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摘要：提出沥青路面空隙率n在8％一12％之问是水损害最易发生的区域。防治对沥青路面水损害途径应严格控制混合料空隙率在4％左右，增加AASHTO T283试验要求TSR一80％作为我国南方多雨有冰冻地区抗水害指标，并应有健全排水系统、良好压实等措施。
关键词：沥青路面；水损害；评价指标；防治途径
水损害是当前沥青路面实践中的重要课题之一，是沥青路面早期破坏的主要影响因素，研究减轻甚至消除水损害对于提高沥青路面舒适性及使用性能具有十分重要的意义。当前对水损害成因的认识存在很大分歧，一般认为水损害的主要原因：沥青与集料粘附性及沥青问的粘结性丧失；集料光洁度差；路面离析；路面层厚度与公称最大粒径不配套，目前沥青混合料使用性能使用体积指标作为评价手段，而实体工程芯样的孔隙率变异性大，无法建立室内试验与实体工程水损害间的定量关系。
一、评价指标和方法
1、空隙率与水损害关系
压实度不足是早期水损害最普遍的原因。研究表明，热拌沥青混合料4％～5％的空隙率就认为是不透水的，也就是说与水损害无关。大多数沥青混台料没计空隙牢为3％～5％，当施工完毕，大多数要求达到92％的最大理论密度，也就是说，空隙率为8％，2～3年后，可以认为是达到了设计空隙率。路面没有压好，空隙率高于8％，就易渗水，就会引起蹄面松散。研究表明：空隙率为8％～J2％之内的路面是水损害最容易发生的区域，小于8％水不容易进去，而大于12％水很容易流走，但必须要设置排水的结构层。空隙率一渗透关系的研究指出：空隙率和渗透之间并不是直线关系，当混合料的空隙率小于4％时，混合料几乎不透水。而当混合料的空隙大于某一临界值时（15％），混合料也很少出现水损害的现象，因为此时水在混合料中可以接近自由流动，持水的时间不长。而在这两个空隙率临界之间，是可能出现水损害的危险范围。为了验证空隙率临界值，曾有研究对三个空隙率水平（4％、8％、30％）的沥青混合料在控制水饱和度的条件下，经20次循环后，进行水敏感性试验（浸水回弹模量／干燥回弹模量）。其结果指出：不透水的一组试件（空隙率4％），没有发生水损害；而级配完全透水的一组试件（空隙率30％），水损害的程度极轻。
2、现行评价指标和方法的缺陷
现有的试验方法不能有效预测沥青路面出现水损害或与路面使用条件和使用性能建立关系，进而在材料设计阶段加以预防。经常有这种情况出现：浸水试验（残余强度）合格的沥青混合料，摊铺后很短时间内出现水损害破坏；用现有的评价（试验）方法评价沥青混合料剥落措施（抗剥落剂、消石灰处理等）的作用效果，其试验检测结果非常乐观，但高速公路通车第二年雨季即出现大面积破坏。
按水煮法试验所有的集料与沥青的粘附性都大于4级。对于集料与沥青的粘附性指标来说，这个指标存在着三个致命的缺陷：是否有不同粘附性等级与路面水损害关系的长期性能观测资料。这些资料是否已表明粘附性大于等于4级就不会产生水损害，事实上这种关系没有建立；粘附性等级用水：煮法试验评价，水煮法试验结果受人为主观因素影响太大；水煮法只使用了9.5～13.2 mm的粗集料，事实上，部分细集料为砂，与沥青粘附性较差，但并没有评价。
按马歇尔试验所有的沥青混合料残留稳定度均大于80％。对于沥青混合料残留浸水马歇尔稳定度技术指标来说，也存在着致命的弱点：75次马歇尔击实仪双面击实，试件空隙率已达到设计空隙率为3％一5％，水很难浸入，也更难浸入沥青膜与集料之间，没有足够的水，水损害也就谈不上了。如果要用残留马歇尔稳定度技术指标，也得让空隙率接近现场空隙率，也就是说试件空隙率应在6％一8％之间。
简化的洛特曼试验方法测定间接抗拉强度大于70％。该指标存在的缺陷是：试件的空隙率不明，若路面压实度按马歇尔密度控制，如表1所示若干试验段的数据压实结果，从这些数据可看出，压实度普遍不足，这是由于采用马歇尔密度控制路面压实度所造成的。
从表1中可以看出，路段1尽管全部满足交通部标准98％，但如果用最大理论密度92％去衡量，有2％的密度不合格；若要用93％的最大理论密度去衡量，则7％不合格。路段2尽管满足交通部标准98％达到94％，但如果用最大理论密度92％去衡量，有11％的密度不合格；若要用93％的最大理论密度去衡量，则56％不合格。
二、防治途径
虽然目前对沥青路面水损害破坏还缺乏系统的定量研究，但是多年的经验和实践己使人们对这个问题具有足够的定性认识。基于这些定性的认识得出的沥青路面水损害破坏的防治途径如下。
严格控制混合料的空隙率，对于密级配沥青混凝土来说，目标空隙率应该控制在4％左右；现行沥青路面施工技术规范关于水损害的三个指标，即粘附性大于4级强度、浸水马歇尔稳定度大于80％，以及简化洛特曼法间接抗拉强度比TSR≥70％，存在一些缺陷，还控制不了水损害；AASHTO 1283利用空隙率为7％的试件来进行试验，模拟刚施工好的路面空隙率，更为科学合理，真空饱水条件更为严密，加上冻融循环，适合作为南方多雨有冰冻地区抗水损害的指标；添加抗剥落剂能改善和提高沥青混合料抗水损害能力，但抗剥落剂（液体和石灰添加剂）对集料和沥青有选择性。因此，不能轻易得出某种抗剥落剂不好或是劣质产品的结论，应通过周密的试验设计来进行筛选。石灰是一种很有效的抗剥落剂，但使用比较困难；即使通过了AASHTO T283的TSR≥80％的要求，也只表明这种混合料水损害潜在的危险较小，还要有健全的排水系统、通过良好的压实等其它措施来保证。
结束语
用消石灰处理石料表面技术以及添加抗剥落剂都可以提高沥青路面的抗水损害能力，并且不同的改善措施对沥青路面的改善效果存在着差异性。因此，在实际应用过程中，根据实际工程的环境以及路面的结构类型，通过方案的比选，选择出最佳的方案措施来提高沥青路面的抗水损害性能。
参考文献：
[1]贾渝 沥青路面水损害的研究 石油沥青 2015.3
[2]沈金安 沥青及沥青混合料路用性能 人民交通出版社 2016.9
[3]钱晓鸥 抗剥落剂改善沥青酸性石料黏附性的研究 公路 2015.11
论文作者:唐敏慧
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/30
标签：空隙论文; 沥青论文; 沥青路面论文; 路面论文; 马歇尔论文; 密度论文; 指标论文; 《基层建设》2017年第14期论文;