高速公路沥青路面 论述高速公路沥青路面的水破坏及防范措施

　　摘要水破坏是沥青路面常见的一种破坏形式,分析高速公路沥青路面的水破坏现象及原因,并简要介绍减少水破坏的措施,为公路沥青路面质量通病的防治提供一项参考。 　　关键词水破坏现象;分析原因;措施
　　中图分类号TU7文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0058-01
　　
　　大量资料表明:使用一年以上的高速公路,不管是采用半刚性路面、刚性组合式路面还是刚性路面,路面都产生了程度不同的水破坏。水破坏速度很快,性质非常严重,是路基路面的主要破坏因素。在我国,南方地区雨水较多,而北方地区冬季量较大,所以解决沥青路面水破坏现象是一项迫切和重要的工作。
　　1高速公路沥青路面产生的水破坏现象
　　1.1表面层产生坑洞
　　某高速公路沥青路面表面层的施工中,片面追求平整度,忽视压实度,使表面层空隙率过大,开放交通接近一年时,一场大雨过后,在20公里的路段上很快产生了180多个坑洞,其中绝大部分仅是表面层的坑洞,深入中面层和底面层的坑洞只占少数。从坑洞中散出的碎石上很少甚至没有原先裹覆的沥青。无论表面层沥青混凝土是密实式的还是半开式的,都曾产生过这类表面层水破坏――坑洞。这种破坏现象几乎每条高速公路都有,只是单位面积内产生坑洞的个数和面积常有明显差别。通常采用半开式沥青混凝土表面层时,产生的水破坏较严重。产生坑洞的主要原因是由于水透人表面层后滞留在表面层的下部和与下层的交界面上,沥青剥落就会从层的底面开始并逐渐向上扩展。一旦层下部较大碎石上的沥青被剥落下来,下部沥青混凝土就失去强度,在行车荷载作用下,面层产生网裂和形变。特别在降雨过程中和雨后行车道上的局部网裂,会逐渐松散,松散的石料被车轮甩出并形成坑洞。
　　1.2表面层和中面层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和形变
　　当表面层是半开级配、中面层为密实式沥青混凝土时,降水(特别是较长时间降水)过程中,自由水透入表面层后有较长时间从中面层的薄弱处透入中面层,并滞留在表面层和中面层内。大量快速行车使此两层内沥青混凝土中部分碎石上的沥青剥落,导致表面产生网裂、形变(下陷)和向外侧推挤,或产生坑洞。在冰冻地区,冬季的雪水逐渐渗透入并滞留在沥青表面层内,一个冬季要发生很多次反复冻融。化冻期间,沥青面层内的自由水也会使沥青面层产生水破坏……坑洞和网裂形变。
　　1.3唧泥、网裂、坑洞
　　水透过沥青面层(两层式或三层式)滞留在半刚性基层顶面,在大量高速行车作用下,自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料,形成灰白色浆。灰浆又被行车挤压,通过各种形状不一和宽窄不一的裂缝到路表面。在灰浆数量大的情况下,可能立即产生坑洞。在数量小的情况下,可使路面网裂或变形,随后的降水就更容易透入,并产生恶性循环,最终导致路面破坏。在较干旱地区和降雨量不大的情况下,特别是沥青混凝土虽然透水但在透水性不大的情况下,这种冲刷、唧泥、坑洞可以是一个缓慢的过程。但在沥青}昆凝土的不均匀性和透水性均较大和基层质量又不好的情况下,即使在较干旱地区,一次降水也可能使路面产生唧泥和坑洞。
　　1.4其它水破坏现象
　　自由水进入沥青面层后,另一类水破坏现象常表现为严重的车辙。水的侵入使矿料、特别是粗粒碎石表面裹覆的沥青膜逐渐剥落,使沥青混凝土的强度逐渐损失,直至完全松散。在行车轮迹下产生剪切形变,松散的沥青混凝土向两侧挤出,使轮迹带下陷,同时使两侧鼓起,形成严重的车辙。如不及时处理,降雨过程中和雨后,车辙就变成积水槽,使水有更长的时间透人和透过沥青面层,造成更严重的水破坏。在多条高速公路上都有这种现象。
　　2减少沥青路面水破坏的措施
　　2.1沥青面层的各层都采用空隙率小的密实沥青混凝土
　　高速公路沥青路面,多数有三层,少数是二层。从减少水破坏来说,首先要从多方面考虑如何使水不容易侵入路面结构层。尽可能防止沥青面层本身透水是十分重要的。实践证明,沥青面层结构中仅有一层是密实型沥青混凝土或仅设计一层沥青砂来防水破坏是远远达不到要求的。实际情况是沥青面层中哪一层空隙率大,一旦水进去,那一层就会产生水破坏。因此,沥青面层各层都应该采用密实式沥青混凝土,但专门设计的排水层不包括在内。
　　2.2提高沥青与矿料的粘结力要求
　　一旦水进入沥青混合料中,在快速重载车辆作用下容易产生沥青剥落现象。影响混合料的粘结力的主要因素有:沥青与矿料的性质、沥青用量及矿料的比表面积。严格控制沥青的合理用量,使矿料表面在被沥青充分裹覆的前提下适当减薄沥青膜的厚度。矿料的比表面积对沥青混合料的粘结力也有较大的影响,适量的矿粉,不仅起填充料作用,而且也增大了表面积。对于用做表面层的沥青混凝土,通常要求用既耐磨又有高磨光值的硬质岩石料。硬质矿料往往属于酸性石料,与沥青粘结力差,因此都需要添加抗剥落剂,以改善粘结力。
　　2.3提高压实标准
　　为了尽可能提高沥青混凝土面层的不透水性,应尽可能提高沥青面层的压实度,减小路面的空隙率。我国高速公路施工工地所用的压路机品种、吨位、技术性能都显著多于、高于、优于十多年前的状况,客观上早已具备提高压实标准的条件。我国现行《公路沥青路面施工技术规范》是2005年1月1日开始实施的,针对于旧版《公路沥青路面施工技术规范》从压实要求上又有所提高。沥青路面的压实度采取重点对碾压工艺进行重点控制,包括压路机的配置(台数、吨位及机型),排列和碾压方式,压路机与摊铺机的碾压距离,碾压温度,碾压速度,压路机洒水(雾化)情况,碾压段长度,调头方式等。
　　我国沥青路面发生早期破坏,经常是由于压实不足造成的。改善压实工艺,保证混合料充分压实是提高沥青路面建设质量的关键,尤其是当沥青层层厚较薄,采用的混合料粗集料较多时,混合料温度下降更快,可供碾压的时间更短,对压实要求更高。我国历来的规范对压实都强调碾压遍数,把重点放在碾压工艺上。其中最重要的是压路机的数量和配置,需要的压路机台数可根据与铺筑匹配的原则,由压路机宽度、速度、要求的碾压遍数确定。如果认真按要求碾压,即压实工艺已经尽了最大努力,压实度就肯定能达到。
　　2.4路面结构中设排水层或防水层
　　从我国沥青路面的早期破坏来看,往往表面水还没有来得及渗透到中层或下层,表面层、中面层就开始破坏。这是与水泥混凝土路面明显不同之处,水泥混凝土路面的水破坏只能是水到达基层顶面并产生冲刷唧泥后发生。因此,如果在较厚沥青面层下面设置排水层,可能起不到明显作用。只有在沥青面层较薄的情况下,排水层和防水层才能明显地减轻,甚至消除水破坏。雨水透人后,如何让它及时排出路面结构层而不滞留在内,显然十分重要,特别在多雨潮湿地区更是如此。我国的路面结构设计习惯上不考虑路面内部排水,结果是水进得去但出不来,导致许多水破坏现象。通过已有资料中试验路证明,一旦水进入路面结构层后,最好的办法是在面层底部设置多孔隙沥青混合料排水层,使水能尽快排出路外,从而减轻水破坏。
　　3结束语
　　本文针对公路沥青路面质量通病中的水破坏作出了简要分析,并提出了防范措施,包括对原材料的质量控制,对施工管理的要求等,解决了沥青路面水破坏的质量隐患。