沥青路面水损坏及防治 措施

王应龙 谢亚辉 姬瑞彬

（中化学交通建设集团市政工程有限公司，安徽 合肥 230601 ）

摘要：随着经济的迅猛发展，交通荷载量越来越重，市政道路的发展和改变也随之迎来巨大的变化。沥青路面各方面的优秀性能也使得其成为了道路设计的最优选择，如何控制和解决沥青路面的病害问题是当前最主要的任务。水损坏作为沥青路面中破坏情况最严重，发生频率最高的病害，结合名山区气候和名山产业园项目沥青路面施工作业工艺，依据实际并进行分析、深入研究沥青路面的水损坏成因、影响因素、及质量控制要素和防治措施。

关键词：水损坏；质量控制；防治措施

1沥青路面水损坏的定义

水损坏是指在水或冻融循环作用下，沥青路面由于交通载荷作用，进入路面空隙中的水不断受到动水压力或真空吸力的反复循环作用，水分逐渐渗入沥青与矿料的界面，使沥青附着性降低，附着力逐渐丧失，沥青膜从矿料表面脱落，沥青混合料变得松散、掉粒、逐渐形成坑槽。总结来说沥青路面水损坏一般是指沥青路面结构层渗入水后，水在交通荷载及化学力的共同作用下而产生的早期损坏现象，如松散、掉粒、脱落、沉降等。

2水损坏分类及特点

图1.1 自上而下的水损坏过程描述图

此类水损坏特点有：

①上面层或中面层空隙率大，渗水严重。

②沥青混合料局部压实不均匀，离析情况严重。

③或层间污染严重，上面层与中面层有

脱开现象，面层在短期内容易损坏。

图1.2 自下而上的水损坏过程描述图

此类水损坏的特点：

①多发生在雨季或春融季节，在多雨及温差较大地区特别明显。

②多发生在行车道上，非机动车没有或很少，说明与重车、超载有关。

③大多数局部现象，一般不是全路同时出现，显然与结构层局部质量不佳有关。

3沥青路面水损坏过程机理分析

水分通过缝隙或其他途径渗入到沥青路面结构层内，以其他物理状态的形式存在并侵入到沥青与矿质集料内，在表面压力或化学力的作用下，使沥青膜和矿物集料完全脱落，沥青与矿物集料间的衔接被削弱或完全脱落，附着力丧失。随着雨水的侵入，半刚性基层受水侵蚀后水稳性能和承载力下降，再加上交通荷载的影响，高速行驶的车辆瞬间产生真空吸力，导致路面迅速受损、损坏。在没有水的情况下，沥青与矿质集料的粘结性不会出现任何问题，但是水的存在会使沥青与矿物集料的附着性大大折扣，水与沥青相比密度较小，渗透集料表面比较容易，从而降低了矿物集料与沥青之间的附着性，甚至丧失附着力，导致沥青路面的水损坏破坏。静水损坏和动水损坏是沥青路面产生破坏的两个最主要过程。静水损坏主要是以软化和剥落为主，软化是指沥青混合料在水的长期作用下，强度、刚性和承载能力下降。剥落是指在水的作用下沥青和矿物集料丧失附着力而分离。动水损坏是静水损坏路面由于车辆的荷载压力下加剧损坏的结果。在车辆荷载作用下，由于沥青路面上的空隙，在高速行驶的瞬间容易产生真空吸力，这种反复作用导致沥青膜剥落、松散。行车荷载的压力对水分的循环冲击作用下加速了沥青路面损坏过程，损坏度与车辆载重、车速有关。沥青路面水损坏是基于静水损坏与动水损坏共同作用下产生的结果。

4名山区市政道路水损坏调查与分析

4.1名山区气象

名山区位于成都平原与盆周过渡带，地理位置特殊，降雨量较大，古语云“西蜀天漏，中心名山”，即是此意。本地区雨季主要在七、八、九、十这四个月内，雨季、降雨量集中，多为连续降雨，降雨级别为大到暴雨，春、秋、冬为小雨到中雨，其中连续降雨时间较长。根据名山区气象局检测结果显示，近五年和近二十年降雨都集中七、八、九、十这几个月，且降雨强度基本达到暴雨级别，根据统计的数据资料，降雨量最大的月份为八月份，2001年～2006年月平均降雨量达340.39mm。

4.2名山区市政道路水损坏状况调查分析

通过现场调查发现，名山区市政道路的病害形式主要有：纵横裂缝、局部松散、小面积沉降与坑槽、车辙、修补损坏等，其中水损坏占很大比例。对各种病害做柱状图比例分析，如下图所示：

图1.3名山区市政道路病害比例图

名山区市政道路沥青路面水损坏的形成规律可分为两类：一类是沥青路面图结构性破坏，主要有裂缝、沉陷、松散等，这主要是由于路面施工过程中压实度不够或路面基层的其他质量问题而引起，由此产生的病害基本上是从基层到路基的裂缝和沉降开始，逐步从底层往上层发展，其影响深度大都已涉及到基层或更深的路基；另一类是因疲劳破坏产生的水损坏，如路面表层网裂、裂缝、表层基槽等，这些问题大部分是由于路面原材料质量与和集料出现问题或施工质量不佳，加上逐年加重车辆荷载、气候条件的影响等，其病害发展速度较快，如果不及时修复，往往造成严重后果。

5名山区市政道路水损坏影响因素

（1）空隙率

水损坏容易产生在自由水容易渗入以及空隙率较大的沥青面层上，根据马歇尔实验结果，沥青表层压实度越小，会导致沥青面层空隙率越大，水分就更容易通过各种方式渗入，加剧水损坏的发生。

（2）沥青混合料均匀性问题

在现场施工过程中，由于沥青混合料原位离析，温度把控不合格，矿物集料组成变化，沥青混合料搅拌不均匀等因素使得沥青混合料不均匀性加剧。沥青混合料不均匀性越大，沥青面层空隙率增大的地方也会越多，快速行驶车辆通过薄弱点向沥青表面层压入的水分也就越多，导致水损坏现象更加严重。

（3）面层结构

面层结构的空隙率较大，在降雨后，由于水的渗入，沥青路面在饱水状态下，经过车轮的冲击及动水压力的循环作用，沥青膜和矿料逐渐剥落，减小和减低粘结力，使沥青路面面层结构松散、剥落。

（4）基层结构

名山区市政道路多为半刚性基层结构，透水性能相对较差，路面面层的渗水长时间堆积在路面结构层中，导致面层与基层含水率增高，极大的降低了沥青混合料的稳定性，造成路面松散、凹坑。

（5）气候条件

名山区位于成都平原与盆周过渡带，地理位置特殊，降雨量较大，古语云“西蜀天漏，中心名山”，即是此意。本地区雨季多集中在七、八、九、十这四个月内，雨季、降雨量集中，多为连续降雨，降雨级别为大到暴雨，春、秋、冬为小雨到中雨，其中连续降雨时间较长。根据名山区气象局检测结果显示，近五年和近二十年降雨都集中七、八、九、十这四个月，且降雨强度基本达到暴雨级别，根据统计的数据资料，降雨量最大的月份为八月份，2001年～2006年月平均降雨量达340.39mm。

从而得知影响沥青路面水损坏的主要气候因素为降雨，再加上复杂的地质条件使得路基质量难以控制，这些条件是名山区市政道路产生水损坏的重要原因。

（6）养护管理

在施工过程中，沥青路面养护不及时，养护工艺、水平较低，维修质量差等因素也是导致水损坏的主要原因。

6沥青路面水损坏防治措施

在沥青面层施工过程中采用在沥青混合料中添加抗剥落剂或采用细级配沥青混合料增加沥青面层的厚度，提高沥青混合料与沥青之间的附着力，拦截水分渗入路面内部，增强沥青混合料的水稳定性和耐久性，达到抗剥落的目的，减少沥青路面的水损坏。

大量研究数据表明，沥青路面早期水损害的产生与沥青路面料的空隙率紧密相关，沥青表层压实度越小，会导致沥青面层空隙率越大，水分就更容易通过各种方式渗入，加剧水损坏的发生。沥青路面早期水损坏防治的最佳空隙率为4%。沥青路面的空隙率由压实度所控制，如果压实度和空隙率不能达到规范的设计要求，无法满足沥青混合料水稳定性的要求，必须要提高压实度标准。在现场施工中控制压实度标准的同时，也要增加现场空隙率作为检测指标。

通常，施工过程中对于沥青路面的排水仅限于设置横向坡度等方法达到路表面排水的目的，而忽视了路面内部结构的排水性。水可以通过各种物理状态进入路面结构层中，在长时间的影响下，直接会降低路面结构层的强度和支护作用。因此，如何防止路面结构层内的水积累过多，迅速排出渗入路面结构内的水分，建立一套良好的路面结构排水系统，能从根本上解决沥青路面的水损坏问题，对改善沥青路面使用性能意义重大。

7总结

市政道路沥青路面水损害问题是沥青路面最主要的病害之一，也是近年来国内外研究的热点，不断地深入探究水损坏表现形式、作用机理及防治措施等方向，结合名山产业园项目实际施工情况，从防止水分进入路面结构中及提高沥青路面集料的粘结力两个方面，提出防治和治理水损坏的方法，从而达到提高沥青路面使用寿命的目的。