高速公路沥青路面水损害及其防治措施综述

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1、高速公路沥青路面水损害及其防治措施综述　　摘要：我国沥青路面在高速公路中得到广泛使用，针对沥青路面水损害问题，分析了水损坏现象和产生机理，分析了路面水损坏的主要现象及其发生机理，阐述了产生水损坏的相关因素，提出了预防路面水损坏的相关对策。　　关键词：沥青路面水损坏排水性能预防措施　　中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：　　引言：近年来我国采用了不少新技术，如SHAP沥青评价技术、SUPERPAVE沥青混合料设计方法、SMA路面、聚合物改性沥青和纤维改性沥青等。这些新技术的应用虽然一定程度上改善了沥青路面质量，但初期损坏依然存在。

2、国外也同样存在这种严重的初期损坏现象。大量的调查结果表明，通车使用一年以上的高速公路面层混合料，无论是开级配的沥青混凝土、SMA，还是密实型沥青混凝土，几乎都产生不同程度的水损害。我国的JTJ014-1997《公路沥青路面设计规范》中增加了使用简化的洛特曼试验方法测定沥青混合料水稳定性指标，但从大量的工程现场发现，目前高速公路沥青路面满足规范指标后，仍然发生大面积剥落。　　1沥青路面水损害现象11　　所谓沥青路面水损害，是指沥青路面在有孔隙水的工作条件下，由于交通动荷载和温湿胀缩的反复作用，进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的循环作

3、用，致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面，造成沥青膜从集料表面剥落、沥青混合料内部逐渐丧失粘结力、路面结构使用性能下降，并伴随麻面、松散、掉粒、坑洞或唧浆、网裂、车辙等病害发生，同时诱发其他路面病害的损坏现象。　　路表麻面、松散、掉粒　　麻面、松散是指沥青面层在孔隙水压力的反复作用下，使沥青膜从集料表面剥落、混合料中的集料相互之间丧失粘结力而逐渐变软直至松垮的现象。当整条道路发生松散病害以致沥青面层支离破碎，成为碎砾石铺筑而成的低等级道路时，只能铲除后重新铺筑面层。在局部松散处，松散的集料颗粒逐渐掉粒、流失进而形成大小不一的坑洞。　　唧浆、网裂、坑

4、洞　　我国高速公路一般采用半刚性基层，其透水性小，从路表连通孔隙及裂缝处下渗的雨水难以排除而逐渐积聚在基层顶面。在行车荷载的反复作用下，不断产生高速动水压力冲刷基层顶部，使基层顶部结合料和侵入的水混合成灰浆，并从裂缝中被挤压而出，这种现象称为唧浆。灰浆还可能通过沥青路面的局部裂缝或个别通道被挤到路表。随着基层结合料的逐渐流失，面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂，进而发展成坑洞，使路表水更容易进入沥青面层，产生恶性循环，最终导致路面破坏，如图1所示。　　　　图1路面水毁、坑洞塌陷及脱空破坏　　车辙11　　自由水侵入沥青面层后，减弱了沥青

5、混合料的粘结力，在车载作用下，滞留在面层内的水使集料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，沥青混合料强度不断损失直至完全松散。行车轮迹带下不仅出现了压缩变形现象，还产生了更为严重的剪切破坏现象，轮下松散的沥青混合料向两侧挤出并鼓起，在轮迹带下形成车辙。这种车辙主要出现在行车道上，通常外侧轮迹带上的车辙现象比内侧轮迹带严重。车辙不仅影响行车舒适与安全，还成为降雨后的积水槽，引起更为严重的水损害。　　冻融循环破坏　　冰冻地区或季节性冰冻地区，会出现路面结构层内水的冻融循环导致的水损害现象。由于水凝聚结成冰时体积增大，在沥青混合料内部会产生很大的膨胀

6、力，致使混合料内部粘结力下降；而当其融化时，又滞留于路面层内，在行车荷载作用下加速沥青膜的剥落。在路表，冰雪融水进入沥青混合料内部，在行车荷载和冻融循环的反复作用下产生破坏。在下面层，当基础有较多的细粒土和孔隙时，毛细水分逐渐积聚在基层顶面，春融期过饱和的水进入下面层孔隙，在荷载反复作用下产生剥落现象和基顶冲刷。　　2沥青路面水损害产生机理　　沥青路面产生水损害主要表现为沥青与集料之间的粘结性能丧失，沥青膜从集料表面脱落，其产生的根源在于水。雨水或施工时集料中未充分干燥而残留的水分，均是水损坏现象中水的来源。由于水具有较强的表面张力并对集料表面

7、产生浸润，水可以进入并穿透沥青膜而侵入沥青与集料的结合面，并最终取代沥青；其次是在水已经存在的情况下，交通荷载反复作用对水所产生的动压力，增强了水分对沥青膜的侵害能力，使水损害不断发展，造成集料松散、掉粒，继而形成坑槽而导致路面破坏。11　　2.1水的来源　　研究路面结构的水损坏首先必须了解路面结构中水的来源。从图2可以看出，路面结构内部水的来源大致可以分成以下几种：　　　　图2路面内部水的来源图3暴雨连降路面毁坏与修补　　(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、向接缝、裂缝或面层孔隙渗透到路面结构

8、内部。表面水的渗透与许多因素有关：①接缝和裂缝的数量及密度，面层的空隙率大小；②缝隙的宽度和填塞情况；③降水的强度和历时；④基层的透水性和面层下的空隙