高速公路沥青路面水损坏的原因和防治对策

发表时间:2020/7/6   来源:《城镇建设》2020年3月8期   作者:白伟
[导读] 沥青路面的水损坏是目前国内外普遍存在的路面破坏形式

         摘要:沥青路面的水损坏是目前国内外普遍存在的路面破坏形式,本文分析了路面水损坏产生的机理和原因,提出了高速公路防治路面水损坏的方法和措施。
         关键词:沥青路面;水损害原因;防治对策
0  引言
         由于沥青混凝土路面面层具有良好的高低温稳定性和良好的行车舒适性,适用于各种类型的车辆通行,因此在高速公路等各等级公路中广泛应用。
         沥青路面病害中常见一种是由于水引起的病害,统称为“沥青路面水损坏”,表现为沥青与矿料之间的粘结力丧失,从矿料表面脱落。同时,在车辆荷载作用下,路面混合料状态变得松散,集料从路面脱落后形成坑槽等,近年来引起了多方面的关注[1-4]。
1  路面水损坏的形式和特点
         水损坏的早期表现形式为局部泛油或失稳,随后在车辆荷载作用下混合料丧失强度,松散剥落,形成坑槽。这种病害往往集中出现在大雨过后[5]。
2  水的来源和产生水损坏的原因
2.1  路面结构内部水的来源
         造成路面水损坏的水主要来源于一下4种途径[6]:
         (1)路表水。大气降水时,如路面积水不能快速由路面横、纵坡排除,路表水将通过路表孔隙或裂缝渗入路面结构内部,形成结构内部积水。试验结果表明,当降水量达到500ml/h时,可达到20%~95%的入渗率。
         (2)路面纵坡平缓时,高水位向路面的渗流水。
         (3)地下水位上升产生的地下水。
         (4)四是路基饱和区水位在毛细作用下输送至路面结构层中的水。试验结果表明,在毛细作用下,沙土使地下水位上升1.3~2.5m,粘土可使地下水位上升6m以上。
2.2  产生路面水损坏的原因
2.2.1  路面设计问题
         路面横坡或路面排水设计不合理,路表流速缓慢,滞留时间长,使得降水无法从路表或路面结构内部及时排出。
2.2.2  施工质量问题
         沥青面层在施工中,混合料配合比、油石比、摊铺碾压温度控制、封层施工等未严格把控,路面各结构层碾压不到位,表面层施工时胶轮压路机减少压实变数致使表层未挤压密封;挖方段边沟和渗沟等排水设施施工质量存在问题,无法有效的起到排水、隔水作用。
2.2.3  其他原因
         沥青路面水损坏还与原材料性质和施工环境条件有关。集料与沥青的粘着力与沥青的粘附性和集料的酸碱性相关。同时,我国规范对高速公路沥青路面粗集料的粘结性进行了明确规定,即干燥地区应大于4级,潮湿地区大于5级。但是,按上述标准控制的沥青粘附性检测方法有一定的局限性,埋下了发生水损坏的隐患。
         当细集料过多时,沥青混合料不易搅拌均匀,这就降低了沥青膜的厚度,进而降低了沥青路面的耐久性,导致沥青路面过早开裂。如果裂缝不能及时处理,水会将会渗透到基层表面,造成翻浆唧泥。

当细集料过多时,粗集料表面将会大量吸附0.075mm以下的粉料,从而隔离了沥青路面的水稳定性。
         沥青混合料拌和时间短,沥青温度低,沥青用量不足,细集料过多。当拌和不均匀时,集料表面无法完全被沥青膜覆盖,造成沥青膜厚度不均匀或花白料,沥青不能起到有效的粘结作用,会造成沥青路面的水损坏。
         柴油和汽油能够溶解沥青,沥青路面在施工和使用过程中的出现的油污也会造成水损坏。这种破坏呈现孤立的坑槽,周围沥青路面完整,一般不会迅速扩散。
3  路面水损坏的防治措施
3.1  严格控制沥青混凝土施工质量
         严格把控沥青路面施工的各个环节,材料的选取、配合比及油石比的设计、沥青混凝土拌合、基层准备、装车运输、摊铺碾压、污染防护等环节都应该精细化、标准化管理。做好路面排水施工,在地下水位较高的地区选取透水性好的材料填筑路基,做好路面排水设施施工并加强路面横纵向排水施工管理,以减小降水的渗入。
3.2  做好封层施工
         在降水较多的地区,做好封层施工是控制路面水损坏的重要措施。如封层施工质量不好,雨水下渗到结构层中且无法排除,将严重危害路面的耐久性。
3.3  减少集料含泥量
         集料加工时应选择洁净的片石、块石进行加工,并保持除尘装置的开启,装运时避免掺入泥土。
3.4  设计完善路面综合排水系统
         (1)合理的设计路面与路肩横坡是快速有效清除路表水的关键。从排水的角度来看,路基和路肩的横坡值应该设置高值,但路基过大的横坡会影响交通安全。因此,应综合考虑这两个因素,在多雨地区采取高值,冰冻地区采取低值。
         (2)合理设置路面内外排水系统是保证沥青结构内部排水畅通的主要手段。湿滑路基地段,设置高渗透性材料碎石垫层,路基两侧设置边、渗沟,利用其透水性排出路基渗入路面结构层的水;路肩采用中砂砾石等透水材料填筑,并设置反滤层,及时排除下渗水;路基边坡中,由于纵坡较大,竖曲线凹凸不平等路段,为防止集中水流冲刷路基路肩边坡,应设置挡水带,并利用急流槽将水从路基中排出。
3.5  加强路面养护
         路面出现裂缝、坑槽等病害时,及时养护处理,避免病害进一步扩大。
4  结论与建议
         水损坏是路面常见病害,对路面寿命、使用性能危害极大,在道路使用的各个时期均有发生,对交通运输及维修养护都造成很不利的影响。因此,在公路设计和施工时中需采取相应措施,减少和避免水损坏的发生。在高速公路建设时,要结合当地气候、地质等实际情况,高度重视路表及结构层内部排水的设计和施工,减小降雨、地下水对路面影响,保证高速公路安全、稳定、高效的运行。
参考文献
[1] 刘 松,曹林涛.沥青路面水损坏原因及预防措施[J].交通科技, 2006(1):29-33.
[2] 张新天,高金岐,孔宪惠.沥青路面的水损坏及其预防对策[J].北京建筑工程学院学报, 2003,19(3):35-39.
[3] 袁文华.浅析水对沥青路面的损坏[J].青海交通科技,2004(5):29-32.
[4] 邓洪亮,孙丽霞,张志清.高速公路沥青路面早期水损坏原因和防治[J].交通科技, 2007(4):44-45.
[5] 甘雨.公路沥青路面水损坏的形成及防治对策[J].中国水运,2007,5(1):50-51.
[6] 杨瑞华,陈富坚,李素艳.高速公路沥青路面水损坏早期破坏成因[J].桂林工学院学报, 2002,22(3):256-258.


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