摘要：本文从沥青混凝土的结构特点、设计方法、施工工艺出发，对沥青混凝土路面水破坏的机理做出了分析，并进一步提出了防治沥青混凝土路面水破坏的重点，具有很大的现实意义。
关键词：高速公路；沥青砼路面；水破坏；措施
1 沥青路面水破坏的原因
1.1造成水破坏的因素
沥青路面产生破坏的外因主要有交通量、交通组成、降雨量以及不尽完善的路面排水系统。进十年来，重载车辆特别是大幅度超载车辆日益显著增加，其后轴载从额定的100KN增加到180KN以上；轮胎冲气压力从额定的0.7Mpa增加到0.9Mpa以上。其作用的直接结果是路面裂缝的产生和扩展，路面开裂破损后，雨水下渗，产生冻涨、翻浆等水破坏，如果不及时养护维修，其破损面积会逐年增大。沥青路面产生水破坏的内因可以归纳为排水设施不完善、沥青混和料空隙率过大、路面渗水、路面压实度不足、沥青混合料抗水损害能力不足、厚度偏薄等。
1.2半刚性基层强度高，容易开裂，反射到路面会加速水破坏
我国的高速公路路面结构基本上采用半刚性基础结构，其干缩性和温缩性相对较大，故其施工碾压、养护过程中不可避免地产生裂缝。在冬季突然降温时基层的裂缝会因为温度收缩而继续拉裂，将给同样产生温度收缩的沥青混凝土面层一个附加拉应力，两个拉应力叠加一旦超过沥青混凝土的抗拉强度，沥青混凝土将产生温度型反射裂缝。下雨时，雨水沿裂缝进入，滞留在半刚性基层与面层之间，很难排走，加之车辆的高速行驶与压迫，路面结构层的受力情况一定会发生变化。
1.3 路面设计方面的原因
路面防排水设计是路面设计中非常重要的一环，但在中国目前是路面设计中最不重视、最落后的一个领域。现在，仅重视路基范围内的路表面水的排除，而对进入路面结构内部的水不够重视，或者根本不予考虑。从而使路面结构层的防排水不良，造成路面发生水破坏。
1.4沥青混合料的组成设计方面的原因
有的沥青混合料片面地追求其高温稳定性，而加大粗集料用量或者选用沥青用量低限。这样一来，沥青混合料的空隙率偏大，再加上粗集料偏多的沥青混合料摊铺离析较严重，实际空隙率更加偏大。从而沥青路面的密水性很差，水破坏严重。
1.5施工方面的原因
1.5.1 拌和站拌和的沥青混合料质量不好
首先料场加工的石料质量不同，而且破碎和筛分机械各异，筛孔尺寸又混乱，导致集料质量和规格不一，各档料的实际级配和做目标配合比设计时的有很大的差别。尽管目标配合比设计很认真，而路用性能很好，但是在拌和站现场的生产配合比设计就有了很大的变化，到了正式生产时，实际沥青混合料的级配与设计级配己不同了。
其次我国大部分高速公路沥青拌和站是临时设置(或移动式)的，料场场地不合规定。许多料场的不同材料之间没有能互相完全分开的挡墙，料场地面没有硬化处理，装载机铲料时易将地面的黏土等杂物带入冷料仓中，污染混合料，降低沥青与混合料的粘附性。
1.5.2 沥青混合料摊铺时发生了离析
首先沥青混合料从运料车卸到摊铺机的过程中，一定程度地发生离析。其次料斗里中间的沥青混合料进入摊铺机里的速度快，而料斗两边的料则可能会在料斗里停留很长时间，直到侧板立起，这时棍合料才被挤到中间，进入分料室。显然，被挤到中间的混合料的温度比原来在中间的混合料的要低得多，即发生了温度离析，从而使摊铺到路面的混合料的温度不一致。第三摊铺机摊铺的宽度过长，混合料的离析较严重。现在许多单位片面追求平整度，而采取全幅摊铺的方式，这是造成沥青混合料离析的重要原因。
2 沥青路面水破坏的主要形式
2.1 表面层坑洞
自由水进入沥青表面层孔隙中，如果不能及时排出，而滞留在表面层的孔隙中。在长期行车荷载的作用下，产生动水压力及泵吸力，使沥青从碎石表面剥落下来，从而使局部沥青混凝土变松散，碎石被车轮甩出路面，即产生坑洞。无论表面层沥青混凝土是密实式的还是半开式的，都会产生这类水破坏。通常是表面层采用空隙率大的半开式级配(I型)沥青混凝土时，产生的水破坏较为严重。
2.2 卿浆、网裂
水通过各种途径进入沥青面层，并滞留在半刚性基层顶面。半刚性基层顶面在水的浸泡下变软，使路面的承载能力大大降低。在荷载的作用下，沥青面层产生裂缝，形成网裂;同时，在大量行车荷载作用下，在结构层内形成很大的动水压力，冲刷基层的细料，形成灰白色灰浆。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆灰浆又被行车压PRO，通过裂缝(如横缝、纵缝和网裂)而到达路表面。当基层的抗冲刷能力很弱时(如石灰土基层)，被卿出的灰浆量很大，可能立即产生坑洞。相反，基层的抗冲刷能力较强(如水泥稳定碎石基层)，则灰浆量小，路面可能先产生网裂或变形。
3 减少沥青路面水破坏的主要措施
3.1 沥青混合料组成设计方面的措施
3.1.1 沥青面层各层都用密实式沥青混凝土
沥青面层中仅有一层是密实式，远远达不到防止水破坏的要求。实际情况是沥青面层中哪一层空隙率大，一旦自由水进入该层，则它会成为保水层，发生水破坏。因此沥青面层各层都应该采用密实式沥青混凝土(但专门设计的排水层不包括在内)。另外沥青表面层亦可采用SMA，以提高沥青路面防水能力。
3.1.2 提高沥青与矿料的粘附性
为减轻沥青剥落现象，改善沥青混凝上的水稳定性，需增加沥青与矿料的粘附性。选择沥青和集料时，中面层和底面层的沥青混凝土，要求沥青与矿料的粘结力不小于4级;对于用做表面层的沥青混凝土，要求粘结力不小于5级。对表面层的沥青混凝土，一般要求用既耐磨又有高磨光值的硬质石料，如玄武岩。但是这些岩石与沥青的粘附性达不到规范要求，需要添加抗剥落剂。用石灰或水泥代替部分填料，将起到良好的抗剥落作用。同时，选优质的重交通沥青(甚至改性沥青)作结合料，可提高沥青与集料的粘附性。
3.2 施工工艺中可采取的措施
3.2.1 拌和站方面
(1) 拌和站可选择加工石料规范的采石场，使购进的集料组成变异性不大。
(2) 拌和站的料堆场地硬化处理。下层可用石灰、二灰或水泥稳定土，上层用一定厚度的水泥混凝土。
(3) 拌和站不同档的集料分别堆放，还要有稳定的隔离措施，如设隔离墙。这样可避免不同档的集料堆混合，避免人为增大集料组成的变异性。各种细集料要分别搭防雨顶棚，防止雨淋，以防止细集料的含水量过高，对保证沥青混合料的级配能符合生产配合比确定的级配曲线十分重要。
(4) 产生沥青路面水破坏的另一种可能性是由于施工中混合料加热温度过高，致使沥青老化而降低与集料的粘附性。所以沥青的加热温度和沥青混合料出厂温度应达到规范要求。
3.2.2 摊铺方面
(1) 在另一辆料车卸料前，不要用完受料斗里的混合料，可留少部分在受料斗内，另一辆料车卸的料与受料斗里的混合料一起送到后面的分料室。这样可减小两侧混合料的粗化和温度离析。
(2) 尽可能连续摊铺混合料，只有在必要时才可停顿和重新启动。调整摊铺机的速度，使其摊铺量、运料车的运量和拌和机的产量相匹配。
(3) 螺旋分料器连续转动。调整螺旋分料器的速度，使其分料连续而缓慢。如果螺旋分料器的运转不连续，混合料将会产生显著的离析。如果螺旋分料器转得太快，那么其中间就会缺料，通常会产生一条粗料带。使用混合料再拌转运车，它是介于摊铺机和运料车之间的一种过渡设备。转运车接到运料车卸的混合料后，不间断地搅拌，使在拌和、贮存、运输过程中可能的离析得以减缓甚至消除，达到温度和级配上的均匀一致。
4 结束语：
本文就沥青路面结构设计、混合料组成设计和混合料施工3方面进行综合考虑，得出以下结论:
(1) 沥青路面水破坏的主要形式为:卿浆、网裂和坑槽，区别主要是水破坏的程度不同，以及发生坑洞的沥青层位各异。
(2) 沥青路面结构设计不好是引起水破坏的重要原因之一。为此，为了减少水破坏，沥青路面设计时应注意以下方面:沥青层厚要与混合料的粒径和混合料的施工相协调;做好结构层内部排水系统，包括设排水基层等。
(3) 沥青混合料的组成设计不好，也很容易导致水破坏。提高沥青和集料的粘附性，沥青面层各层的混合料类型都用密实沥青混凝土，可以减少沥青路面的水破坏。施工不当也易引起沥青路面水破坏。为减少路面早期水破坏，应从拌和站、沥青混合料摊铺和压实出发，如拌和站购料时要减少原材料的变异性，使用混合料转运车，调整碾压工艺等。
参考文献：
[1] 吴群琪，袁长伟. 公路网规划研究进展与发展趋势[J].中国公路学报，2007，20（3）.
[2] 高速公路丛书编委会.高速公路规划与设计[M].北京：北京人民交通出版社，1997.
作者简介：谢凡，男，4601031981****1238
论文作者:谢凡
论文发表刊物:《基层建设》2017年6期
论文发表时间:2017/6/16
标签：沥青论文; 路面论文; 混凝土论文; 面层论文; 沥青路面论文; 基层论文; 料斗论文; 《基层建设》2017年6期论文;