论文部分内容阅读
【摘要】水损害是高等级公路较为常见的病害类型，要想有效解决沥青路面水损通病,必须针对其具体导致原因，针对性的采取防治措施，从而确保高等级公路路面的使用寿命的延长及使用性能的增强。
【关键词】水损害；高级公路； 防治
中图分类号： X734 文献标识码： A
一、水损害作用机理
1、自上而下的表面层水损害
许多初期的高等级公路沥青混凝土路面水损害是自上而下发生的。在降雨过程中,雨水首先渗入并滞留在表面层沥青混凝土的空隙中,当下层的沥青混合料密水性较好、向下渗透相对困难时,在大量高速行车的作用下,反复产生的动水压力逐渐使沥青从集料表面剥落,局部沥青混凝土松散,碎石被车轮甩出,路面形成坑槽。若不及时维修,水损害面积扩散很快。可见,自上而下的表面层水损害主要表现为表面层坑槽。它产生的原因主要有:
（1）沥青混凝土路面的空隙率偏大。据研究,沥青路面实际空隙率在8% ~15%之间时出现水损害的可能性最大。空隙率偏大与沥青路面级配类型的选择不合理、混合料的配合比设计不佳、施工压实不足、混合料的离析等有关。
（2）沥青与矿料的粘结力不足。这主要与集料的化学性质有关。集料性能要严格符合规范的要求，选择与沥青黏附性好的集料,减少含泥量,必要时加入具有长效性的抗剥落剂。
（3）超高路段排水不畅。这与设计合成坡度偏小、相关排水设施失效等有关。
2、自下而上的水损害
当半刚性基层沥青路面的沥青层较薄时,沥青路面的水损害经常是自下而上发生的。水通过降雨、降温洒水、中央分割带的绿化浇水、挖方地段的裂隙水等途径进入路面;当半刚性基层过分致密,不能迅速将水排走时,水就滞留在沥青层和基层的界面上;在汽车荷载的作用下,形成灰浆;灰浆从上下连通的孔隙中被荷载挤出,成为唧泥;在高速荷载的反复抽吸下,沥青层和基层的界面条件恶化、沥青层层底因拉应力超过极限而开裂,同时沥青路面下面层的集料出现剥落、逐渐形成坑槽。自下而上的水损害,其产生的主要原因有:
（1）路面结构排水系统不畅。如挖开可见下面有积水或浮浆等。
（2）与重车、超载有关。表现为行车道破坏严重而超车道破坏较轻。
（3）挖方路段的水损害比填方路段严重。因为挖方破坏了水力平衡,使路基下方出现水压力。
二、高等级公路沥青路面水损坏成因的整体性分析
引起高等级公路沥青水损坏最为直接的原因是水的存在及影响，水通过静水损坏与动水损坏对沥青路面进行破坏，其中静水损坏主要是对沥青混合料进行软化与剥落，软化可以降低沥青混合料强度及刚度，降低沥青路面承载能力；剥落则是通过水分影响，逐渐降低沥青胶结料与集料粘结力并致使其分离。动水损坏，主要是在静水损坏的基础上，在外界车辆荷载影响下，加速沥青路面损坏过程。汽车荷载压力及剪应力反复泵吸，导致沥青路面出现松散、坑槽等问题。引起沥青路面水损坏的因素较多，除了水因素影响，沥青路面结构设计不合理、沥青路面结构材料应用、施工不当、交通量过大及重载等也属于沥青路面水损坏产生的主要原因，在分析水损坏因素的基础上，提出养护对策。
三、高等级公路沥青路面水损害问题的防治措施
1、针对水源的沥青路面水损坏防治措施
从本质上来看，引起高等级公路沥青路面水损坏的根本在于水进入到沥青结构层，通过对引起沥青路面水损坏水的来源进行研究，提出相对应的对策。
（1）引起沥青路面水损坏水的来源
引起沥青路面水损坏水的来源主要为自然降水、路面积水、挖方路段地下水与中央分隔带渗水等。沥青路面水损坏速度及程度与区域内自然降水量存在着十分紧密的联系，相对而言，南方降水量较大，雨季时间长，其沥青路面水损坏较之北方更为严重，在冰冻地区，雪水渗入到路面结构层，在化冻过程中在沥青路面结构内形成自由水，在荷载作用下引起水损坏问题；路面积水的产生，多是因公路平整度设计不足或路面横坡设计不当导致自然降水在路面聚集，积水随着路面裂缝，在荷载作用下，进入到沥青路面结构中。
（2）针对水源的沥青路面防治措施
因沥青路面水损坏是在水因素的影响下产生的，采取措施将水封住，不让水源进入到路面，或将路面存在的积水及时排除，避免水长时间滞留进入到结构内部，则可以避免水损坏问题的产生。为此应重视路面防排水设计。具体防治措施包括以下几点：在路基顶面设计应用水泥稳定碎石层，提高其水稳定性；在基层下设置排水垫层；完善排水系统，设置排水盲沟，设置中央分隔带防渗墙；及时修补路面结构裂缝，避免或降减少水随裂缝进入到沥青路面结构中。
2、针对沥青路面结构因素防治措施
沥青路面结构在设计中，没有重视对层间粘结功能层与防排水设施的设计，导致沥青路面自身防排水与抗水损坏能力较差，从而导致水损坏现象较为严重。为此，应不断完善沥青路面结构设计方法，在进行路面结构设计过程中，充分考虑施工实际情况，如路基状况与区域降水量等；在选择沥青面层厚度时综合分析沥青面层高温稳定性与低温抗裂性能，降低面层裂缝产生；优化沥青面层混合料配合比，保证沥青面层密实性，提高沥青面层与基层黏结力，设计完善的路面结构排水系统。
3、针对材料因素引起沥青路面水损坏及其防治措施
在高等级公路沥青路面施工过程中，其材料选择及应用，直接影响着路面质量及防水损坏能力，如沥青与集料黏附性，沥青在集料表面的沥青膜厚度，对沥青混合料的抗水损坏能力存在着直接影响，在集料选择时，需要对集料强度、干燥、形状进行检验，避免因集料选择不当降低集料粘附力。为此，在进行沥青路面施工材料选择时，需要充分重视沥青材料及集料选择，重路面基层与面层材料质量，按照实际施工情况，合理选择施工材料，充分提高沥青混合料水稳定性。
4、针对施工因素引起沥青路面水损坏及其防治措施
在高等级公路沥青路面施工过程中，如没有按照施工规范进行操作，容易引起公路基层施工质量问题，导致基层在短时间内出现损坏问题；在施工过程中存在着沥青面层施工不均匀性问题，导致局部水损坏，沥青面层施工不均匀性问题产生的主要原因为混合料不均匀，混合料出现离析问题，压实度不符合设计要求，混合料摊铺厚度控制不当等。养护对策为：严格控制沥青路面施工材料质量，优化沥青混合料配合比，控制混合料生产、运輸、施工及养护各个环节质量，加强施工监理与检验，减少施工不均匀性，加强沥青公路路面日常养护维修，将产生病害问题及时处理，避免病害进一步发展。
5、针对交通荷载引起沥青路面水损坏及其防治措施
交通荷载属于高等级公路沥青路面产生水损坏的重要外因，随着交通车辆及车辆荷载的增加，路面结构所承受的荷载逐渐增加，引起路面结构破损，并产生路面结构裂缝等质量问题。针对交通荷载引起沥青路面水损坏，其防治措施为：提高高等级公路设计承载力，提高沥青路面承载力及抗剪力；治理超载现象，加大出处罚力度；加强公路养护，及时修复公路路面裂缝等质量问题；在雨季之前，严格检查并疏导沥青混凝土路面防水及排水设施，保证其防排水能力；按照降水状况与公路实际情况，控制车辆通行量，做好分流工作等。
四、结语
总之，沥青路面属于高等级公路中常见的路面结构形式，其行车稳定性及舒适性较好，在多种因素的影响下，高等级公路沥青公路路面容易出现水损坏问题，对公路路面质量、行车安全性、舒适性造成严重影响。因此必须在分析其成因的基础上，提出相应防治措施，综合提高公路沥青路面抗水损坏能力，实现高等级公路沥青路面运行综合效益。
参考文献：
[1]张勇. 浅谈高等级公路沥青路面的水破坏的防治措施[J]. 辽宁交通科技,2002,01:2-3.
[2]王哲人,冯德成,辛德刚,周晓龙,胡建勋,崔青川. 寒冷地区高速公路沥青路面的水损害[J]. 公路交通技术,1999,04:23-29.
[3]吴宪. 高等级公路沥青路面的渗水性检测及分析[J]. 东北公路,2003,04:22-24.
【关键词】水损害；高级公路； 防治
中图分类号： X734 文献标识码： A
一、水损害作用机理
1、自上而下的表面层水损害
许多初期的高等级公路沥青混凝土路面水损害是自上而下发生的。在降雨过程中,雨水首先渗入并滞留在表面层沥青混凝土的空隙中,当下层的沥青混合料密水性较好、向下渗透相对困难时,在大量高速行车的作用下,反复产生的动水压力逐渐使沥青从集料表面剥落,局部沥青混凝土松散,碎石被车轮甩出,路面形成坑槽。若不及时维修,水损害面积扩散很快。可见,自上而下的表面层水损害主要表现为表面层坑槽。它产生的原因主要有:
（1）沥青混凝土路面的空隙率偏大。据研究,沥青路面实际空隙率在8% ~15%之间时出现水损害的可能性最大。空隙率偏大与沥青路面级配类型的选择不合理、混合料的配合比设计不佳、施工压实不足、混合料的离析等有关。
（2）沥青与矿料的粘结力不足。这主要与集料的化学性质有关。集料性能要严格符合规范的要求，选择与沥青黏附性好的集料,减少含泥量,必要时加入具有长效性的抗剥落剂。
（3）超高路段排水不畅。这与设计合成坡度偏小、相关排水设施失效等有关。
2、自下而上的水损害
当半刚性基层沥青路面的沥青层较薄时,沥青路面的水损害经常是自下而上发生的。水通过降雨、降温洒水、中央分割带的绿化浇水、挖方地段的裂隙水等途径进入路面;当半刚性基层过分致密,不能迅速将水排走时,水就滞留在沥青层和基层的界面上;在汽车荷载的作用下,形成灰浆;灰浆从上下连通的孔隙中被荷载挤出,成为唧泥;在高速荷载的反复抽吸下,沥青层和基层的界面条件恶化、沥青层层底因拉应力超过极限而开裂,同时沥青路面下面层的集料出现剥落、逐渐形成坑槽。自下而上的水损害,其产生的主要原因有:
（1）路面结构排水系统不畅。如挖开可见下面有积水或浮浆等。
（2）与重车、超载有关。表现为行车道破坏严重而超车道破坏较轻。
（3）挖方路段的水损害比填方路段严重。因为挖方破坏了水力平衡,使路基下方出现水压力。
二、高等级公路沥青路面水损坏成因的整体性分析
引起高等级公路沥青水损坏最为直接的原因是水的存在及影响，水通过静水损坏与动水损坏对沥青路面进行破坏，其中静水损坏主要是对沥青混合料进行软化与剥落，软化可以降低沥青混合料强度及刚度，降低沥青路面承载能力；剥落则是通过水分影响，逐渐降低沥青胶结料与集料粘结力并致使其分离。动水损坏，主要是在静水损坏的基础上，在外界车辆荷载影响下，加速沥青路面损坏过程。汽车荷载压力及剪应力反复泵吸，导致沥青路面出现松散、坑槽等问题。引起沥青路面水损坏的因素较多，除了水因素影响，沥青路面结构设计不合理、沥青路面结构材料应用、施工不当、交通量过大及重载等也属于沥青路面水损坏产生的主要原因，在分析水损坏因素的基础上，提出养护对策。
三、高等级公路沥青路面水损害问题的防治措施
1、针对水源的沥青路面水损坏防治措施
从本质上来看，引起高等级公路沥青路面水损坏的根本在于水进入到沥青结构层，通过对引起沥青路面水损坏水的来源进行研究，提出相对应的对策。
（1）引起沥青路面水损坏水的来源
引起沥青路面水损坏水的来源主要为自然降水、路面积水、挖方路段地下水与中央分隔带渗水等。沥青路面水损坏速度及程度与区域内自然降水量存在着十分紧密的联系，相对而言，南方降水量较大，雨季时间长，其沥青路面水损坏较之北方更为严重，在冰冻地区，雪水渗入到路面结构层，在化冻过程中在沥青路面结构内形成自由水，在荷载作用下引起水损坏问题；路面积水的产生，多是因公路平整度设计不足或路面横坡设计不当导致自然降水在路面聚集，积水随着路面裂缝，在荷载作用下，进入到沥青路面结构中。
（2）针对水源的沥青路面防治措施
因沥青路面水损坏是在水因素的影响下产生的，采取措施将水封住，不让水源进入到路面，或将路面存在的积水及时排除，避免水长时间滞留进入到结构内部，则可以避免水损坏问题的产生。为此应重视路面防排水设计。具体防治措施包括以下几点：在路基顶面设计应用水泥稳定碎石层，提高其水稳定性；在基层下设置排水垫层；完善排水系统，设置排水盲沟，设置中央分隔带防渗墙；及时修补路面结构裂缝，避免或降减少水随裂缝进入到沥青路面结构中。
2、针对沥青路面结构因素防治措施
沥青路面结构在设计中，没有重视对层间粘结功能层与防排水设施的设计，导致沥青路面自身防排水与抗水损坏能力较差，从而导致水损坏现象较为严重。为此，应不断完善沥青路面结构设计方法，在进行路面结构设计过程中，充分考虑施工实际情况，如路基状况与区域降水量等；在选择沥青面层厚度时综合分析沥青面层高温稳定性与低温抗裂性能，降低面层裂缝产生；优化沥青面层混合料配合比，保证沥青面层密实性，提高沥青面层与基层黏结力，设计完善的路面结构排水系统。
3、针对材料因素引起沥青路面水损坏及其防治措施
在高等级公路沥青路面施工过程中，其材料选择及应用，直接影响着路面质量及防水损坏能力，如沥青与集料黏附性，沥青在集料表面的沥青膜厚度，对沥青混合料的抗水损坏能力存在着直接影响，在集料选择时，需要对集料强度、干燥、形状进行检验，避免因集料选择不当降低集料粘附力。为此，在进行沥青路面施工材料选择时，需要充分重视沥青材料及集料选择，重路面基层与面层材料质量，按照实际施工情况，合理选择施工材料，充分提高沥青混合料水稳定性。
4、针对施工因素引起沥青路面水损坏及其防治措施
在高等级公路沥青路面施工过程中，如没有按照施工规范进行操作，容易引起公路基层施工质量问题，导致基层在短时间内出现损坏问题；在施工过程中存在着沥青面层施工不均匀性问题，导致局部水损坏，沥青面层施工不均匀性问题产生的主要原因为混合料不均匀，混合料出现离析问题，压实度不符合设计要求，混合料摊铺厚度控制不当等。养护对策为：严格控制沥青路面施工材料质量，优化沥青混合料配合比，控制混合料生产、运輸、施工及养护各个环节质量，加强施工监理与检验，减少施工不均匀性，加强沥青公路路面日常养护维修，将产生病害问题及时处理，避免病害进一步发展。
5、针对交通荷载引起沥青路面水损坏及其防治措施
交通荷载属于高等级公路沥青路面产生水损坏的重要外因，随着交通车辆及车辆荷载的增加，路面结构所承受的荷载逐渐增加，引起路面结构破损，并产生路面结构裂缝等质量问题。针对交通荷载引起沥青路面水损坏，其防治措施为：提高高等级公路设计承载力，提高沥青路面承载力及抗剪力；治理超载现象，加大出处罚力度；加强公路养护，及时修复公路路面裂缝等质量问题；在雨季之前，严格检查并疏导沥青混凝土路面防水及排水设施，保证其防排水能力；按照降水状况与公路实际情况，控制车辆通行量，做好分流工作等。
四、结语
总之，沥青路面属于高等级公路中常见的路面结构形式，其行车稳定性及舒适性较好，在多种因素的影响下，高等级公路沥青公路路面容易出现水损坏问题，对公路路面质量、行车安全性、舒适性造成严重影响。因此必须在分析其成因的基础上，提出相应防治措施，综合提高公路沥青路面抗水损坏能力，实现高等级公路沥青路面运行综合效益。
参考文献：
[1]张勇. 浅谈高等级公路沥青路面的水破坏的防治措施[J]. 辽宁交通科技,2002,01:2-3.
[2]王哲人,冯德成,辛德刚,周晓龙,胡建勋,崔青川. 寒冷地区高速公路沥青路面的水损害[J]. 公路交通技术,1999,04:23-29.
[3]吴宪. 高等级公路沥青路面的渗水性检测及分析[J]. 东北公路,2003,04:22-24.