摘要：作为沥青路面的一种早期破坏形式，谁损坏不仅对路面的完整性造成破坏，而且还对路面的使用性能产生直接影响，使路面的使用寿命降低。“沥青路面水损坏”主要是指沥青路面施工结束以后，水和空气通过混合料中存在的空隙混合外界的连通空隙从而进入混合料内部，若无法及时排出水分，则会导致在混合料中有水分存留，通过车辆荷载的动水压力和温度的影响，循环反复，导致沥青与矿料有剥离发生，最终引发强度下降，从而有水损坏出现。
关键词：公路工程；沥青路面；水损坏；防治
沥青路面施工期短，噪音小，表面平整，养护维修方便，夜间行驶视觉好，是路面的主要形式之一。但同时这种路面结构的早期损坏和耐久性问题也日益突出，许多高等级公路通车1～2年，路面产生了泛油、松散、翻浆、剥落、车辙、沉陷、坑洞和龟裂等早期损坏现象，路面内部（包括面层及基层）剥蚀严重。这些都较大程度降低了沥青路面的使用性能，缩短了沥青路面的使用年限；也带来了巨大的经济损失。
一、路面水损坏
所谓水损坏就是沥青路面在水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用；水分逐渐渗入沥青与集料的界面上，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，沥青膜从石料表面脱落（剥离），沥青混合料掉粒、松散，继而形成沥青路面的坑槽，推挤变形等的损坏现象。
1.路面结构中水的来源
沥青路面结构中的水部分源于外部。路面表面的水如果不能及时通过路面横坡或纵坡排走，会经由路面的纵缝、横缝以及路表裂缝或面层孔隙等渗透到路面结构内部，且渗透量与接缝和裂缝的数量及密度、孔隙的宽度和填塞情况、降水强度等有关。通过路面渗透进入结构内部的水分是引起路面结构水损坏的主要来源。
2.水损坏的影响因素
（1）沥青混合料的性质
沥青混合料中集料的亲水性、表面化学性质、表面积等对沥青混合料的水稳定性有很大影响；当集料表面含有铁、钙、镁、铝等高价阳离子时，与沥青产生化学吸附时形成稳定的吸附层；当含有钠、钾等低价阳离子时，与沥青产生化学吸附形成的吸附层极不稳定，遇水易被破坏。集料表面的洁净程度对集料与沥青的粘附性影响也很大，泥土、粉尘将沥青与集料表面隔离，遇水易剥落。混合料中沥青粘性越大，沥青中存在的极性物质越多，润湿性越好，抵抗水的置换能力越强。此外，沥青混合料的类型也对沥青路面水稳定性有一定影响：对于热拌密级配沥青混合料，其透水性小，水分浸入较困难，一般不易产生水损坏现象；对于开级配改性沥青混合料，水能够在空隙中自由流动，也不易造成水损坏，但空隙率介于二者之间的沥青混合料，当水进入其内部，在荷载作用下易产生较大的毛细压力，反复作用产生水损坏。
（2）施工碾压影响
在沥青路面施工过程中，如遇雨天，一部分水分经碾压被封闭在沥青混合料中，将严重影响集料与沥青以及铺装层与下层的粘结，同时寒冷、潮湿的气候条件也将影响到沥青混合料的压实与相互粘结，极易造成沥青路面水损坏。
（3）析和不均匀影响
离析表现为混合料粗细集料和沥青含量的不均匀。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆粗集料集中的部位往往空隙率过大，沥青含量偏少，加速路面出现水损害，形成坑槽；粗集料离析后混合料的拉伸强度低，抗裂性能差，降低疲劳寿命；细集料集中部位则沥青含量偏多，空隙率过小，导致路面永久变形并出现泛油。
（4）路面排水影响
路面的水损坏是在有水作用的条件下，路面承载能力严重降低，荷载的作用导致路面损坏。排水不良是造成水损坏的重要原因。在我国，大多数路面排水往往只重视路基范围内及路表以外的水的排除，而对路面结构层内的排水则很不重视。我国路面基层普遍采用半刚性基层，近年来对半刚性基层的强度要求越来越高，混合料也越来越致密，基本是不透水的。
二、水损坏的特点
1.由表面发展至下层的水损坏许多中低级沥青路面甚至高速路面在通车后初期阶段一旦遇到较长时间降雨，表面即发生松散和坑槽。在降雨过程中，雨水渗入表层滞留在表层沥青孔隙中，在其下层沥青密水性较好情况下，形成饱和水，在大量车辆行车荷载作用下，反复产生的动水压力会逐渐使沥青剥离，导致局部沥青混凝土表面松散，产生坑槽。对于悬浮密实式的、半开式的、SMA结构，均存在表面层坑洞，但不同项目、不同结构存在不同的损坏比例。此类损坏分析原因如下。
（1）设计空隙率和施工残余空隙率大庐铜高速公路上面层级配采用AK-13型，其级配较粗，上面层空隙率大，易渗水。而原路面没有设计排水结构层，只是希望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（天晴后数日，仍可看到在车轮的作用下，从路面缝中冒出水）。在车轮荷载作用下，局部路面滞留水变成有压水，特别在夏季，水分蒸发加剧了集料上沥青膜的剥离，造成路面松散脱落。
压实度不足致使现场残余空隙率大是早期水损害最普遍的原因。热拌沥青混合料要求达到92%以上的最大理论密度，即路面空隙率在8%以内，此时水分以毛细水形式存在，不易产生大的动水压力。开级配排水式路面空隙率大于15%，水分能自由流动，也不易形成损坏。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，水容易进入并滞留，造成水损。
（2）沥青混合料表面离析沥青混合料的离析有两种，一种是集料粗细不均的离析，一种是温度的离析。温度离析导致压实度不均匀，粗细集料的离析通过表面观察看到，另外通过渗水和构造深度检测也能确定。沥青混合料离析反映最直接的是雨后离析部位的表面相对处于潮湿状态，水印比较明显。
2.自下而上的水损坏水进入沥青路面是不可避免的。由于半刚性基层强度很高，结构致密，基本上不透水或渗水性很差，所以水份通过各种途径进入路面并到达基层后，不能从基层迅速排走，只能沿沥青层和基层的界面积聚、扩散。在汽车荷载作用下，下面层粗集料对基层特别是基层薄弱位置造成损伤，形成灰浆。灰浆从沥青结构层薄弱位置（离析、孔隙率大等）上下连通的孔隙中被荷载挤出，成为唧浆。同时沥青层和基层的界面条件恶化，很快变成滑动界面状态，使沥青层底部拉应力加大，易发生开裂。上述情况最初形成小块的网裂、冒白浆（唧浆），在行车荷载反复作用下最终松散成坑槽。
三、路面水损坏防治措施
1.优化路面排水系统
沥青路面面层通常为提供较大的摩擦力而采用孔隙率较大的中粒式沥青混凝土，路面雨水则不可避免地通过结构孔隙下渗，浸湿基层及土基，降低路面强度。为防止路面雨水的下渗，可在基层顶面加铺一层沥青封层；在超高路段的超高侧路缘带范围内设集水槽，利用超高横坡将路面雨水排至集水槽内；为及时排除春融期间路基中的自由水，达到疏干路基上部土体的目的，可在路肩上设置横向盲沟。
2.下封层设计
多雨地区基层顶面必须设计下封层，其形式应综合考虑基层的材料和施工工艺情况，确保下封层有效防水，中央分隔带防水封层应与下封层同时施工，使封层覆盖路基全断面，施工时应将中央分隔带内多余松散的底基层和基层予以清除。
3.提高沥青混合料的水稳定性
为满足表面层抗滑性能对集料质量的要求，有些地区需采用酸性集料，因酸性集料与沥青的粘附性不好，可采用加入消石灰的方案作为改善粘附性的有效措施，或采用其他长期有效的抗剥落剂。
四、结语
总之，沥青路面水损坏原因与各种综合因素都息息相关，但在合理的设计前提下，通过对施工工艺进行有效控制，实现沥青混合料密实性好、施工成型离析小、压力好、层间粘结好，因此不会有水损坏产生。
参考文献
[1]邵腊庚，郭芳.某高速公路沥青路面早期水损坏处治方案设计[J].中外公路，2008，（2）.
[2]何中楠.长期浸水对沥青和集料—沥青界面性能损伤的试验研究[J].中外公路，2012，（2）.
论文作者:黄珊珊
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/20
标签：沥青论文; 路面论文; 空隙论文; 基层论文; 沥青路面论文; 面层论文; 荷载论文; 《基层建设》2016年13期论文;