公路防水工程施工提示沥青混凝土路面水损害的原因及预防措施

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。
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，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。

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