沥青混凝土路面水破坏的成因及预防措施

沥青混凝土路面水破坏的成因及预防措施

　　在现在的社会生活中，越来越多的事务都会使用到措施，措施是针对情况采取的处理办法。到底应如何拟定措施呢？下面是小编为大家收集的沥青混凝土路面水破坏的成因及预防措施，仅供参考，欢迎大家阅读。

　　一、概述

　　沥青混凝土路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，因此获得越来越广泛的应用。在高速公路的建设中，我国的绝大部分高速公路都采用沥青混凝土路面。随着国民经济快速、协调发展，我国道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，使公路路面面临严峻的考验。现有高速公路的有效服务时间普遍未能达到其设计使用年限，常常在通车2至3年后便出现了较为严重的早期破损现象。在当前公路建、养资金严重不足的情况下，研究沥青路面的早期破损原因及防护具有特别重要的现实意义。

　　沥青路面的破坏形式主要表现为车辙、低温开裂和疲劳开裂，从60年代以来，几乎大多数与沥青路面研究有关的课题也集中在这三大破坏形式上。近年来，另外两种破坏形式——水损害和反射裂缝也逐渐引起人们的注意，也已形成世界性的问题。

　　二、沥青混凝土路面水损害产生原理浅析

　　雨水通过沥青面层空隙或缝隙，或者由分隔带或路肩渗入到路面结构内，若 考试 大不能够及时予以排除，就会浸湿各结构层材料甚至路基土，使其强度下降，变形增加，承载力降低，使用寿命缩短。进入路面结构层之间空隙中的水分，在汽车轮动态荷载的作用下，成为高孔隙水压力和高流速的水流，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，水分逐渐渗入沥青与集料的界面上，沥青膜从集料表面脱落（剥离），沥青混合料出现掉粒、松散，继而形成沥青混凝土路面水损性坑槽。从而使整个路面结构的使用性能迅速变坏。

　　三、混凝土路面水损害产生的原因及相应预防措施

　　1、路面排水系统不健全。

　　国内部分高等级公路没有设计排水结构层，只是希望在上面层和中面层之间排水，同时在路肩上设置了碎石盲沟，通过碎石盲沟将上、中面层间的水排出。事实上，由上面层渗入的水，无法从碎石盲沟排出，而长期滞留在路面中或通过中、下面层空隙以及裂缝渗到中、下面层。在车轮荷载作用下，部分路面水变成有压水，特别在夏季，温水加剧了集料上沥青膜的剥离，造成路面松散脱落。

　　因此，应合理设置中央分隔带和路肩的防、排水设施。如在中央分隔带或路肩范围内铺设不透水或低透水性的防渗层，以达到防水阻渗、保护路面结构的目的。

　　防渗层的设置，应与中央分隔带或路肩排水结合起来，统一考虑。防渗层可以采用表层铺面型式，也可采用下卧埋置的下封式或侧封式，还可采用它们的组合型式。防渗层可选用沥青处治混合料或土工合成材料，水泥混凝土，浆砌混凝土预制块或石材等。需要引起注意的是，设置的防渗层或镶边路缘石与沥青路面边缘相接时，接缝应填充密实，衔接紧密，以防雨水侵渗进入路面结构内部。

　　路面水通过路面横坡向下侧的中央分隔带或路肩排流，再由中央分隔带或路肩排水设施予以排除。担负路面水排泄任务的中央分隔带或路肩，应为可能渗入路面结构内部的水分留出向外渗排的通路，避免水分被长时间积滞在路面结构内部无法排出而造成破坏。中央分隔带或路肩内的这种渗排通路上的填料，应采用透水性好的材料，如细粒含量少的粗粒土，沥青或水泥处治开级配粗集料等。路面边缘外设有路缘石时，为防止路缘石阻水，宜考虑采用多孔隙的沥青或水泥处治开级配碎（砾）石材料做路缘石。一般情况下，针对沥青面层和基层范围内的渗入水，考虑设置向外渗排的通路。设有下封层时，可只针对下封层以上范围内的渗入水。

　　2、压实度不足是早期水损害最普遍的原因。

　　研究表明，热拌沥青混合料4%～5%的空隙率就认为是不透水的，也就是说与水损害无关。大多数沥青混合料设计空隙率为3%～5%，当施工完毕，大多数要求达到92%的最大理论密度，也就是说，空隙率为8%，2～3年后，可以认为是达到了设计空隙率。路面没有压好，空隙率高于8%，就易渗水，就会引起路面松散。研究表明：空隙率在8%～12%之间的路面是水损害最容易发生的区域，小于8%水不容易进去，而大于12%水很容易流走，但必须要设置排水的结构层。

　　因此，沥青混凝土面层施 考试 大工时，应进行充分压实，尽量减小压实后的剩余空隙率，并在施工过程中现场对这一指标进行跟踪检测。对于沥青混凝土面层的压实度标准，应适当提高沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准，尤其是表面层的压实度控制标准，以使沥青面层在施工过程中得到更充分压实，尽量减小剩余空隙率。建议沥青混凝土面层施工过程中的压实度控制标准，在原来的基础上再提高1个百分点，表面层提高两个百分点。这就是说，高速公路、一级公路、城市快速路、主干路，表面层98%，其他各层97%.沥青面层施工过程中，建议增设现场压实后剩余空隙率这一检测指标。关于这一指标的控制标准，建议按照所采用沥青混合料类型的马歇尔试验技术指标中空隙率的规定高限值来控制表面层。

　　3、沥青路面存在其他原因引起的裂缝、车辙、坑槽等病害。

　　沥青路面在使用过程中，会出现裂缝、麻面、松散、坑槽、泛油、油包、拥包、脱皮、啃边等破损病害。若不能及时有效地处治修复，将导致病害加重扩散，并引发路面渗水破坏，从而形成恶性循环，加速沥青路面破坏。因此应及时修复沥青路面局部破损，有效处治各种病害。

　　完善路面结构排水系统。路面结构设计应保证地表水、地下水及时排出结构之外。沥青材料选择应考虑选取黏度大的沥青和表面活性成分含量高的沥青。集料选择，在其他各项指标满足要求的前提下，尽量选择Si02含量低的碱性集料，若不可能得到碱性集料时，应掺加外掺剂，以改善黏附性，如消石灰、抗剥离剂等。施工时保持集料干燥，无杂质，拌和充分，摊铺时不产生离析，碾压时保证达到压实要求等。

　　沥青路面的各种病害成因比较复杂,由于环境、地理气候条件的不同，病害情况不一，大体上分为两类：一类是结构性破坏；另一类是功能性破坏。针对国省道二级公路沥青路面病害的特点，总结沥青路面病害特点，病害路段进行合理维修的方法。

　　随着国省道干线二级网化的逐渐完善，沥青路面的不断增加，沥青路面的破坏现象十分普遍和严重的。沥青路面的各种病害成因比较复杂,由于环境、地理气候条件的不同，病害情况不一，大体上分为两类：一类是结构性破坏；另一类是功能性破坏。因此，针对沥青路面的特点，在分析各种病害产生原因的基础上，提出防治病害产生的建议，并对已产生病害路段进行合理维修，就显得十分必要了。

　　1 沥青路面常见主要病害及产生原因

　　沥青路面病害的产生除了路基强度、施工中沥青混凝土配合比控制不严、沥青混合料拌合不均、碾压效果不良等原因外，水破坏是一个主要因素。所谓水破坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象，它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。国省线干线二级公路改建路面出现主要病害有裂缝、坑槽、沉陷、唧浆、车辙、拥包、松散等。

　　1.1 裂缝。沥青路面出现的裂缝，按其成因不同分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三（包括龟裂）三种类型。裂缝是国省道公路沥青路面主要的破损形式。

　　1.2 坑槽。沥青路面的坑槽往往都有一个形成的过程，开始是局部龟裂、松散，在行车荷载和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。坑槽可分为以下几种： 路面厚度不够性坑槽；粘结层不牢坑槽；水损害性坑槽；运营期间车辆运输重物刮撞形成的坑槽；基层、低基层损坏产生翻浆形成的坑槽。

　　1.3 沉陷。路面沉陷一般是由于基层局部成形不足，强度不够，在行车荷载和自然因素等作用下形成的。通常有均匀沉陷、不均匀沉陷和局部较大面积沉陷。均匀性沉陷是由于路基路面在自然因素和行车作用下，达到进一步密实稳定的表现，这种沉陷不会引起路面破损。不均匀沉陷一般是由基层局部成型不足，强度不够，在行车荷载和自然因素等作用下形成的。对于局部大面积沉陷则往往是由于填方路基（高填方路段）的不均匀沉降或局部滑移引起的。

　　1.4 唧浆。这个病害在我们养护的41KM路段上作为一个新的路面病害频繁出现，主要是由于以二灰碎石作为基层材料的大修路面在行车作用下路面发生弹簧、裂纹、松散、鼓包、冒泥浆等程度不同的破坏。唧浆是多种因素综合作用的结果：①基层用料不当，或拌和不匀，细料过多。②低温季节施工的半刚性基层，强度增长缓慢，而路面开放交通过早，在行车与雨水作用下使基层表面粉化，形成浆水。③冰冻地区的基层，冬季水分积聚成冰，春天解冻时翻浆。④超载车辆对路面整体的破坏。

　　2 沥青路面主要病害的处治

　　目前常用的预防性养护措施，主要有稀浆封层、微薄层罩面和加铺补强层的方法等。至于采用何种措施要根据路面的破损程度来决定。其中，稀浆封层和微表处主要用于恢复路面的表面功能，加铺补强层可提高路面承载能力。在实施预防性养护措施之前要对路面上的病害进行修补（如灌缝、修补坑槽和较深车辙）当路面病害较严重时，需对原地面进行挖除处治修复后再实施。

　　2.1 路面裂缝的养护处理。裂缝的养护根本上应解决不浸入造成的病害及寿命等效益问题。裂缝的养护具有很强的时限性，表现在路面生命周期中养护时间的确定，以及养护年中养护时间的确定，根据气侯条件和裂缝的时间效应，沥青混凝土路面裂缝养护的方法很多，主要采用以下几种对裂缝进行养护处理。

　　2.1.1 普通沥青灌缝。该方法采用沥青的粘弹特性，保证裂缝封堵，防止水分的浸入。沥青通常采用道路石油沥青A—90#，施工工艺为：

　　①先用4-6MPA的压缩空气对着裂缝从一端吹至另一端，一般需吹两遍；

　　②用铁钎或铁铲铲除缝中杂物；

　　③对沥青现场加热，温度控制在150℃—160℃.用铁壶或专用容器将热沥青灌入缝内一般需浇灌2—3遍，直至灌缝材料与路面平齐为止；

　　④将清洁干燥石屑撒到灌缝表面，待沥青温度下降至常温后即可开放交通。此种方法操作简单，使用设备和人少，养护费用低廉，速度快，效果较好。但缺点是:

　　①由于未清扫裂缝造成粘结不牢固，一般第二年几乎全部需要新灌缝；

　　②夏季高温，沥青体积膨胀，部分沥青溢出路面被行车粘走；

　　③未经开缝处理，不能保证薄缝的深度；

　　④由于作业面较大和分散，长时间人工作业的危险性较大。

　　2.1.2 灌缝胶修补裂缝。灌缝胶处理裂缝方法的工艺为:

　　①施工路段车辆绕行，按照规定摆放安全标志，设专人指挥交通，并根据工程进度随时移动标志牌；

　　②按照要求尺寸沿裂缝方向进行开槽作业；

　　③清理开槽。采用高压气体进行吹缝，充分将开槽后缝内的松散颗粒和杂物彻底清理干净，一般需吹2遍；

　　④用普通液化气罐外接喷火装置，在实施灌缝前对凹槽加热，有利于灌缝胶和沥青混凝土粘结牢固；

　　⑤灌缝。在密封胶加热温度达到180℃时，加热炉自动停止加温进入保温状态，这时用灌缝机上自的具有刮平装置的压力喷头将密封胶均匀灌入槽内，灌缝分两次灌满，第一次灌入槽深次灌满并在槽口两侧拉成宽60mm，厚3mm的封层；

　　⑥养护撒料。在刚灌满的密封胶表面撒布石粉或细砂，待灌缝胶冷却至常温后即可开放交通，一般冷却时间为15分钟。灌缝胶处理裂缝,灌充分饱满，表面平整，无颗粒状胶粒，并经行车碾压后不得发生脱落变形，保持有足够的弹性。

　　2.2 沥青路面坑槽的维修。沥青路面坑槽的维修一般分为两个时期：春、夏、秋(4月初至10月末)，为常规修补期；冬季(1月初至3月末，11月至12月末)、雨天，为应急修补期。通常，坑槽有二种修补方法：热拌材料修补法、冷补材料修补法。

　　2.2.1 热拌材料修补法。坑槽位置的确定后放样；切割破碎及废渣清理；清边及坑槽清理；洒粘结油及填料，在干净的槽底、槽壁上薄刷一层粘结沥青，随即将拌和好的沥青混合料填入槽内，用耙子、铁锨将其摊铺均匀，坑槽边缘填入细料；压实：符合填料标准后，将坑槽边缘周围的废料清除干净并回收，压路机振动压实保证修补后的密实度及平整度。在碾压的同时需注意边缘处是否多料或缺料，多料应及时清除，缺料应及时增加。

　　2.2.2 冷补料修补方法。此种方法一般在冬季或雨季使用。临时修补坑槽的紧急措施是为了控制坑槽扩大，防止车辆通过时发生交通意外。修补时用小型切割机将坑槽凿成方形，把废料清除，用吹风机吹干。填冷补料。袋装冷补料要用人工捣碎，放入坑槽内，一定要掌握好松铺系数，一般应根据坑槽的深度掌握，然后找平压实，压实到成形为止后开放交通。

　　2.3 沉陷的处理。对不均匀沉落引起的路面裂缝和下沉，如路面和土基已经密实稳定，不再继续下沉，可只修补面层，并根据路面的破损状况采取以下处治措施：

　　①路面略有下沉，无破损或仅有少量轻微裂缝，可在沉陷处喷洒或涂刷粘层油，再用沥青混合料将沉陷部分填补，并压实平整。

　　②对不均匀沉落影响路面的平整度，如面积不大，可在拉毛、扫净、洒布粘层沥青后，根据沉落的程度采用不同粒径的热拌沥青混合料予以补平；如面积较大，可采用罩面处治。

　　对基层和路基结构破坏引起的沉陷，必须先将基层和土基妥善处治后，再修复面层。对于路基下坑洞、沟槽等引起的局部沉陷，应采用砂砾石、碎石、干砌或浆砌片石等将其重新回填密实，面积较大或有暗流时，宜用桥涵跨越。

　　当桥头路面沉陷高差达2cm时，应及时填铺平顺。必要时，可采用钻孔压浆处治加固桥头填土。

　　2.4 唧浆的处治

　　①测定唧浆破坏部分的范围和深度，画出大致与路中心线平行或垂直的处治挖除唧浆部分轮廓线（正方形或长方形）

　　②用切割机开槽到稳定部分，槽壁要垂直，并将槽底、槽壁清理干净。

　　③在干净的槽底、槽壁刷粘结沥青，随即填铺备好的沥青混合料，新填补部分要略高于原路面（高出量应根据处治深浅等实际情况而定），使填实压实后与原路面相平，用平板振动夯进行振轻压实。

　　国省道干线是公路网格的重要组成部分,对于促进国家经济社会发展,正日益显示出无可替代的作用。为保障公路运输及再生产连续进行，必须加强公路的养护管理，以保持公路的运营能力，提高使用质量和服务水平，保证行车安全、舒适、通畅。

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