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来源：职称驿站所属分类：交通运输论文 发布时间：2012-07-26浏览：17次
摘要：目前我国已建成的高速公路早期所出现的各种病害如麻面、剥离、掉粒、松散、坑槽等大部分是因水的侵蚀引起的。水已成为造成沥青路面早期损坏，降低使用寿命的主要因素，因此，如何最大限度地避免水对沥青路面造成的危害，是保证沥青路面稳定和良好性能的关键。
关键词：高速公路；水损坏；预防对策
随着我国交通事业飞速发展，高速公路的建设里程逐年增加，对高速公路路面的耐久性研究也更加广泛和深入，在各地的高等级公路建设中，沥青路面以其表面平整度好、振动小、行车舒适、养护维修方便等优良性能得到广泛应用。据统计，我国的高速公路95%以上的路面为沥青混凝土或改性沥青混凝土路面。然而沥青路面呈现出的早期破坏已经引起了人们的高度重视，沥青路面由水引起的破坏统称“沥青路面水损坏”，是沥青路面最常见的破坏现象之一。
沥青路面的水损坏多发生在雨季或春融季节。无论是梅雨季节还是大暴雨都可能导致严重水损坏现象出现。据大量的沥青路面损坏调查和路面使用经验表明，进入路面结构的自由水是造成或加速路面损坏的主要原因。行车道的水损坏明显，超车道一般没有被破坏，说明水损坏与重车、超载交通有关联，通常是由水渗入并滞留在沥青路面中引起，而交通荷载的反复作用则加速了沥青路面的损坏。因此，必须科学合理设置路面内、外部排水系统，及时将积存在路面的水分迅速排除道路面和路基结构外，才能有利于改善路面的使用功能，大大提高其使用寿命。
一、 沥青混凝土路面水损坏主要表现：
1、 （1）路面出现麻面、剥离、掉粒、松散、坑槽；（2）路面基层受到损害，路面出现网裂、龟裂等；（3）路基变形，发生沉降、开裂等；（4）路肩坍塌。
2、一般地，沥青路面发生水损坏破坏，在其初期阶段，先是水分侵入沥青和集料的界面，降低沥青与集料的粘附性，此时水分以水膜或水气形式存在。在外部荷载和环境作用下，沥青混合料的性能开始降低，沥青与集料开始剥离，水分开始下渗并以自由水的形式存在，此后会出现唧泥、网裂、龟裂、松散、坑槽等等现象，水分可能以动水形式存在，使路面结构层过早破坏，直接影响了车辆运行和安全。
龟裂：又称网裂，通常是由于路面整体强度不足，基层软化，稳定性不良等原因引起的。其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝，逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝。沥青路面老化变脆，也会发展成网状裂缝。一般多发生在行车道，其轮迹形成龟裂。主要由路面结构强度不足引起。
松散：原因主要是采用的沥青粘结力差，沥青用量偏少，或所用的矿料过湿，铺散不匀，或所用的嵌缝料不合格而未能被沥青粘牢。对表处面还会产生大面积松散、唧泥现象，从而导致沥青面层脱落。现在主要出现在水损坏严重的路段上。
坑槽：主要原因是面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足。在行车作用下也易产生坑槽，是由龟裂和松散等其他损坏进一步发展的结果。
沉陷：一般是由基层局部成形不足，强度不够，在行车荷载和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷是由于路基不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要是路基压实不足引起，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两段出现。
车辙：车辙是在行车荷载重复作用下，路面产生累积永久性的带状凹槽。表现为沿行车带出现横向高差。主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起；另外，重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。
剥落：如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料，将会造成集料与沥青之间的粘接性不足，在行车荷载的作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而可能发展成为坑槽、松散等病害；施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。
二、沥青混凝土路面水损坏产生的原因分析
通过调查,路面产生的破坏大多和水有关,这些破坏可认为是沥青路面的水损坏,导致沥青路面产生水损坏的原因很多,分述如下:
1.矿料方面
(1)集料化学性质
“酸性石料”以硅铝为主要成分,酸性集料其表面带负电荷,性质是亲水、憎油,与沥青粘附结性不好“碱性石料”以钙、镁为主要成分表面带正电荷,与沥青粘附结性较好,而沥青呈酸,因此,选择含量低、碱值高的集料对沥青混合料的水稳性很重要的。
(2)集料洁净程度
不同采石场的石料,碎石的扁平状颗粒含量、级配方面不会一致。石料表面被粉尘或泥土裹覆。将导致粗集料与沥青的粘附性降低,增加沥青路面发生水损坏的可能。
(3)矿粉选用不当
矿粉是沥青混合料种对水稳性性影响较大的材料。它的比表面积最大,吸附的沥青量最大,所以矿粉必须是石灰岩等碱性石料的磨细矿粉。
2.沥青混合料空隙率
有研究表明,沥青层中的水在荷载作用下一般不会产生动水压力,不容易造成水损坏破坏。而排水性沥青混合料的路面空隙率比较大时,一般都采用改性沥青,水能够在空隙中自由流动,从而排除掉,也不容易造成水损坏。只有路面实际空隙率为一的时,水容易进入混合料内部,且在荷载作用下易产生较大动水压水,易造成沥青混合料的水损坏。
3.沥青与集料的粘附性
粘附性是指沥青与集料界面上的分子、原子或电子的相互作用。界面上主要发生了的物理作用和化学作用。沥青与集料发生粘附,主要是沥青酸、沥青酸配能与集料表面的碱性物质发生化学作用生成胶凝化合物而使粘附性增加,在沥青与集料的各项指标中,沥青的酸值及集料的碱值最能反映与粘附有关的化学性质。集料碱值越大、沥青酸值越大,沥青与集料的粘附性就越好。
4.沥青混合料的离析
沥青路面局部水损坏的主要原因是沥青混合料的离析,混合料粗细集料和沥青含量的不均匀是离析的表现形式。
5.路面防排水结构设置不足
大多数路面结构,其沥青面层空隙率过大,容易造成渗水,而路面设计时很少考虑路面结构层内部的排水问题,并且为了美观、透绿,设计了分隔带绿化带、路缘石、砌筑式路肩、增加了水的来源,并且阻碍了渗入路面内部的水排出。
6、.沥青混合料施工季节
当施工季节气温低、湿度大时,铺筑的沥青混合料集料和沥青间不容易形成较好的粘结,其水稳性较差,北方季冻区的沥青混合料路面,由于受冻融循环作用,水稳定性会更低,而在施工时如果摊铺、压实度不均匀,则易造成集料离析、局部不密实。
三、沥青路面水损坏的预防措施
1、完善路面排水设计
由于路基路面排水设计不够完善,对路面排水设施不够重视,造成路面破损状况较为普遍。因此在公路路面设计时,应进一步完善路面排水设计,在路面结构层中设置防水层、基层顶面设置封层,在中央分隔带处设置纵横向排水渗沟,在土路肩处采用碎石填料进行填筑,并根据实际情况有针对性地进行排水设计,减少水在路面的停留时间,以减少其对路面的破坏。
2、加强施工管理提高碾压质量
压实度对沥青路面的使用性能和使用寿命影响很大,它是保证沥青混合料密实度与空隙率大小的关键。因此在施工过程中,进一步加强管理,提高压实机具标准。根据试验段得出的碾压数据,控制碾压遍数、速度、时间、温度。碾压要均匀,派专人指挥负责,从轻到重、从慢到快、从两边到中间,轮迹要重叠,既要保证路面平整度、路拱横坡度,又要保证压实度。并根据施工规范要求的压实度抽检频率。进行抽检,发现压实度不足的地方坚决返工,保证压实度符合要求,降低混合料空隙率,减少水的侵入破坏。
3、严格控制集料规格
沥青路面的材料、集料规格,直接影响沥青与集料的粘附性能,直接影响到水损害的程度。所以应该加强对原材料的把关,每批沥青进场都要进行试验,保证沥青的粘度、延度、针入度等各项指标符合要求,对每批集料进场都要严格进行抽检、筛分。保证每批进场材料符合规格要求,坚决杜绝不合格材料进场,充分保证沥青混和料的粘结性能,提高沥青集料的粘结力,降低水对沥青路面的破坏能力。
4、采用新材料、新工艺
每一种沥青混合料,必然有一定的空隙率存在,或多或少都会遭到一定水的破坏,因此应尽可能采用新型防水材料在沥青面层表面涂上一层防水材料,形成不透水的薄膜封层,减少路面水在路面的滞留时间,使路面水尽快排到路基边沟,从而大大减少路面水的侵入,减少水对路面的破坏。
5、加强公路养护管理
公路建成后,养护是关键。要延长沥青路面的使用寿命,必须加强路面的养护管理。雨后要及时补洞,补洞要规范、整齐,严格按照《沥青公路养护技术规范》要求及操作规程进行养护,把沥青路面的病害消灭在萌芽状态,避免雨水从病害处渗入,造成路基弹簧路面大面积破坏。
结语
要消灭沥青混凝土路面水损坏质量通病，设计、施工、养护等单位必须按现行规范标准，结合工程实际，对沥青路面结构层、排水设施设计和施工问题，都应予以高度重视。这样，就能最大限度地避免地下水和地表水对沥青混凝土路面造成的水损坏，确保各级公路稳定、安全、舒适、高速地运行。
参考文献:
1、热娜•乃吉米丁《沥青路面水损害原因分析与技术措施》[J]今日科苑
2、沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社.2004.
3、李九苏.《沥青路面水损坏机理及防治对策》.公路交通科技200
《高速公路路面水损害原因及防治对策》
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文章名称： 高速公路路面水损害原因及防治对策
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