沥青路面渗水现象产生的原因及防治措施
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2011年第33期 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION O公路与管理0 科技信息
沥青路面渗水现象产生的原因及防治措施
贾 文
(山西远方路桥集团总公司第三分公司 山西大同037006)
【摘要】本文详细地分析了沥青路面渗水产生的原因及其危害性,提出了通过合理选择面层结构类型、粗细集料的选用、混合料的合成级
配等多方面综合防治措施。
【关键词】沥青路面;渗水现象;原因
近年来.随着我国基础设施建设步伐的进一步加快.我国公路通
车里程也大幅增加。在高等级公路中 沥青混凝土路面由于其修补方
便、行车舒适性好等诸多优点而被广泛采用。然而,在已建成通车的多 条高速公路路面出现局部或大面积的网裂、坑洞、唧泥等现象。笔者通
过对多条高速公路的质量跟踪.发现出现上述现象的主要原因是沥青
路面的严重渗水
水是造成沥青路面早期破坏的一个重要因素.进入沥青面层的水
主要通过两个途径:一是通过基层渗入:二是下雨或下雪融化之水通
过沥青表面层的空隙渗入路面结构层 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,形成大面积的网裂、坑洞、唧泥等现象.大大降低了
其使用寿命。笔者通过多年的施工实践经验总结出如下防治措施:
1 完善的路面防排水系统
为防止地下水的渗人,在基层铺筑完成后,待基层表面干燥后,清
扫干表面的浮尘即洒透层油,然后加铺下封层。下封层铺好后测其渗 水系数要小于lOmL/min或不渗水。待铺筑完上面层后再筑拦水带等
排水设施将路面表面积水尽快排人排水沟流出.以防大面积的积水渗
入路面结构层而破坏路面。
2原材料的选用
2.1集料的选用 沥青面层所用的粗、细集料的各项检测指标均应满足JTG F40—
2004((公路沥青路面施工技术规范》的要求。有些指标在不提高工程总
体造价和当地材质条件能够满足的条件下.制定严于规范的标准 例
如:对于粗集料的表观密度.规范要求:表面层不小于2.60,其他层次
不小于2.50(因为如果小于该值.集料就会有更多的开口或闭口孔隙. 水分就容易从其渗入):对于粗集料的吸水率,规范要求:表面层不大
于2.0.其他层次不大于3.0 而对于大部分的集料来说都能满足该要
求甚至优于它很多.所以笔者建议将表观密度要求为:表面层不小于
2.70.其他层次不小于2.60;将吸水率要求为:表面层不大于1.0,其他 层次不大于2.0;另外。还必须考虑粗集料与沥青的粘附性等级。当使
用不符合要求的粗集料时.宜掺加消石灰、水泥或用饱和石灰水处理
后使用,必要时可同时在沥青中掺加耐热、耐水、长期性能好的抗剥落
剂.也可采用改性沥青的措施,使沥青混合料的水稳定性检验达到要
求。掺加外加剂的剂量由沥青混合料的水稳定性检验确定。对于细集 料的表观密度、含泥量(<0.075mm的含量)、砂当量规范要求分别为:
不小于2.50、不大于3.O%、不小于6O%,笔者建议对于细集料的表观
密度、含泥量(<O.075mm的含量)、砂当量要求分别为:不小于2.60、不
大于1.5%、不小于70%。对于矿粉等填料要严格控制其细度必须满足
规范要求。
2.2沥青的选择 沥青作为一种有机的胶结材料.它的等级的选择尤为重要 因为
它的粘结力会直接影响到沥青混合料的空隙率.而沥青混合料的空隙
率的大小决定了沥青路面是否渗水 沥青等级的选择应大体遵循以下
原则:对于高速公路、一级公路.夏季温度高、高温持续时间长、重载交
通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段,尤 其是汽车荷载剪应力大的层次.宜采用稠度大的沥青.也可提高高温
234 气候分区的温度水平选用沥青等级:对于冬季寒冷的地区或交通量小
的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青;对温度日温差、
年温差大的地区宜注意选用针入度指数大的沥青。当高温要求与低温 要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。当缺乏所需标号的
沥青时,可采用不同标号掺配的调和沥青,其掺配比例由试验确定。
3路面结构层类型的选择
为了使沥青路面表面层结构更加密实.防止雨水下渗.我们通常
选择AC一13F型路面结构层作为上面层 也就是密实型细粒式沥青混
凝土 在这里我们关键是控制2.36ram筛筛孔的通过率 通过借助 Excel2007电子表格的功能,反复调配各种集料的掺配比例.使
2.36ram筛筛孔的通过率大于40%且小于45%时为宜 这样就有效地
阻止了水分的下渗
4配合比的设计和试验段的铺筑
在选定好路面结构层的类型后.我们就需进行目标配合比的设
计,测定其各项性能指标,空隙率要严格控制在3%以内,渗水系数要
求小于90mL/min。完成目标配合比的设计,就进行生产配合比的设 计,铺筑试验路段,检测各项指标对生产配合比进行验证。在施工过程
中要严格控制沥青用量在最佳沥青用量的一0.1%~十0.2%之间。
5料仓的标定及混合料的掺配比例和混合料的拌和
高等级公路沥青混合料的拌合必须采用间歇式3000型或4000
型全电脑控制拌合设备.在拌合前必须对各冷料仓的传感计量系统进
行准确地标定以确保各冷料仓进料比例适配.不致出现溢料和等料现
象。
在选定好路面结构层的类型后,我们通过规范给定的筛孑L上、下
限通过率范围并借助Exce12007电子表格的功能按如下原则进行各 集料掺配比例的调整:
5.1对夏季温度高、高温持续时间长、重载交通多的路段.宜选用较
高的设计空隙率:对冬季温度低、且低温持续时间长的地区,或者重载
交通较少的路段.宜选用较低的设计空隙率
5.2为确保高温抗车辙能力.同时兼顾低温抗裂性能的需要 配合比 设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量.减少0.6mm以下
部分细粉的用量,使中等粒径集料较多.形成s形级配曲线.并取中等
或偏高水平的设计空隙率
5.3确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要. 经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求。
5.4根据公路等级和施工设备的控制水平.确定的工程设计级配范
围应比规范级配范围窄.其中4.75mm和2.36ram通过率的上下限差
值宜小于12%。
5.5沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能.使沥青混合料
容易摊铺和压实.避免造成严重的离析
集料通过烘干筒加热后通过各级振筛二次筛分后进人各热料仓.
我们对各热料仓的集料筛分后借助Exce12007电子表格的功能遵照
上述原则进行合理的比例调整 直到满意为止。
在拌合加热时应特别注意:集料、沥青的加热一定要严格按照
ⅡG F40—2004((公路沥青路面施工技术规范》有关规定加热.矿粉不
需加热。尤其是沥青,根据选用的等级加热至所需的温度。不能过高或
过低。温度过高,沥青老化,沥青与集料的粘结力降低.致使压实后的
混合料空隙增大,路面渗水增大;温度过低,拌合不(下转第257页)
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碰撞的物体在视图中即刻显示,便于及时更改管道布置。
图2某核电厂化水系统PDMS设备管道模型
3.4平面图出图
Draft是三维模型的直接投影,Design模型是数据源,Draft图形可
以根据Design模型刷新。进入DRAgI"模块,子模块中有自动出图子
模块Auto Drawing Production,可以选择出图内容、出图风格以及视图 方向。生成的图纸可以输出到AutoCAD,也可以生成Plot文件直接打 印。 3.i轴测图出图
进入ISODRAFT模块,ISO图中自动生成的信息包括管件号、管段
号、连接信息以及尺寸标注等。ISODRAFT按照描述进行材料统计。
4结语
在使用PDMS进行核电站三维设计中.切实感受到了前面提到的
各项优点:直观、强大的碰撞检查功能、单一数据源以保证数据准确等
优点。三维设计有效提高了我们的设计质量、设计精度和设计效率.从
而提升了我们的核心竞争力。但是PDMS三维设计软件对设计人员要 求较高.从最初建元件库到最终出图.需要设计人员熟练掌握各个模
块的应用。我们在最初使用该软件的阶段.由于管道的材质等属性发
生了变化,元件库被重新构建,模型被重新更新。图纸被重新抽取.造
成了返工,走了弯路,这也在今后的设计中积累了经验。另外.PDMS 自动标注功能还有待进一步改善 目前抽出的图还需要重新标注、二
次加工的工作量也比较大 相信随着PDMS的深入应用以及软件本身
的开发,其必将会在工程设计中发挥越来越大的作用。l
[责任编辑:王洪泽]
(上接第234页)均匀,会出现花白料,压实也不会密实。同时每盘料
拌合时间应控制在45S~60S之间。
6合理的施工工艺
混合料的摊铺、碾压对路面渗水的影响也非常大.在此过程中要
注意以下事项:
6.1严格按规范所要求的温度及时进行摊铺、碾压。如压实温度过
低,沥青混合料就不能压实.达不到所要求的压实度,路面空隙率必然
增大.渗水现象不可避免 6.2当采用两台或多台摊铺机进行纵向同时摊铺时.每两台摊铺机
之间的间距不宜大于20~30m.振动压路机的碾压速度宜控制在3~ 5km/h。纵向接缝的搭接碾压宽度为20 30cm.并对纵向接缝用大吨位
轮胎压路机进行搓揉碾压.以防渗水
6_3振动压路机应遵循“高频、低幅”原则,振动频率要求35~50Hz,振 幅为0.3~0.8ram。碾压倒车时,应先停振停车,再慢速起动,以免沥青
面层产生推拥、开裂。
总之.我们在沥青路面施工过程中严格把握以上六点关键点.沥
青路面的渗水现象将会大大地减少.沥青路面的使用寿命将会大大地 提高 我相信,在日臻完善的施工工艺和国家有关公路质量监检措施
的不断加强,公路建设质量定会得到进一步的改善。l
[责任编辑:王爽]
(上接第243页)此可见,计算出的钢轮、胶轮在规定的碾压遍数下所
需的碾压速度满足《规范》规定的碾压速度要求。 3.3混合料的温度控制
根据《规范》要求和施工时天气情况.终压温度控制在l10~ 120℃。根据前面计算,初压、复压完成后所需时间为10+10=20min。根
据现场观测.温降速度为f2~3)%/min.则20min后的混合料降温将达
到20x(2~3) ̄/min=40~60 因此.要保证复压结束后的温度不低于
l1O℃.初压温度应不低于160 ̄C,则出厂温度应为170~185℃。
3.4试验段验证
考虑到施工时环境温度较低.混合料温降较快.选择了两种碾压
工艺:第一种:1遍钢轮前静后振+4遍钢轮振动+6遍胶轮+2遍钢轮收
光;第二种:1遍钢轮前静后振+3遍钢轮振动+6遍胶轮+2遍钢轮收 光 试验段检测结果如表1所示。由表l可知,各项指标均满足要求。
表1试验段测试结果
… 附 6 / 艘^ le密艘 骁事晰艘 % ‘O -)m_|1 埔 膳
0.5 9,0 .69, 0.55. :