn)早期損害現(xiàn)象，水損害是其中首要的也是最嚴(yán)重的現(xiàn)象之一。在對(duì)路面破壞現(xiàn)象廣泛調(diào)查、統(tǒng)計(jì)的根底上，各國(guó)道路科研工作者通過反復(fù)分析、論證發(fā)現(xiàn)，瀝青路面的早期破壞現(xiàn)象大多與水有關(guān)?！霸诟鞣N類型的瀝青路面早期破壞現(xiàn)象中，水損壞是最主要、危害最大的損壞類型。所謂瀝青路面水損害，是指瀝青路面在有孔隙水的工作條件下，由于交通動(dòng)荷載和溫濕脹縮的反復(fù)作用，進(jìn)入路面孔隙的水不斷產(chǎn)生動(dòng)水壓力或真空負(fù)壓抽吸的循環(huán)作用，致使水分逐漸侵入瀝青與集料的界面，造成瀝青膜從集料外表剝落、瀝青混合料內(nèi)部逐漸喪失粘

2、結(jié)力、路面構(gòu)造使用性能下降，并伴隨麻面、松散、掉粒、坑洞或唧漿、網(wǎng)裂、轍槽等病害發(fā)生，同時(shí)誘發(fā)其他路面病害的損壞現(xiàn)象。針對(duì)水損害這個(gè)世界性難題，國(guó)內(nèi)外道路科研工作者對(duì)其形成機(jī)理、影響因素，評(píng)價(jià)水損害的試驗(yàn)方法、指標(biāo)及水損害的控制、防治等各個(gè)方面都進(jìn)展過系統(tǒng)研究。一、水損壞現(xiàn)象的類型及其作用機(jī)理瀝青路面較為普遍的水損害現(xiàn)象有麻面、松散、掉粒、坑洞、唧漿、網(wǎng)裂、轍槽等。.松散類：路表麻面、松散、掉粒、坑洞瀝青面層在孔隙水壓力的反復(fù)作用下，使瀝青膜從集料外表剝落、混合料中的集料互相之間喪失粘結(jié)力而逐漸變軟直至松垮，導(dǎo)致麻面、松散現(xiàn)象；在部分松散處，松散的集料顆粒逐漸掉粒、流失進(jìn)而形成大小不一的坑洞。

3、.裂縫類：唧漿、網(wǎng)裂、坑洞半剛性基層基頂結(jié)合料與從路表連通孔隙及裂縫處下滲的水混合，在行車荷載的反復(fù)作用下，產(chǎn)生的高速動(dòng)水壓力沖刷基頂形成灰漿并從裂縫中被擠壓而出形成了唧漿現(xiàn)象；隨著基層結(jié)合料的逐漸流失，面層也隨著底部脫空現(xiàn)象的產(chǎn)生而形成沉陷、網(wǎng)裂，進(jìn)而開展成坑洞。.變形類：轍槽在行車荷載作用下，滯留在面層內(nèi)的水使集料特別是粗集料外表裹覆的瀝青膜逐漸剝落，瀝青混合料強(qiáng)度不斷損失直至完全松散。行車輪跡帶下不僅出現(xiàn)了壓縮變形現(xiàn)象，而且產(chǎn)生了嚴(yán)重的剪切破壞現(xiàn)象，輪下松散的瀝青混合料向兩側(cè)擠出并鼓起，在輪跡帶下形成車轍。轍槽內(nèi)有時(shí)還伴隨著唧漿和網(wǎng)裂現(xiàn)象。.凍融循環(huán)破壞在冰凍地區(qū)或季節(jié)性冰凍地區(qū)，由于水

4、凝聚結(jié)冰時(shí)體積增大，在瀝青混合料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很大的膨脹力，致使混合料內(nèi)部粘結(jié)力下降；而當(dāng)其融化時(shí)，又滯留于路面層內(nèi)，在行車荷載作用下加速瀝青膜的剝落。在路表，冰雪融水進(jìn)入瀝青混合料內(nèi)部，在行車荷載和凍融循環(huán)的反復(fù)作用下產(chǎn)生破壞。而在下面層，當(dāng)根底有較多的細(xì)粒土和孔隙時(shí)，冬季特有的毛細(xì)水使水分逐漸積聚在基層頂面，春融期過飽和的水進(jìn)入下面層孔隙，在荷載反復(fù)作用下產(chǎn)生剝落現(xiàn)象和基頂沖刷?？偟膩碚f，水損害的根本原因在于水的作用致使瀝青對(duì)集料的粘附性能喪失，瀝青膜從礦料外表脫落，而造成這種結(jié)果的兩個(gè)關(guān)鍵性因素是水和外力的作用。二、水損壞產(chǎn)生的原因及影響瀝青路面水穩(wěn)定性的因素導(dǎo)致瀝青膜剝落產(chǎn)生水損壞的原因可

5、從以下幾方面進(jìn)展分析。.瀝青與集料的粘附性能瀝青與集料的粘附性主要受自身性質(zhì)的影響。如瀝青與礦料的化學(xué)成分，瀝青與礦料外表的界在張力，瀝青的粘性，礦料的空隙率，礦料的含水量和含泥量等。研究說明，假設(shè)粘附性缺乏4級(jí)以上，瀝青膜容易脫離，造成路面水損害。.瀝青路面施工時(shí)的孔隙率美國(guó)Zube對(duì)密級(jí)配瀝青混合料孔隙率與透水性的研究以及Brn和llins等在喬治亞州對(duì)離析混合料的研究說明，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而壓實(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。而在我國(guó)，高等級(jí)瀝青路面施工時(shí)普遍存在以下問題：現(xiàn)場(chǎng)孔隙率普遍偏大，多分布在815的范圍內(nèi)；路面壓實(shí)缺乏，孔隙率加大

6、；瀝青混合料離析導(dǎo)致路面部分壓實(shí)不均勻，即細(xì)集料集中的部位往往瀝青含量偏多，孔隙率過小，而粗集料集中的部位那么孔隙率過大。這都為水的滲入提供了條件。.瀝青路面構(gòu)造層內(nèi)部排水在道路工程中，人們比擬重視路基和路界地表范圍內(nèi)的排水，采取的措施也很多。但是對(duì)于路面構(gòu)造層內(nèi)部的排水那么重視不夠，甚至根本沒有考慮。我國(guó)高等級(jí)公路普遍采用半剛性基層，路面設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮路面構(gòu)造層內(nèi)部排水，普遍設(shè)計(jì)了埋置式路緣石、砌筑式路肩、漿砌擋墻，這些都阻礙了由各種途徑侵入路面構(gòu)造內(nèi)部的水分排出。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.評(píng)價(jià)瀝青路面水損害指標(biāo)不合理用水煮法試驗(yàn)評(píng)價(jià)集料與瀝青之間的粘附性存在不合理現(xiàn)象。一方面，集料與瀝青的粘

7、附性等級(jí)與路面水損害之間的關(guān)系沒有建立，水煮法試驗(yàn)結(jié)果受人為主觀因素影響很大；另一方面水煮法只使用了9.513.2的粗集料。事實(shí)上，部分細(xì)集料為砂，與瀝青粘附性較差，沒有得到評(píng)價(jià)。瀝青混合料殘留浸水馬歇爾穩(wěn)定度也存在致命的弱點(diǎn)。經(jīng)過75次馬歇爾擊實(shí)，試件孔隙率已到達(dá)設(shè)計(jì)的35，水很難進(jìn)入，沒有足夠的水，檢驗(yàn)不出瀝青混合料的實(shí)際耐久性。.其它方面的原因路面開裂、老化加速水損害的發(fā)生，并形成惡性循環(huán)；道路交通超載嚴(yán)重；溫度變化時(shí)產(chǎn)生的凍融循環(huán)作用；酸雨、車輛滲油對(duì)路面的腐蝕；在冬季、雨季氣候條件下施工。從以上分析可看出，影響瀝青路面水穩(wěn)定性的因素有：1瀝青混合料的性質(zhì)：包括集料性質(zhì)與瀝青性質(zhì)。2瀝

8、青混合料類型：密級(jí)配瀝青混合料構(gòu)造密實(shí)、空隙率小，礦粉及瀝青用量較大，瀝青膜較厚，一般水損害較校斷級(jí)配和開級(jí)配瀝青混合料粗顆粒較多，瀝青用量較少。3施工條件：瀝青混凝土路面在施工時(shí)，如天氣寒冷潮濕，建成的路面就易發(fā)生水損害；另外如壓實(shí)不充分或壓實(shí)不及時(shí)，成型的路面內(nèi)部存在較多的孔隙，水分易浸入瀝青路面構(gòu)造而導(dǎo)致水損害。4施工后的環(huán)境條件：施工后的環(huán)境條件包括氣候及交通荷載情況，溫度、降雨量、凍融及干濕循環(huán)等，都將影響水損害；其它條件一樣時(shí)，交通荷載繁重可加速水損害的發(fā)生和開展。5路面下的排水情況：路面下排水狀況不良，進(jìn)入路面的水不能及時(shí)排除，也將加速路面水損害的發(fā)生和開展。三、瀝青路面抗水損害

9、技術(shù)措施.路面構(gòu)造層均采用水穩(wěn)定性好的密實(shí)型瀝青混凝土理論證明，瀝青路面構(gòu)造層中僅有一層是密實(shí)型I型的瀝青混凝土或僅設(shè)一層瀝青砂來防止水損害遠(yuǎn)不能滿足要求。一旦水通過各種途徑進(jìn)入到空隙率較大的構(gòu)造層中，便會(huì)滯留于其中，使強(qiáng)度顯著降低，并隨著交通量的增加，出現(xiàn)水損害現(xiàn)象。.改善瀝青與礦料之間的粘附性為了減輕瀝青路面的水損害，改善與進(jìn)步瀝青混合料的水穩(wěn)定性與耐久性，需要增加瀝青與礦料之間的粘附性。經(jīng)歷證明，我國(guó)目前所使用的外表層石料與瀝青的粘附性都比擬差，不能滿足技術(shù)要求，必須采取抗剝落措施，以改善礦料與瀝青之間的粘附性。目前我國(guó)常用的抗剝離措施主要是添加抗剝落劑。.進(jìn)步瀝青混凝土壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，增加現(xiàn)場(chǎng)空隙率指標(biāo)國(guó)內(nèi)外大量研究說明，7%的現(xiàn)場(chǎng)空隙率是瀝青路面是否產(chǎn)生早期水損害的分水嶺，美國(guó)SHRP研究成果也提出4%的設(shè)計(jì)空隙率是最正確的選擇。假設(shè)仍按96%的壓實(shí)度予以控制，其現(xiàn)場(chǎng)空隙率將到達(dá)8%，無法滿足水穩(wěn)定性的要求，