高速公路沥青路面水损坏及其防治措施

毕 业 论 文 论文题目： 高速公路沥青路面水损坏及其防治措施

系 部： 公 路 工 程 系 专业名称： 道路桥梁工程技术 班 级： ***** 学 号： 39 * 名： * * * 指导教师： * * * 完成时间： 2011 年 5 月 14 日 1

目 录 前言 .............................................................. 1 1 水损坏的特点 .................................................... 1 2 水损坏现象类型 .................................................. 2 2.1 松散类 .................................................... 2 2.2 裂缝类 .................................................... 2 2.3 变形类 .................................................... 2 2.4冻融循环破坏 ............................................... 2 3 水损坏产生的原因分析 ............................................ 3 3.1 沥青与集料的粘附性能 ...................................... 3 3.2 沥青路面施工时的孔隙率 .................................... 3 3.3 沥青路面结构层内部排水 .................................... 3 3.4沥青路面水损坏指标的评价 ................................... 4 3.5 施工条件 .................................................. 4 3.6施工后的环境条件 ........................................... 4 4 水损坏的防治措施 ................................................ 4 4.1 路面排水 .................................................. 5 4.1.1 路面结构渗水的排除 ................................... 5 4.1.2 路槽排水 ............................................. 5 4.1.3 超高路段路面排水 ..................................... 5 4.1.4 路肩排水 ............................................. 5 4.2 中央分隔带排水 ............................................ 6 4.3 把握好施工质量 ............................................ 6 4.4 做好下封层设计施工 ........................................ 6 4.5 提高沥青混合料的水稳定性和耐久性 .......................... 7 4.6 加强沥青层之间的粘结 ...................................... 7 4.7 提高压实标准，增加现场空隙率指数 .......................... 7 4.8 加强预防性养护 ............................................ 8 4.9 加强反超限运输管理 ........................................ 8 结束语 ............................................................ 8 参考文献 .......................................................... 8 1

高速公路沥青路面水损坏 及其防治措施

摘要:高速公路沥青路面在水的作用下,沥青逐渐丧失与矿物的粘结力,从矿物表面脱落,产生松散、坑洞和唧浆等现象,影响了道路的正常使用。本文在调查道路水损坏的基础上,分析了道路水损坏产生的机理和原因,提出了高速公路防治路面水损坏的方法和措施。

关键字：沥青路面 水损害 高速公路 粘结力 前言

随着高速公路沥青路面的建设和发展，沥青路面的水损坏问题已经越来越引起道路工作者的重视。所谓沥青路面水损坏，是指沥青路面在有孔隙水的工作条件下，由于交通动荷载和温湿胀缩的反复作用，进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压力抽吸的循环作用，致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面，造成沥青膜从集料表面剥落，沥青混合料内部逐渐丧失粘结力，路面结构使用性能下降，并伴随麻面、松散、掉粒、坑洞或唧浆、网裂、辄槽等病害发生。

针对这个世界性难题,国内外道路工作者对其形成机理、影响因素、评价水损坏的试验方法、指标及水损坏控制、防治等各个方面都进行过系统研究。本文着重从水损坏特点、水损坏现象类型、水损坏产生的原因分析以及水损坏的防治措施这几个方面进行研究。

1 水损坏的特点

由于季节的影响，沥青路面水损害多发生在雨季，特别是梅雨季节。发生水损坏的地方一般透水较为严重，排水不畅通。挖开路面面层，可见下面有积 2

水或浮浆，破坏之初一般先有小块的网裂，冒白浆(唧浆)，然后松散成坑洞。损害发生地段，行车道尤其是重车道比超车道破坏严重。

2 水损坏现象类型

水损坏现象的类型有松散类、裂缝类、变形类、冻融循环破坏等。 2.1 松散类 沥青面层在孔隙水压力的反复作用下，沥青膜从集料表面剥落、混合料中的集料相互之间丧失粘结力从而逐渐变软直至松垮，导致麻面、松散现象。在局部松散处，松散的集料颗粒逐渐掉粒、流失进而形成大小不一的坑洞。

2.2 裂缝类 半刚性基层基顶结合料与路表连通孔隙及裂缝处下渗的水混合，在行车荷载的反复作用下，产生的高速动水压力冲刷基顶形成灰浆并从裂缝中被挤压而形成了唧浆现象；随着基层结合料的逐渐流失，面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂，进而发展成坑洞。

2.3 变形类 在行车荷载作用下，滞留在面层内的水使集料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，沥青混合料强度不断损失直至完全松散。行车轮迹带下不仅出现了压缩变形现象，而且产生了严重的剪切破坏现象，轮下松散的沥青混合料向两侧挤出并鼓起，在轮迹带下形成车辙。辙槽内有时还伴有唧浆和网裂现象。

2.4冻融循环破坏 在冰冻地区或季节性冰冻地区，由于水凝聚结冰时体积增大，在沥青混合料内部会产生很大的膨胀力，致使混合料内部粘结力下降；当其融化时，又滞留于路面内，在行车荷载作用下加速沥青膜剥落。在路表，冰雪融水进入沥青混合料内部，在行车荷载和冻融循环的反复作用下产生破坏。而在下面层，当 3

基础有较多的细粒土和孔隙时，冬季特有的毛细水使水分逐渐积聚在基层里面，春融期过饱和的水进入下面层孔隙，在荷载反复作用下产生剥落现象和基顶冲刷。

3 水损坏产生的原因分析

通过调查，路面产生的破坏大多和水有关，这些破坏可认为是沥青路面的水损坏。导致沥青路面水损坏的原因很多，下面我们就对这一问题进行探讨。

3.1 沥青与集料的粘附性能 如沥青与矿料的化学成分，沥青与矿料表面的界面张力，沥青的粘性，矿料的空隙率，矿料的含水量和含泥量等。研究表明，若粘附性不足4级以上，沥青膜容易脱离，造成路面水损坏。

3.2 沥青路面施工时的孔隙率 美国Zube对密级配沥青混合料孔隙率与透水性的研究以及Brown和Collins等在乔治亚州对离析混合料的研究表明，当沥青路面的孔隙率在8%（相当于设计孔隙率为4%而压实度为96%的情况）以下时，混合料的透水性很小，几乎不透水。而在我国，高等级沥青路面施工时普遍存在以下问题：现场孔隙率普遍偏大，多分布在8%-15%的范围；路面压实不足，孔隙率加大；沥青混合料离析导致路面局部压实不均匀，即细集料集中的部位往往沥青含量偏多，孔隙率过小，而粗集料集中的部位则孔隙率过大，这都为水的渗透提供了条件。

3.3 沥青路面结构层内部排水 在道路工程中，人们比较重视路基和路界地表范围内的排水，采取的措施也很多。但是对路面结构内部的排水则重视不够，甚至基本没有考虑。我国高等级公路普遍采用半刚性基层，路面设计时一般不考虑路面结构层内部的排水，普遍设计了埋置式路缘石、砌筑式路肩、浆砌挡墙，这些都妨碍了由各种途径侵入路面结构内部水分的排出。 4

3.4沥青路面水损坏指标的评价 评价沥青路面水损坏的指标不合理之处主要表现在以下两个方面。 （1）用水煮法试验评价集料与沥青之间的粘附性

用水煮法试验评价集料与沥青之间的粘附性存在不合理现象。一方面集料与沥青的粘附性等级与路面水损坏之间的关系没有建立，水煮法试验结果受人为主观因素影响很大；另一方面水煮法只使用了9.5-13.2mm的粗集料。事实上，部分细集料为砂，与沥青粘附性较差，没有得到评价。

(2)沥青混合料残留浸水马歇尔稳定度的缺陷 沥青混合料残留浸水马歇尔稳定度也存在致命的弱点。经过75次马歇尔击实，试件孔隙率已达到设计的3%-5%，水很难进入，没有足够的水，检验不出沥青混合料的实际耐久性。

3.5 施工条件 沥青混凝土路面在施工时，如天气寒冷潮湿，建成的路面就容易发生水损害；另外如压实不充分或压实不及时，成型的路面内部存在较多的孔隙，水分易浸入沥青路面结构而导致水损害。

3.6施工后的环境条件 施工后的环境条件包括气候及交通荷载情况、温度、降雨量、冻融及干湿循环等，都将影响水损坏。其它条件相同时，交通荷载繁重可加速水损害的发生和发展。

4 水损坏的防治措施

水损坏的防治主要从控制排水、把握好施工、预防养护等着手。