摘要：由于近年來(lái)高速公路路面出現水損害頻繁，嚴重影響行車(chē)的安全，因此，如何采取有效措施減輕并徹底解決水損害問(wèn)題已擺在我們面前，本文通過(guò)對沈陽(yáng)至山海關(guān)高速公路路面的調查研究，著(zhù)重從路面水損害破壞原因入手，提出解決和預防措施，以供大家日后借鑒。

　　關(guān)鍵詞：瀝青混凝土；荷載；早期病害；水損害；空隙率；滲水

　　1、前言

　　近年來(lái)，由于交通量的不斷增長(cháng)，重車(chē)增多，大型貨車(chē)超載嚴重和渠化行車(chē)的作用，給路面帶來(lái)了明顯的早期破壞逐漸增多。瀝青路面研究有關(guān)的課題也集中在車(chē)轍、低溫開(kāi)裂和疲勞開(kāi)裂這三大破壞形式上。近年來(lái)，另外兩種破壞形式——水損害和反射裂縫也逐漸引起人們的注意，也已形成世界性范圍的問(wèn)題。我國在這方面的研究還很少，還沒(méi)有引起人們足夠的重視。直至最近，一些高等級公路發(fā)生了較為嚴重的水損害問(wèn)題，也到了重視水損害問(wèn)題的時(shí)候了。沈陽(yáng)至山海關(guān)高速公路自2000年l0月通車(chē)，2001年有些路段出現了水損害現象，開(kāi)始出現少量唧漿，并拌有輕微沉陷。隨著(zhù)時(shí)間的推移，特別是長(cháng)期下雨后，路面的唧漿愈來(lái)愈多，并出現輪跡處路面向兩邊推擠而隆起，輪跡處繼續沉陷，再發(fā)展，靠近輪跡的隆起部分破損，很快就出現松散、坑洞。松散的集料表面光溜溜的，瀝青膜已剝落貽盡。這是典型水損害現象。

　　在我國南方多雨地區，水侵入路面結構內部的機會(huì )較多，行車(chē)造成的動(dòng)水壓力和抽吸力會(huì )使瀝青薄膜剝落，并導致路面產(chǎn)生嚴重的水損害。北方冰凍地區，雖然降雨量小，但凍脹和翻漿同樣會(huì )對路面造成嚴重破壞。特別在冬春季節，降雪和降水頻繁，水滲入路面結構層內部后，夜間結凍，第二天白天化凍，夜間又結凍。這種連續的凍融循環(huán)不斷加劇路面的破壞。因此，采取有效措施減輕并徹底解決水損害現象，是當前高速公路瀝青路面早期病害研究所面臨的主要問(wèn)題。

　　2、水損害的原因

　　瀝青路面的水損害是瀝青路面存在水分的條件下，經(jīng)受荷載和溫度的反復作用，使瀝青膜逐漸從集料表面剝離，并導致集料之問(wèn)的粘結力喪失，而發(fā)生路面逐漸出現麻面、松散、坑槽等病害。這些損壞有以下特點(diǎn)：

　　(1)破壞發(fā)生在雨季，有時(shí)一場(chǎng)大雨就導致嚴重破壞。

　　(2)破壞之前一般先有小塊的網(wǎng)裂，出現唧漿，然后松散形成坑槽。

　　(3)發(fā)生水損害的地方一般是透水或排水不暢通的部位，挖開(kāi)可以看見(jiàn)下面有積水或浮漿。

　　(4)行車(chē)道破壞比較嚴重，超車(chē)道一般沒(méi)有破壞，這與交通量、重載和超載交通有關(guān)。

　　(5)一般不會(huì )整個(gè)路面同時(shí)破壞，這顯然是由于瀝青混合料的離析造成粗集料集中，形成局部區域空隙率過(guò)大，使路面滲水。

　　瀝青路面產(chǎn)生水損害現象既有內因也有外因。外因主要與降水量、交通量、交通組成和行車(chē)速度有關(guān)。通常降水量大的多雨潮濕地區，水損害現象較為嚴重。交通量大，超載車(chē)輛多，并且行車(chē)速度快的高速公路水損害現象非常突出。水損害的內因首先是由于瀝青混凝土的空隙率較大以及壓實(shí)度偏小，現場(chǎng)實(shí)際空隙率大，由于混凝土不均勻造成的局部空隙率更大。另外，瀝青與碎石的粘結力不足也是重要原因。還有，路面設計時(shí)未考慮路面結構層排水，沒(méi)有設置有效的防水層，不能很好的阻止水侵入結構內部，對于進(jìn)入內部的水又不能很快的排出，這樣就為水損害的形成提供了有利條件。

　　對于采用密實(shí)的I型級配路面結構，由于空隙率很小，理論上是不應該產(chǎn)生明顯的水損害現象，但實(shí)際卻不是這樣。在調查分析中可以發(fā)現，水損害經(jīng)常是一個(gè)個(gè)孤立的隨機分布的小坑洞，有的路段數量較多，有的路段數量較少。事實(shí)上，鋪成的瀝青混凝土常是不均勻的。水損害常發(fā)生在瀝青混凝土層空隙率較大和自由水容易透人的位置。當結構層不均勻性愈大時(shí)，空隙率較大的位置愈多，水損害現象也就愈嚴重。導致瀝青混凝土不均勻性大的主要原因包括：礦料顆粒組成的變化，瀝青混合料拌和不均勻(拌和時(shí)間不足)，現場(chǎng)瀝青混合料離析，瀝青混合料溫度不一致(攤鋪機后面不同位置瀝青混合料的實(shí)際溫度常有明顯差別，甚至高達40℃左右)�？梢�(jiàn)，瀝青混凝土的不均勻性是造成密實(shí)的I型級配路面產(chǎn)生水損害的原因。

　　3、水損害的預防

　　調查表明，造成瀝青路面水損害破壞的非常復雜，可以歸結為瀝青混合料空隙率過(guò)大、壓實(shí)度不足、路面滲水、路面厚度偏薄、瀝青混合料抗水損害能力不足、排水設施不完善等。水損害的預防和治理是一項非常復雜的工作，它涉及到材料的級配，結構層的設計，施工的工藝水平以及通車(chē)后的長(cháng)期養護。因此，必須從設計、施工和養護三方面綜合考慮采取多種措施，才能有效預防水損害現象的產(chǎn)生。具體如下：

　　(1)應該考慮如何使水不容易侵人路面結構層。例如，防止中央分隔帶植草植樹(shù)后水侵人路面，有的高速公路將中央分隔帶封閉后，在其上擺大盆栽樹(shù)是一種值得提倡的措施；防止凸型中央分隔帶兩側緣石與面層瀝青混凝土連接處粘結不好而透水，如京津唐高速公路那樣不作凸型中央分隔帶并取消路緣石，消除水透人面層的這一途徑。此外，當出現縱向和橫向裂縫時(shí)應該及時(shí)封閉，防止水沿裂縫侵人結構層。為較好的防止水侵人，可以使面層的各層都采用空隙率不大于5％ 的密實(shí)瀝青混凝土。實(shí)踐表明，瀝青面層中那一層空隙率大，一旦水進(jìn)人，那一層就會(huì )產(chǎn)生水損害。某高速公路瀝青面層的表層和中層都是密實(shí)的I型瀝青混凝土，但底面層是空隙率較大的Ⅱ型瀝青混凝土，開(kāi)放交通不久，在某些路段上產(chǎn)生了早期縱向裂縫。雨水從縱向裂縫進(jìn)人并滯留在底面層，使瀝青混凝土的強度顯著(zhù)減弱。雖然初期瀝青面層尚未產(chǎn)生其他明顯的水損害現象，但隨著(zhù)開(kāi)放交通時(shí)間增長(cháng)，路面逐漸產(chǎn)生了網(wǎng)裂等表面破損。因此，在保證面層混合料高溫穩定性、低溫抗裂性和抗滑性的基礎上，應該盡量減小各層混合料的空隙率，最好全部面層結構都采用空隙率不大于5％的密實(shí)瀝青混凝土。

　　(2)應該提高瀝青與礦料的粘結力。當水進(jìn)人瀝青混合料后，在快速重載車(chē)輛作用下容易產(chǎn)生瀝青剝落現象。為減輕瀝青剝落，改善瀝青混凝土的水穩定性和耐久性，需要增強瀝青與礦料的粘結力。有關(guān)研究建議，為加強粘結力應該保證中面層和

　　在快速重載車(chē)輛作用下容易產(chǎn)生瀝青剝落現象。為減輕瀝青剝落，改善瀝青混凝土的水穩定性和耐久性，需要增強瀝青與礦料的粘結力。有關(guān)研究建議，為加強粘結力應該保證中面層和底面層的粘結力不小于4級，表面層的粘結力不小于5級。

　　(3)應該提高混合料壓實(shí)標準，瀝青混凝土的壓實(shí)度不僅對瀝青混凝土的物理力學(xué)性質(zhì)有著(zhù)重要的影響，而且是決定現場(chǎng)空隙率的主要因素。對于配合比設計空隙率為4％的同一種瀝青混凝土，在不同壓實(shí)度下的現場(chǎng)空隙率有明顯差別。在壓實(shí)度為96％時(shí)，現場(chǎng)空隙率接近8％；在壓實(shí)度為98％時(shí)，現場(chǎng)空隙率接近6％，前者的滲透系數明顯大于后者。所以在實(shí)際施工中，要嚴格保證壓實(shí)度達到設計標準，表面層壓實(shí)度不小于98％，中面層和底面層不小于97％。

　　(4)應該在路面結構層中設置排水層和防水層。從我國瀝青路面的早期破壞來(lái)看，往往表面水還沒(méi)有滲透到中面層或下面層，表面層或中面層就已經(jīng)開(kāi)始破壞。鑒于當前我國高速公路建設中，很多人擔心瀝青面層薄了容易破壞，愿意用厚的瀝青面層。在這種情況下，為了防止水滲人到面層下部造成破壞，可考慮將防水層設在表面層下面。同時(shí)，應該在基層頂面設置多孔隙瀝青混合料排水層，使水能盡快排出路面結構層。

　　4、小結

　　(1)瀝青混合料和瀝青路面施工質(zhì)量及一些外部因素可能會(huì )導致瀝青路面剝落，主要是：路面排水系統不健全，路面壓實(shí)度不足，混合料離析以及集料表面粉塵太多等。

　　(2)現行瀝青路面施工技術(shù)規范關(guān)于水損害的三個(gè)指標，即粘附性大于4級強度、浸水馬歇爾穩定度大于80％，以及簡(jiǎn)化洛特曼法間接抗拉強度比TSRI≥70％，存在一些缺陷，還控制不了水損害。

　　(3)AASHTO T283利用空隙率為7％的試件來(lái)進(jìn)行試驗，模擬施工好的路面空隙率，更為科學(xué)合理，真空飽水條件更為嚴密，加上凍融循環(huán)，適合作為南方多雨有冰凍地區抗水損害的指標。

　　(4)添加抗剝落劑能改善和提高瀝青混合料抗水損害能力，但抗剝落劑(液體和石灰添加劑)對集料和瀝青有選擇性。因此，不能輕易得出某種抗剝落劑不好或是劣質(zhì)產(chǎn)品的結論，應通過(guò)周密的試驗設計來(lái)進(jìn)行篩選。石灰是一種很有效的抗剝落劑，但使用比較困難。

　　(5)即使通過(guò)了AASHTO T283的TSR≥80％的要求，也只表明這種混合料水損害潛在的危險較小，還要有健全的排水系統、通過(guò)良好的壓實(shí)等其它措施來(lái)保證。