李偉民
摘要:本文論述了瀝青路面損害的現(xiàn)象,分析其成因,提出了防治瀝青路面水損害的措施。
關(guān)鍵詞:瀝青路面;水損害
一、概述
瀝青路面具有行車舒適、維修方便的優(yōu)點(diǎn),因而我國絕大部分高等級(jí)路面為瀝青路面。
以前對(duì)瀝青路面的研究以及驗(yàn)收質(zhì)量檢測(cè)主要集中在高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和抗滑性能等方面,瀝青路面水損害的表現(xiàn)還不是很突出。隨著我國高速公路通車?yán)锍痰难杆僭鲩L(zhǎng),水損害對(duì)瀝青路面的危害很大,必須認(rèn)真研究,加以解決。
二、水損害的表現(xiàn)形式
瀝青路面水損害一般發(fā)生在通車后的2~3年內(nèi),發(fā)生的部位是在交通量特別大、超載非常嚴(yán)重的路段上,主要是在重車道車轍上散在發(fā)生,長(zhǎng)度在幾米至幾十米之間。上面層為AK型抗滑表層,沒有采用改性瀝青。
水損害的瀝青路面主要表現(xiàn)為路面存在網(wǎng)裂、龜裂、松散和坑糟。用鉆機(jī)鉆芯取樣和用鎬刨開路面檢查,發(fā)現(xiàn)半剛性基層完好,僅瀝青面層有損壞;基層與下面層結(jié)合面之間有水積聚或者潮濕,瀝青混凝土內(nèi)部潮濕。有些地方上、中、下面層的瀝青混凝土同時(shí)有損壞松散,有些地方是三層中的某一.層或二層的瀝青混凝土有松散,其余各層瀝青混凝土完好。損壞的瀝青混凝土粗集料上裹復(fù)的瀝青被沖走,粗集料顆粒表面光滑。
路面面層設(shè)計(jì)和施工都是嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行的,材料試驗(yàn)、瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)、瀝青混凝土拌和、攤鋪、碾壓以及結(jié)構(gòu)層厚度都滿足要求。那么,為什么會(huì)產(chǎn)生瀝青路面損害現(xiàn)象?
三、瀝青路面水損害的成因
瀝青路面水損害成因主要分為外界環(huán)境的外部因素和瀝青路面面層本身的內(nèi)部因素。
(一)外部因素
1大交通量和超載車輛。
發(fā)生水損害的路面無一不是在非常大的交通量和超載嚴(yán)重的路段上。交通量在2萬量/日左右甚至以上,超載車重一般在40~70t之間,甚至更重。超重交通使路面承受的荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)要求,路面產(chǎn)生的彎沉盆更大更深。
2水的侵蝕
由于半剛性基層不滲水,雨水從路表面通過空隙滲到基層表面積聚起來,水在高速行駛的車輪作用下受到很大的壓力形成水流,高壓水流長(zhǎng)時(shí)間沖刷集料上的瀝青膜,結(jié)果粗集料表面的瀝青膜被沖:走,瀝青混凝土松散,強(qiáng)度降低,導(dǎo)致路面逐漸被破壞。
3溫度的影響
主要是夏季高溫和春季凍融期間的溫度變化作用較大。
在夏季高溫作用下,瀝青混凝土強(qiáng)度降低,雨季雨水較多,在路面內(nèi)部積聚的水沖擊下,路面易損壞。
春季凍融期間的溫度在零度左右變化,路面中的水分不易排除,與重載交通共同作用,對(duì)路面產(chǎn)生損害。
(二)內(nèi)部因素
內(nèi)部因素主要是路面設(shè)計(jì)規(guī)范問題。
1瀝青混凝土級(jí)配和空隙率
上面層為AK型抗滑表層,抗滑性能很好,但其空隙率為4%~10%。當(dāng)空隙率大于5%時(shí),瀝青混凝土透水性較強(qiáng),雨水滲人面層積聚,形成水損害的基本條件。
AK型抗滑表層強(qiáng)度較低,抵御重載交通和高壓水流沖刷的能力較弱。
2瀝青種類
面層沒有采用改性瀝青。采用的瀝青雖然被稱為“重交通道路石油瀝青”,但并不適用于抵御公路上的重交通產(chǎn)生的水損害和車轍損害。
歐美發(fā)達(dá)國家路面規(guī)范要求瀝青路面面層10~12cm以上部分采用改性瀝青。
3粗集料與瀝青的粘附性
出于耐磨抗滑考慮,抗滑表層采用玄武巖、安山巖等石料,這些石料與瀝青的粘附性有時(shí)不能滿足4級(jí)以上的要求,就要摻加抗瀝青剝落劑。國內(nèi)一些公路部門報(bào)道,某些胺類抗瀝青剝落劑經(jīng)過施工期間的高溫作用后,其抗剝落性能降低很多,使得石料與瀝青的粘附性達(dá)不到4級(jí)以上,在水的沖刷下,瀝青膜易剝落,造成路面水損害。
4層間結(jié)合
三層瀝青面層之間和下面層與基層之間的結(jié)合緊密非常重要,由于施工時(shí)個(gè)別地方粘層油撒布不均勻或塵土污染,造成層間結(jié)合不好,形成滑動(dòng)面。層間連續(xù)還是層間滑動(dòng),對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響很大。層間滑動(dòng)會(huì)造成路面強(qiáng)度下降,影響路面耐久性。
5路面面層內(nèi)部排水措施不力
路表排水采用路面橫坡和泄水槽,路面內(nèi)部排水采用盲溝,中央分隔帶排水采用排水管。排除路面面層內(nèi)部水分措施不力,雨水滲人面層后排除不暢。
四、路面水損害的防治措施
(一)建議制定地方性路面設(shè)計(jì)指南
制定地方性路面設(shè)計(jì)指南,對(duì)于交通量超過1萬輛/日的高等級(jí)公路,瀝青路面的上面層和中面層。要求采用改性瀝青;對(duì)于上面層,要求采用瀝青馬蹄脂碎石混凝土(SMA)結(jié)構(gòu)。采用以上措施,可有效,提高路面面層強(qiáng)度和耐久性。
(二)采用合適的瀝青混凝土空隙率
經(jīng)試驗(yàn)證明,瀝青混凝土空隙率控制在3%~5%之間為宜,瀝青混凝土形成密實(shí)不透水結(jié)構(gòu)。瀝青混凝土空隙率過大,路面易滲水;空隙率過小,路面易泛油。
(三)保證粗集料與瀝青的粘附性
保證粗集料與瀝青的粘附性達(dá)到4級(jí)以上。如摻加抗瀝青剝落劑,則要檢測(cè)瀝青剝落劑的熱穩(wěn)定性是否合格
(四)保證集料清潔
瀝青混凝土粗、細(xì)集料要求清潔無土,滑泥量指標(biāo)滿足要求,以增強(qiáng)與瀝青的粘結(jié)力。
(五)粘層油撒布均勻,防止層間塵土污染
撒布粘層油之前要清掃作業(yè)面,除去塵土等污物。粘層油撒布要均勻,過少或過多都影響路面使用情況。
(六)采用良好的路面內(nèi)部排水措施
在基層上表面沿縱向和每隔一定距離的橫向上設(shè)置滲水管,滲水管上面設(shè)有砂礫反濾層,滲水管表面橫向有刻槽,面層內(nèi)部的水順著刻槽流人滲水管內(nèi),再排除路面外。這種排水設(shè)施在歐美發(fā)達(dá)國家很常見,而且效果很好,特別是在大雨或連續(xù)幾天下雨情況下,排水效果更顯著。
五、結(jié)論
(一)隨著高等級(jí)公路建設(shè)的發(fā)展,瀝青路面水損害的問題越來越突出,它是水、高溫、重載或者水、溫度變化(凍融、重載等外界因素共同作用的結(jié)果。
(二)解決路面水損害的問題,要從路面結(jié)構(gòu)和材料人手。建議制定地方性路面設(shè)計(jì)指南,我省交通量超過1萬輛/日的高等級(jí)公路上面層結(jié)構(gòu)采用瀝青馬蹄脂碎石混凝土(SMA);上面層和中面層采用改性瀝青;瀝青混凝土空隙率采用3%~5%。
(三)保證瀝青混凝土粗集料與瀝青的粘附性達(dá)到4級(jí)以上;注意粘層油的施工,保證層間結(jié)合良好;不使用含泥量超標(biāo)的粗、細(xì)集料。
(四)采用良好的路面面層內(nèi)部排水設(shè)施。
參考文獻(xiàn):
[1]《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ014-97