沥青路面渗水现象产生的原因及防治措施

  • 格式:pdf
  • 大小:214.25 KB
  • 文档页数:2

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)

 科技信息 。规划与设计O SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION 2011年第33期 

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. :