高速公路瀝青路面水損壞及防治措施
發布時間：2010-01-14 共1頁
摘 要：文章論述了高速公路瀝青路面中的許多損壞都與水有關，提出加強路面排水，把好設計、施工質量關，可以減少這類路面的早期損壞。
關鍵詞：高速公路；瀝青路面；水損壞；防治
高速公路瀝青路面表面層受雨水和車輪輾壓的作用，容易出現表面層松散，坑洞、擁包、縱橫向裂縫以及雨水沿縫下滲形成的啃邊、局部沉陷、翻漿等現象。這些病害一般都發生在雨季，基本上都與水有關。
1、水損壞特點及原因
1.1高速公路水損壞具有以下特點
1.1.1損壞發生在雨季，特別是梅雨季節；
1.1.2行車道尤其是重車道比超車道破壞嚴重；
1.1.3發生水損害的地方一般透水較為嚴重，排水不暢通的部位，挖開路面面層，可見下面有積水或浮漿；
1.1.4破壞之初一般先有小塊的網裂，冒白漿（唧漿），然后松散成坑洞。
1.2水損壞原因
1.2.1表面產生坑洞由于瀝青混凝土的不均勻性，坑洞總是首先在局部瀝青混凝土空隙率較大處產生。通常采用半開式（Ⅱ型）瀝青混凝土表層時，產生的水損破壞更為嚴重。事實表明，只要有自由水侵入并滯留在瀝青混凝土的孔隙中，不管是傳統純瀝青混凝土，還是改性瀝青或加抗剝落劑的SMA，在大量行車作用下，都會產生瀝青剝落現象。
1.2.2表面層和中面層同時產生坑洞以及局部表面產生網裂和變形當表面層和中面層都是空隙率較大的半開級配瀝青混凝土，而底面層為空隙率較小的密實瀝青混凝土時，降水過程中，自由水較易滲入并滯留在表面層和中面層內。當表面層是半開級配、中面層為密實式瀝青混凝土時，在較長時間的降水過程中，自由水透入表面層后較長時間從中面層的薄弱處浸入中面層，并滯留在表面層和中面層內。大量快速行車使此兩層瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青剝落，導致表面產生網裂、形變和向外側推擠或產生坑洞。
1.2.3唧漿、網裂、坑洞水透過瀝青面層滯留在半剛性基層頂面，在大量快速行車作用下，自由水產生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細料形成灰白漿。灰漿通過各種形狀裂縫被行車壓唧到路表面，可使路面產生網裂、變形或坑洞。
1.2.4橋面唧漿或坑洞橋梁、通道等構造物以及水泥混凝土鋪裝層上的瀝青混凝土面層相對于路基上的面層更容易產生坑洞。橋面產生坑洞也往往是先產生唧漿（白漿），接著形變、網裂和坑洞。
1.2.5瀝青面層空隙率過大產生滲水據資料顯示：當瀝青路面的空隙率小于8%時，瀝青層中水在荷載作用下一般不會產生動水壓力，不容易造成水損破壞。當排水性混合料的路面空隙率大于15%時，一般都采用改性瀝青，且水能夠在空隙中自由流動，也不容易造成水損破壞。而當路面實際空隙率在8%～15%的范圍時，水容易產生較大的毛細壓力成為動力水，造成瀝青混合料的水損壞。
2、水損壞防治措施
2.1路面排水
2.1.1路面結構滲水在高速公路中，面層為三層式瀝青混凝土，基層及底基層為半剛性路面結構時，面層為了能夠提供較大摩擦力而采用孔隙率較大的中粒式瀝青混凝土，少量的路面雨水不可避免地通過結構孔隙下滲，浸濕路面基層及土基，將導致路面強度降低。為了迅速排除下滲水分，在基層頂面加鋪一層瀝青封層，并延伸至路肩排水相連接。
2.1.2路槽排水在石灰巖挖方路段，為防止裂隙水浸濕路面基層及底基層，導致石灰巖本身裂隙加劇，應設置路槽排水。在路面結構設計時，底基層采用20cm級配碎石，兼作調平層與排水層。在路兩側土路肩部位（邊溝內側）設置（40×50）cm碎石盲溝，盲溝沿路肩布置，在填方路段合適的位置通過橫向硬塑料排水管將水排出。路線縱坡較大時，在土石挖方交界附近應設橫向盲溝，防止水分浸入填方路基。
2.1.3超高段路面排水超高路段在超高側的路緣帶范圍內設集水槽，利用超高橫坡將路面雨水排至集水槽內。每150m左右設一集水井，通過橫向排水管、邊坡急流槽將路面水排至路基排水溝內。
2.1.4路肩排水路基附近的地面積水及高的地下水是形成翻漿的重要條件。為了及時排除春融期間路基中的自由水，達到疏干路基上部土體的目的，可以在路肩上設置橫向盲溝。土路肩下面設置20cm的縱向碎石盲溝，接觸面上涂抹瀝青并鋪設防滲土工布。在路肩邊緣的石砌鑲邊中，按3～4m的間距橫向埋設￠5cm硬塑料排水管，排除路肩部分的碎石盲溝積水。
2.2中央分隔帶排水采用凸型中央分隔帶使大部分雨水自行排至路面外，但仍有部分水會滲入中央分隔帶內。為防止這部分水滲入路面基層、底基層和土基，在中央分隔帶內的路面兩端部分及中央分隔帶底部用水泥沙漿抹2cm，然后涂瀝青，再鋪防滲土工布，中央分隔帶底部采用縱向碎石盲溝和設橫向排水管的排水系統。在縱向碎石盲溝內埋設軟式透水管，每隔50～70m設置一個集水槽，再經橫向排水管排出路基外。
2.3把好施工質量瀝青混凝土施工質量的好壞是防止或減少瀝青路面出現水害的重要因素。目前，高速公路的瀝青路面多為三層攤鋪。多雨地區，下兩層應為Ⅰ型瀝青混凝土，減少其空隙率；面層可為Ⅱ型瀝青混凝土或抗滑表層，增大其透水性，改善雨天行車條件。在保證瀝青混凝土強度及高溫穩定性的同時，必須足夠重視瀝青混凝土的水穩定性及瀝青與碎石的粘附性能，粘附性能最好能達到5級。
碎石質量的好壞是保證瀝青混凝土質量的關鍵。目前，我國公路瀝青路面用的碎石大多是從市場采購的，達不到碎石“專項專用”的要求。碎石質量無法保證，級配不佳，針片狀含量超標，是導致瀝青混凝土品質不穩定及空隙增大的主要原因。瀝青路面用的碎石必須統一集中生產，采用先進的生產工藝，嚴格篩分，不合格的碎石絕不用于瀝青路面施工。
2.4做好下封層設計施工下封層是多雨地區防止瀝青路面滲水病害的最主要的措施，下封層質量不好，引起路面水下滲。即使路面質量好，短期不出現水損害，但路面的耐久性將大大縮短。在有些設計中多雨地區瀝青路面只設計了瀝青透層，而沒有設計下封層；而有的設計了下封層，施工時卻為透層。由于我國高速公路大多采用二灰（水泥）穩定碎石基層，基層頂面往往存積粉塵，很難清掃干凈至完全露出碎石，瀝青透層可以滲入碎石的間隙，但在粉塵上無法牢固粘結，施工車輛行駛時會出現起皮和卷帶。致使透層不完整，起不到防水作用。
多雨地區基層頂面必須設計下封層，下封層的形式應綜合考慮基層的材料和施工工藝情況，確保下封層有效防水。中央分隔帶的防水封層應與下封層同時施工，使封層覆蓋路基全斷面，施工時應將中央分隔帶內多余松散的底基層和基層予以清除。
2.5提高瀝青混合料的水穩定性為了滿足表面層抗滑性能對集料質量的要求，有些地區不得不采用與瀝青粘附性能不好的酸性集料，致使瀝青混合料的抗水損能力嚴重不足。有的即使采用了抗剝落劑，但質量甚差，尤其是許多胺類抗剝落劑，一般在溫度100℃以上就會遇熱分解、揮發，在拌和、貯存、運輸、鋪筑過程中都在分解，使用效果不好，導致水損害破壞。為此建議采用與瀝青粘附性不好的酸性集料時，首先應考慮采用消石灰為作為改善粘附性的措施。如果采用抗剝落劑，必須使用確實長期有效的抗剝落劑。
2.6加強瀝青層與瀝青層之間的粘結許多工程的施工順序不當，各層之間施工間隔太長，甚至在瀝青面層鋪筑過程中或鋪筑后，再開挖中央分隔帶，埋設管道，挖出的土污染了瀝青面層；有的甚至不灑粘層油，塵土影響了上下層的粘結力。施工規范對粘層油的規定要求不嚴格也是缺陷之一。為此建議強化施工計劃安排，所有開挖埋設、綠化等工序應在基層施工過程中同步完成，最后鋪筑瀝青面層。嚴格禁止在瀝青面層鋪筑過程中或鋪筑后將挖出的土堆放在瀝青層上造成污染。
2.7提高壓實標準，增加現場空隙率指數攤鋪瀝青混凝土時，灑入改性瀝青，同時提高壓實度，使高溫混合料進入碎石的空隙中，使瀝青膜融化。碾壓密實后，使瀝青膜上撤的白碎石全部變成瀝青碎石，并嵌入面層底部形成一個整體。確保瀝青混凝土的壓實度在95%以上，現場空隙率接近8%.
「參考文獻」
[1]龍錦松。多雨地區混凝土路面滲水病害探討[J].中南公路工程，2000，（4） . [2]沈國平。多雨地區瀝青路面滲水病害探討[J].公路，2000，（4） .
關鍵詞：高速公路；瀝青路面；水損壞；防治
高速公路瀝青路面表面層受雨水和車輪輾壓的作用，容易出現表面層松散，坑洞、擁包、縱橫向裂縫以及雨水沿縫下滲形成的啃邊、局部沉陷、翻漿等現象。這些病害一般都發生在雨季，基本上都與水有關。
1、水損壞特點及原因
1.1高速公路水損壞具有以下特點
1.1.1損壞發生在雨季，特別是梅雨季節；
1.1.2行車道尤其是重車道比超車道破壞嚴重；
1.1.3發生水損害的地方一般透水較為嚴重，排水不暢通的部位，挖開路面面層，可見下面有積水或浮漿；
1.1.4破壞之初一般先有小塊的網裂，冒白漿（唧漿），然后松散成坑洞。
1.2水損壞原因
1.2.1表面產生坑洞由于瀝青混凝土的不均勻性，坑洞總是首先在局部瀝青混凝土空隙率較大處產生。通常采用半開式（Ⅱ型）瀝青混凝土表層時，產生的水損破壞更為嚴重。事實表明，只要有自由水侵入并滯留在瀝青混凝土的孔隙中，不管是傳統純瀝青混凝土，還是改性瀝青或加抗剝落劑的SMA，在大量行車作用下，都會產生瀝青剝落現象。
1.2.2表面層和中面層同時產生坑洞以及局部表面產生網裂和變形當表面層和中面層都是空隙率較大的半開級配瀝青混凝土，而底面層為空隙率較小的密實瀝青混凝土時，降水過程中，自由水較易滲入并滯留在表面層和中面層內。當表面層是半開級配、中面層為密實式瀝青混凝土時，在較長時間的降水過程中，自由水透入表面層后較長時間從中面層的薄弱處浸入中面層，并滯留在表面層和中面層內。大量快速行車使此兩層瀝青混凝土中部分碎石上的瀝青剝落，導致表面產生網裂、形變和向外側推擠或產生坑洞。
1.2.3唧漿、網裂、坑洞水透過瀝青面層滯留在半剛性基層頂面，在大量快速行車作用下，自由水產生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細料形成灰白漿。灰漿通過各種形狀裂縫被行車壓唧到路表面，可使路面產生網裂、變形或坑洞。
1.2.4橋面唧漿或坑洞橋梁、通道等構造物以及水泥混凝土鋪裝層上的瀝青混凝土面層相對于路基上的面層更容易產生坑洞。橋面產生坑洞也往往是先產生唧漿（白漿），接著形變、網裂和坑洞。
1.2.5瀝青面層空隙率過大產生滲水據資料顯示：當瀝青路面的空隙率小于8%時，瀝青層中水在荷載作用下一般不會產生動水壓力，不容易造成水損破壞。當排水性混合料的路面空隙率大于15%時，一般都采用改性瀝青，且水能夠在空隙中自由流動，也不容易造成水損破壞。而當路面實際空隙率在8%～15%的范圍時，水容易產生較大的毛細壓力成為動力水，造成瀝青混合料的水損壞。
2、水損壞防治措施
2.1路面排水
2.1.1路面結構滲水在高速公路中，面層為三層式瀝青混凝土，基層及底基層為半剛性路面結構時，面層為了能夠提供較大摩擦力而采用孔隙率較大的中粒式瀝青混凝土，少量的路面雨水不可避免地通過結構孔隙下滲，浸濕路面基層及土基，將導致路面強度降低。為了迅速排除下滲水分，在基層頂面加鋪一層瀝青封層，并延伸至路肩排水相連接。
2.1.2路槽排水在石灰巖挖方路段，為防止裂隙水浸濕路面基層及底基層，導致石灰巖本身裂隙加劇，應設置路槽排水。在路面結構設計時，底基層采用20cm級配碎石，兼作調平層與排水層。在路兩側土路肩部位（邊溝內側）設置（40×50）cm碎石盲溝，盲溝沿路肩布置，在填方路段合適的位置通過橫向硬塑料排水管將水排出。路線縱坡較大時，在土石挖方交界附近應設橫向盲溝，防止水分浸入填方路基。
2.1.3超高段路面排水超高路段在超高側的路緣帶范圍內設集水槽，利用超高橫坡將路面雨水排至集水槽內。每150m左右設一集水井，通過橫向排水管、邊坡急流槽將路面水排至路基排水溝內。
2.1.4路肩排水路基附近的地面積水及高的地下水是形成翻漿的重要條件。為了及時排除春融期間路基中的自由水，達到疏干路基上部土體的目的，可以在路肩上設置橫向盲溝。土路肩下面設置20cm的縱向碎石盲溝，接觸面上涂抹瀝青并鋪設防滲土工布。在路肩邊緣的石砌鑲邊中，按3～4m的間距橫向埋設￠5cm硬塑料排水管，排除路肩部分的碎石盲溝積水。
2.2中央分隔帶排水采用凸型中央分隔帶使大部分雨水自行排至路面外，但仍有部分水會滲入中央分隔帶內。為防止這部分水滲入路面基層、底基層和土基，在中央分隔帶內的路面兩端部分及中央分隔帶底部用水泥沙漿抹2cm，然后涂瀝青，再鋪防滲土工布，中央分隔帶底部采用縱向碎石盲溝和設橫向排水管的排水系統。在縱向碎石盲溝內埋設軟式透水管，每隔50～70m設置一個集水槽，再經橫向排水管排出路基外。
2.3把好施工質量瀝青混凝土施工質量的好壞是防止或減少瀝青路面出現水害的重要因素。目前，高速公路的瀝青路面多為三層攤鋪。多雨地區，下兩層應為Ⅰ型瀝青混凝土，減少其空隙率；面層可為Ⅱ型瀝青混凝土或抗滑表層，增大其透水性，改善雨天行車條件。在保證瀝青混凝土強度及高溫穩定性的同時，必須足夠重視瀝青混凝土的水穩定性及瀝青與碎石的粘附性能，粘附性能最好能達到5級。
碎石質量的好壞是保證瀝青混凝土質量的關鍵。目前，我國公路瀝青路面用的碎石大多是從市場采購的，達不到碎石“專項專用”的要求。碎石質量無法保證，級配不佳，針片狀含量超標，是導致瀝青混凝土品質不穩定及空隙增大的主要原因。瀝青路面用的碎石必須統一集中生產，采用先進的生產工藝，嚴格篩分，不合格的碎石絕不用于瀝青路面施工。
2.4做好下封層設計施工下封層是多雨地區防止瀝青路面滲水病害的最主要的措施，下封層質量不好，引起路面水下滲。即使路面質量好，短期不出現水損害，但路面的耐久性將大大縮短。在有些設計中多雨地區瀝青路面只設計了瀝青透層，而沒有設計下封層；而有的設計了下封層，施工時卻為透層。由于我國高速公路大多采用二灰（水泥）穩定碎石基層，基層頂面往往存積粉塵，很難清掃干凈至完全露出碎石，瀝青透層可以滲入碎石的間隙，但在粉塵上無法牢固粘結，施工車輛行駛時會出現起皮和卷帶。致使透層不完整，起不到防水作用。
多雨地區基層頂面必須設計下封層，下封層的形式應綜合考慮基層的材料和施工工藝情況，確保下封層有效防水。中央分隔帶的防水封層應與下封層同時施工，使封層覆蓋路基全斷面，施工時應將中央分隔帶內多余松散的底基層和基層予以清除。
2.5提高瀝青混合料的水穩定性為了滿足表面層抗滑性能對集料質量的要求，有些地區不得不采用與瀝青粘附性能不好的酸性集料，致使瀝青混合料的抗水損能力嚴重不足。有的即使采用了抗剝落劑，但質量甚差，尤其是許多胺類抗剝落劑，一般在溫度100℃以上就會遇熱分解、揮發，在拌和、貯存、運輸、鋪筑過程中都在分解，使用效果不好，導致水損害破壞。為此建議采用與瀝青粘附性不好的酸性集料時，首先應考慮采用消石灰為作為改善粘附性的措施。如果采用抗剝落劑，必須使用確實長期有效的抗剝落劑。
2.6加強瀝青層與瀝青層之間的粘結許多工程的施工順序不當，各層之間施工間隔太長，甚至在瀝青面層鋪筑過程中或鋪筑后，再開挖中央分隔帶，埋設管道，挖出的土污染了瀝青面層；有的甚至不灑粘層油，塵土影響了上下層的粘結力。施工規范對粘層油的規定要求不嚴格也是缺陷之一。為此建議強化施工計劃安排，所有開挖埋設、綠化等工序應在基層施工過程中同步完成，最后鋪筑瀝青面層。嚴格禁止在瀝青面層鋪筑過程中或鋪筑后將挖出的土堆放在瀝青層上造成污染。
2.7提高壓實標準，增加現場空隙率指數攤鋪瀝青混凝土時，灑入改性瀝青，同時提高壓實度，使高溫混合料進入碎石的空隙中，使瀝青膜融化。碾壓密實后，使瀝青膜上撤的白碎石全部變成瀝青碎石，并嵌入面層底部形成一個整體。確保瀝青混凝土的壓實度在95%以上，現場空隙率接近8%.
「參考文獻」
[1]龍錦松。多雨地區混凝土路面滲水病害探討[J].中南公路工程，2000，（4） . [2]沈國平。多雨地區瀝青路面滲水病害探討[J].公路，2000，（4） .
