摘要：從高速公路路面水損害的表面現象出發，分析其產生的機理，針對其破壞的機理提出如何防治，從而減少路面水損害的發生。

　　關鍵詞：瀝青路面,水損害,治理措施

　　瀝青路面的水損害是瀝青路面存在水分的條件下，經受荷載和溫度的反復作用，使瀝青膜逐漸從集料表面剝離，并導致集料之問的粘結力喪失，而發生路面逐漸出現麻面、松散、坑槽等病害。

　　在我國南方多雨地區，水侵入路面結構內部的機會較多，行車造成的動水壓力和抽吸力會使瀝青薄膜剝落，并導致路面產生嚴重的水損害。北方冰凍地區，雖然降雨量小，但凍脹和翻漿同樣會對路面造成嚴重破壞。特別在冬春季節，降雪和降水頻繁，水滲入路面結構層內部后，夜間結凍，第二天白天化凍，夜間又結凍。這種連續的凍融循環不斷加劇路面的破壞。因此，采取有效措施減輕并徹底解決水損害現象，是當前高速公路瀝青路面早期病害研究所面臨的主要問題。

　　一、水損壞現象的類型及其作用機理

　　瀝青路面較為普遍的水損害現象有麻面、松散、掉粒、坑洞、唧漿、網裂、轍槽等。

　　1.松散類：路表麻面、松散、掉粒、坑洞瀝青面層在孔隙水壓力的反復作用下，使瀝青膜從集料表面剝落、混合料中的集料相互之間喪失粘結力而逐漸變軟直至松垮，導致麻面、松散現象;在局部松散處，松散的集料顆粒逐漸掉粒、流失進而形成大小不一的坑洞。

　　2.裂縫類：唧漿、網裂、坑洞半剛性基層基頂結合料與從路表連通孔隙及裂縫處下滲的水混合，在行車荷載的反復作用下，產生的高速動水壓力沖刷基頂形成灰漿并從裂縫中被擠壓而出形成了唧漿現象;隨著基層結合料的逐漸流失，面層也隨著底部脫空現象的產生而形成沉陷、網裂，進而發展成坑洞。

　　3.變形類：轍槽在行車荷載作用下，滯留在面層內的水使集料特別是粗集料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落，瀝青混合料強度不斷損失直至完全松散。行車輪跡帶下不僅出現了壓縮變形現象，而且產生了嚴重的剪切破壞現象，輪下松散的瀝青混合料向兩側擠出并鼓起，在輪跡帶下形成車轍。轍槽內有時還伴隨著唧漿和網裂現象。

　　4.凍融循環破壞在冰凍地區或季節性冰凍地區，由于水凝聚結冰時體積增大，在瀝青混合料內部會產生很大的膨脹力，致使混合料內部粘結力下降;而當其融化時，又滯留于路面層內，在行車荷載作用下加速瀝青膜的剝落。在路表，冰雪融水進入瀝青混合料內部，在行車荷載和凍融循環的反復作用下產生破壞。而在下面層，當基礎有較多的細粒土和孔隙時，冬季特有的毛細水使水分逐漸積聚在基層頂面，春融期過飽和的水進入下面層孔隙，在荷載反復作用下產生剝落現象和基頂沖刷。

　　總的來說，水損害的根本原因在于水的作用致使瀝青對集料的粘附性能喪失，瀝青膜從礦料表面脫落，而造成這種結果的兩個關鍵性因素是水和外力的作用。

　　3、水損害的預防

　　調查表明，造成瀝青路面水損害破壞的非常復雜，可以歸結為瀝青混合料空隙率過大、壓實度不足、路面滲水、路面厚度偏薄、瀝青混合料抗水損害能力不足、排水設施不完善等。水損害的預防和治理是一項非常復雜的工作，它涉及到材料的級配，結構層的設計，施工的工藝水平以及通車后的長期養護。因此，必須從設計、施工和養護三方面綜合考慮采取多種措施，才能有效預防水損害現象的產生。具體如下：

　　(1)應該考慮如何使水不容易侵人路面結構層。例如，防止中央分隔帶植草植樹后水侵人路面，有的高速公路將中央分隔帶封閉后，在其上擺大盆栽樹是一種值得提倡的措施;防止凸型中央分隔帶兩側緣石與面層瀝青混凝土連接處粘結不好而透水，如京津唐高速公路那樣不作凸型中央分隔帶并取消路緣石，消除水透人面層的這一途徑。此外，當出現縱向和橫向裂縫時應該及時封閉，防止水沿裂縫侵人結構層。為較好的防止水侵人，可以使面層的各層都采用空隙率不大于5% 的密實瀝青混凝土。實踐表明，瀝青面層中那一層空隙率大，一旦水進人，那一層就會產生水損害。某高速公路瀝青面層的表層和中層都是密實的I型瀝青混凝土，但底面層是空隙率較大的Ⅱ型瀝青混凝土，開放交通不久，在某些路段上產生了早期縱向裂縫。雨水從縱向裂縫進人并滯留在底面層，使瀝青混凝土的強度顯著減弱。雖然初期瀝青面層尚未產生其他明顯的水損害現象，但隨著開放交通時間增長，路面逐漸產生了網裂等表面破損。因此，在保證面層混合料高溫穩定性、低溫抗裂性和抗滑性的基礎上，應該盡量減小各層混合料的空隙率，最好全部面層結構都采用空隙率不大于5%的密實瀝青混凝土。

　　(2)應該提高瀝青與礦料的粘結力。當水進人瀝青混合料后，在快速重載車輛作用下容易產生瀝青剝落現象。為減輕瀝青剝落，改善瀝青混凝土的水穩定性和耐久性，需要增強瀝青與礦料的粘結力。有關研究建議，為加強粘結力應該保證中面層和在快速重載車輛作用下容易產生瀝青剝落現象。為減輕瀝青剝落，改善瀝青混凝土的水穩定性和耐久性，需要增強瀝青與礦料的粘結力。有關研究建議，為加強粘結力應該保證中面層和底面層的粘結力不小于4級，表面層的粘結力不小于5級。

　　(3)應該提高混合料壓實標準，瀝青混凝土的壓實度不僅對瀝青混凝土的物理力學性質有著重要的影響，而且是決定現場空隙率的主要因素。對于配合比設計空隙率為4%的同一種瀝青混凝土，在不同壓實度下的現場空隙率有明顯差別。在壓實度為96%時，現場空隙率接近8%;在壓實度為98%時，現場空隙率接近6%，前者的滲透系數明顯大于后者。所以在實際施工中，要嚴格保證壓實度達到設計標準，表面層壓實度不小于98%，中面層和底面層不小于97%。

　　(4)應該在路面結構層中設置排水層和防水層。從我國瀝青路面的早期破壞來看，往往表面水還沒有滲透到中面層或下面層，表面層或中面層就已經開始破壞。鑒于當前我國高速公路建設中，很多人擔心瀝青面層薄了容易破壞，愿意用厚的瀝青面層。在這種情況下，為了防止水滲人到面層下部造成破壞，可考慮將防水層設在表面層下面。同時，應該在基層頂面設置多孔隙瀝青混合料排水層，使水能盡快排出路面結構層。

　　三、瀝青路面抗水損害技術措施

　　1.路面結構層均采用水穩定性好的密實型瀝青混凝土

　　實踐證明，瀝青路面結構層中僅有一層是密實型(I型)的瀝青混凝土或僅設一層瀝青砂來防止水損害遠不能滿足要求。一旦水通過各種途徑進入到空隙率較大的結構層中，便會滯留于其中，使強度顯著降低，并隨著交通量的增加，出現水損害現象。

　　2.改善瀝青與礦料之間的粘附性

　　為了減輕瀝青路面的水損害，改善與提高瀝青混合料的水穩定性與耐久性，需要增加瀝青與礦料之間的粘附性。經驗證明，我國目前所使用的表面層石料與瀝青的粘附性都比較差，不能滿足技術要求，必須采取抗剝落措施，以改善礦料與瀝青之間的粘附性。目前我國常用的抗剝離措施主要是添加抗剝落劑。

　　3.提高瀝青混凝土壓實度標準，增加現場空隙率指標

　　國內外大量研究表明，7%的現場空隙率是瀝青路面是否產生早期水損害的分水嶺，美國SHRP研究成果也提出4%的設計空隙率是最佳的選擇。若仍按96%的壓實度予以控制，其現場空隙率將達到8%，無法滿足水穩定性的要求，應提高壓實度標準;而且在提高壓實度標準的同時，增設現場空隙率作為施工的控制指標。

　　4.設置路面結構內部排水系統

　　設置良好的路面結構內部排水系統，迅速排除滲入路面結構內的水分，避免自由水在路面結構層中積滯的時間過長，從而改善路面的使用性能的措施能夠從根本上解決瀝青路面的水損害問題。

　　小結

　　瀝青路面產生水損壞的原因雖然復雜多樣，但只要加以重視，深入研究、控制好各個環節，如結構層的選擇、材料的選用，施工的嚴格控制等，做到精心設計、嚴格施工、勤于管理，水損壞是可以減少和防治的。

　　參考文獻：

　　1、 沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現象及預防.北京：人民交通出版社.2001.