沥青路面水损坏成因及防治措施:沥青路面泛油防治措施
时间：2019-05-16 03:17:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：道路开放交通后，路面直接承受交通荷载和自然环境因素的综合作用。随着服务年限的延长，材料逐渐老化，如在水温作用下材料内部结构损坏。在荷裁与温度应力作用下产生开裂等，表现在路面表面为坑槽、裂缝、泛油、松散等，严重影响行车的舒适性与安全性。
关键词 ： 水损坏 ，危害 ，机理 ，防治措施
Abstract: the open road traffic, pavement take direct traffic load and natural environment to a combination of factors. With the extension of service period, the material is aging, such as in temperature of the water under the role of material internal structure damage. Dutch cutting and the influence of temperature stress cracking and so on, in the pavement performance for pit slot surface, crack, the oil, loose, etc, the serious influence driving comfort and safety.
Keywords: water damage, harm, mechanism, prevention and control measures
中图分类号：U416.217文献标识码：A 文章编号：
沥青路面施工完成以后，水和空气通过混合料中的空隙和与外界的连通空隙进入混合料内部，如果水分不能及时排出，水就会存留在混合料内，在车辆荷载的动水压力和温度的共同作用下，循环反复，将使沥青和矿料发生剥落，造成强度下降。如果水损坏进一部发展，就会导致其他的一系列诸如唧浆、松散、坑槽、车辙等多种形式的破坏。
一、水损坏的形成机理
路面水损坏的发展是一个自上而下的过程，即水损坏由沥青底层底部逐渐向上扩展，最终贯穿整个沥青面层早成破坏。这种发展规律与路表下的湿度分布密切相关，地下水在蒸发压的和毛细作用下，通过土基和基层的孔隙被提升到较高的位置，在地下水位或蒸发旺盛的条件，毛细水可以到达沥青面层底部造成该部位的水侵蚀。从沥青层的空隙，特别是路面裂缝处侵入的外界水也容易较长时间地积存于沥青层底部。所以，沥青的剥落一般首先从沥青层底部发生并逐渐向上发展。
水损坏在沥青路面层下部发展更为严重。不同道路的水损坏的发展不尽相同，即使路面使用年限末的水损坏程度相当，它们的衰变过程也有所不同，这在路面使用初期尤其明显。另外，很多研究发现沥青混合料对水损坏有明显的自愈能力，也就是说，在合适的环境下水损坏的状况会自然的有所好转。这种沥青混合料的自愈作用往往是水损坏的发展产生变异和反复。在有些排水不利或沥青与集料粘附性较差的沥青路面上，行车荷载的反复冲积和表面积水的长期浸泡，使沥青与集料的剥落会首先出现在路表，造成表面松散和坑洞。
二、沥青路面水损坏的影响因素
2.1水：路面施工完成后，水和空气就会通过这些相对较大的与外界连通的空隙进入混合料内部。水分进入沥青路面结构层内，并侵入矿质集料内，由于表面张力(和其他化学力)的作用，使沥青与石料间的联结被削弱或完全剥离，汽车轮胎对路面的挤压搓揉作用及与路面间的真空吸附作用加速了剥离的进程，致使路面很快损坏。
2.2荷载：行车荷载对路面中的水产生动水压力，由此加剧了水对沥青与矿料的剥离作用，使水损坏进一步恶化。行车道与超车道上水损坏程度明显的差异，也说明了荷载对水损坏的影响。
2.3施工碾压：沥青路面在施工过程中，如遇雨天一部分水分经碾压被封闭在沥青混合料中，将严重影响沥青与矿料的结合，影响施工层与下层的结合，为水损坏埋下隐患。施工工艺对混合料的水稳定性的影响集中体现在压实上，没有得到很好压实的混合料，空隙率加大，对各种使用性能都有影响。开放交通后的行车碾压会造成混合料的压密变形而形成不正常的车辙，更严重的是水进入空隙成为水损坏的祸根。
2.4集料性质：集料是由矿物质组成的，各种矿物质都有其独特的化学性质和晶体结构。对于剥落而言，关键是集料对水的吸附能力的大小。另外集料表面的化学性质、表面积、孔隙大小等均对沥青混合料水稳定性有影响。此外，集料的致密度及吸水率读混合料的强度形成有一定影响。
2.5沥青性质：粘度大的沥青对于抵抗水的置换要比粘度小的沥青好，这是由于粘性大的沥青中存在有较多的极性物质，并具有良好的湿润性。聚合物改性沥青通常具有较好的抗水性能。沥青混合料的类型与沥青用量对混合料水稳定性有明显影响，大空隙的开级配型沥青混合料比密级配型沥青混合料透水性好，水浸入要困难些。
2.6沥青混合料的离析和温度不均匀影响：离析表现为混合料粗细集料和沥青含量不均匀，如在同一区域内粗细集料不均匀，偏离了设计级配，沥青的含量与设计的最佳含量不一致等。粗集料集中的部位往往空隙率过大，沥青含量偏少，将加速形成水损坏，易于形成坑槽。
2.7路面排水的影响：进入路基路面的水如果没有出路，则滞留在路面结构中，引起路基路面的各种损坏，甚至是结构性破坏。因此，路基路面结构层内的排水设计对于防止水损坏起着举足轻重的作用。
三、 沥青路面水损坏的防治措施
3.1尽量选用与矿料粘附性等级高的沥青；有条件时，可使用SBS改性沥青；优先选择孔隙率小于0 .5%、表面洁净而粗糙的碱性集料。当为了满足表面层的抗滑性能而不得不采用坚硬、耐磨的酸性材料时，必须对其进行抗剥落处理。对不同属性的集料，必须使用不同的抗剥落剂。对表面带正电荷的石料，应使用阳离子型表面活性剂；对表面带负电荷的石料（酸性），应使用阳离子型表面活性剂。
3.2 路面结构的防水与排水设计
（1）防止水损坏的措施一是封，二是排。即千方百计防止水进入路面中，万一进入，要能及时排出。只要有水长期存在于沥青混合料中或基层表面，唧浆和坑槽就难以避免。许多路面出现了严重的水损坏，其原因是沥青面层本身封不住水，而路面中又没有设置封水层。许多沥青表面层本身空隙率很大，是透水型的，由于集料粒径较大，离析比较严重，且厚度较薄，实际上起不到封水作用。挡水式的路缘石有可能使水滞留在路面上，不如做平的，或者干脆不做，使水漫流至路外，但路肩及边坡必须采取相应的措施，以便经得起水的冲刷。
（2）水往往是薄弱环节，尤其要注意边沟的深度，使其不仅排路表水，还应能排结构层的水，且能让路面内部的水排入边沟。沥青面层下设置排水层，可以是级配碎石层，也可以是沥青或水泥稳定碎石层，空隙率应该达到15%以上。
（3）加强沥青层之间的粘结，强化施工组织计划，所有开挖、埋设、绿化等工序应该在基层施工过程中同步完成，最后铺筑沥青层。要求合理安排施工顺序，严格禁止在沥青面层铺筑过程中或铺筑后将挖出的土直接堆放在沥青路面上造成污染。
（4）改进透层油或下封层，使其真正起到作用。为了做好透层油，在半刚性基层上一般宜采用专用乳化沥青，也可采用煤油稀释的中凝液体沥青。为了使透层油好透一些，并减少唧浆，上基层最好采用水泥稳定碎石，尽量少用二灰碎石，要求渗透深度不少于5mm。为了达到防水的作用，在透层上再做下封层。
3.3 沥青路面施工中水损坏的预防措施
（1）改善路面施工工艺，控制好路面压实度。有的沥青路面片面追求平整度，往往放松对压实度的要求，尤其是在施工过程中由于担心采用振动压路机碾压会影响其平整度或构造深度，建议一台摊铺机的铺筑宽度不大于6-8m，高速公路一般采用两台摊铺机梯队式摊铺。
（2）采用合理的集料粒径和适宜的沥青层厚度，现在沥青层的集料粒径普遍偏粗，与其相匹配的压实厚度偏薄，不利于压实，也不利于矿料骨架的形成。如果考虑到沥青混合料中矿料骨架的形成及压实效果，沥青混合料层的设计厚度一般不宜小于公称最大粒径的3倍。
（3）有效地控制沥青混合料离析与温度的不均匀性，加强集料生产管理，仔细清除料厂覆盖层，使用合格的均制集料。拌和厂应将集料堆放在硬化的地面上，细集料要加盖棚盖。运料车每次卸料都要移动位置，上面加盖毡布，途中不得休息或停留。控制摊铺机的摊铺宽度，一般不超过8m，以采用两台摊铺机梯度作业为好。加强压实，由几台压路机均匀压实，初压要紧跟摊铺机碾压。运料车运来的混合料不像往常一样卸在摊铺机的料斗内，而是卸在转运车中，转运车接到混合料后不断地搅拌，使有可能在拌和、存储、运输过程中产生离析得以消除，达到级配和温度上的均匀一致。
（4）通过交通管理预防水损坏，高速公路沥青路面水损坏发生在重车方向行车道上。经常可以看到，重车方向行车道严重破坏，而超车道却完好。这主要是由于汽车轮胎对路面的挤压搓揉作用以及轮胎与路面间的真空吸附作用加速了沥青膜从集料颗粒表面剥离的过程，并使自由沥青迁移到路表面，引起路表面泛油和推移变形。因此，必须限制超载车辆的通行和进行合理的交通组织。
参考文献
1．Lewis R. Brown、Frazier Parker 、J.J. Fromm 《剥落试验研究》
2．Kandhal 《沥青水损坏发展过程》
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
