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【摘 要】在交通快速发展的今天,沥青路面的使用和施工尤为重要,路面施工中的渗水检测及防治对策是路面可以长期使用的关键。本文对沥青路面渗水试验检测与防治对策进行了详细分析。
【关键词】沥青路面;渗水原因;试验检测;防治对策
一、前言
随着我国经济技术和综合国力的快速发展,沥青路面渗水试验检测的速度也越来越快,效率越来越高,结果越来越精确。
二、沥青路面的渗水原因
对于沥青路面而言,水损害是造成路面质量下降以及使用寿命减少的重要原因之一。一般在通车之后的第一个雨季,沥青路面往往出现很多病害,比如,龟裂、坑槽、表面松散等。通过研究发现,出现的这些现象基本上都是由水损因素导致的。沥青路面主要就是利用沥青将结合料和集料有效的粘结在一起形成的,路面的水损主要就是对沥青的粘结性能的破坏,以致于沥青剥落。导致性能降低的因素有多种,主要有以下几方面。
1.水力冲刷
在路面产生渗水时,通行的车辆很可能降水挤压到混合材料的空隙内部,车辆过后水又从轮胎被戏曲出,如此循环,导致出现剥落情况。在其空隙的开口处以及连接位置,通常都能出现冲刷问题。其中比较严重的就是其压实度不够,车载行使过后,水进入孔隙后被压实,从而加大了孔隙内部压力。当温度升高后,水体膨胀对路面造成影响;当温度降低后,水体出现结冰问题,也将破坏路面结构。
2.置换作用
因为水具有较强的极性,而集料与沥青的黏结性相对较弱,在常温下,沥青的黏结性低于水体的渗透性。尽管沥青可以将集料全部包裹住,但是其粗糙的位置以及尖角处,也易使其沥青的薄膜变薄,从薄膜处水分就可以渗透到集料当中,以致于沥青与集料的黏结性在一定程度上造成破坏,并且也对沥青的薄膜造成破损。若是路面出现渗水,水进入缝隙内就很难流出,因此就造成停留在路面内的水分在集料的表面产生置换,损害沥青路面质量,導致使用年限下降。
三、沥青路面的渗水试验检测方法及相关指标分析
目前通常采用渗水系数来对沥青路面的渗水性能进行表征,之前,渗水系数仅仅被用来对沥青混合料的级配组成进行间接的判断,因而对其的重视程度远远不够。
1.室内渗水试验检测方法。室内渗水试验进行沥青路面渗水性能的检测通常采用的测定仪器是常水头稳定流水平渗透仪,其测定原理如下:由于路面各层中水的流速缓慢,属于层流,因而符合达西定律。其渗流长度为15 cm,通常来说,试件的直径约10 cm或者15 cm,因而水力梯度可在1%至3%间进行变化。室内渗水试验检测采用的标准边界条件如下:水力梯度为4.5%,水温为20℃;若水温具有差异的情况下,可根据实测温度同20℃情况下水所具有的力粘滞系数之比对其进行校正。检测时应先检查各个管路的接头处是否漏水,并将调节管同供水管相连通,通过仪器的底部充水到水位稍高于金属孔板,并关闭水夹。然后取试件,并同供水管和调节管相连接,由调节管进水后,稍开水夹使得试件逐渐饱和。当水面同试样的顶面相平后,关闭水夹,待试样高出上侧压孔3cm为止。然后再试样的上端进行金属孔板的放置,待最后一层试样饱和之后,继续使水位上升直至其溢出水孔,此时关闭水夹。静置数分钟之后,检查各个测压管的水位是否同溢水孔向平,若不平说明测压管接头处有集气相阻,应及时采用吸水球吸气进行排水处理。然后提高调节管,使其高于溢水孔,并分开调节管和供水管。而后降低调节管口,使位于试样上部三分之一处形成水位差。待测压管的水位稳定后,即进行水位的测定,并计算各测压管间的水位差。最后进行渗透系数的计算,其中,一个试样多次测定时,应在所测结果中取3个允许差值符合规定的测值,求其平均值,作为该试样在某孔隙比e 时的渗透系数。
2.现场渗水试验检测方法。通常而言,现场进行渗水试验的检测时通常采用的仪器为HDSS—B型渗水试验仪,此仪器上部为600 mL容积的有机玻璃量筒,在量筒100及500mL处均具有粗标线,其下方通过一直径10mm的细管同底座直接相连,中间设置一开关。进行渗水试验检测时,通常先采用密封材料将仪器同路面接触处进行密封,以防水从仪器同路面间的缝隙中流出来。然后压上配重块,并关闭开关,并向量筒中进行注水,而后开启开关,待量筒中的水将渗水仪底部的空气排出后关闭开关,再将量筒注满水,打开开关,待其中的水面下降到100 mL时,即刻开动秒表进行计时,其间每隔60s进行水面刻度的记读。待水面降至500 mL刻度时截止。进行检测期间,若在底座及密封材料间有水的渗出,则表明底座和路面的密封性不好。若水面的下降速度相对较慢,则当水面下降到100 mL起,测其3 min的渗水量即停止。若水面下降速度相对较快,未达3min已到达500 mL刻度线,则应对此过程所用的时间进行记录。若水在降至某程度后不再改变,表明路面已经不再渗水或路面根本不渗水。根据此步骤在相同检测路段进行5个检测点进行渗水系数的检测,并取平均值作为最终的检测结果。
可通过公式进行渗水系数的计算,进行计算时应以水面由100降至500 mL所用时间为标准,若时间过长也可通过3 min所经过的水量进行计算。公式如下:
Cw=60x(V2-V1)/ (t2-t1)
式中:Cw——沥青路面的渗水系数(mL/min);
V1——第一次计时时的水量(mL),通常为100mL;
V2——第二次计时时的水量(mL),通常为500mL;
t1——第一次计时的时间(s);
t2——第二次计时的时间(s);
最后应列表对检测路段的每个检测点的渗水系数进行逐个报告,并对5个检测点的平均值、标准差及其变异系数进行计算,并对其影响因素进行分析。
四、沥青路面水损害的防治措施
1.对面层的结构形式进行科学选择 首先必须确保面层具有足够的结构强度、温度稳定性以及防滑性能,其次,还要确保其结构具有良好的防水性,因此,沥青面层中应尽量进行一层密集配沥青混凝土的设置,以有效防止雨水的下渗。
2.保证沥青路面的施工质量
进行沥青路面的施工过程中,应重点对半刚性基层的施工进行质量控制,施工过程中,应对材料进行合理选择,并对基层混合料的配合比以及碾压过程中的含水量进行合理地控制。此外,应确保面层的压实度及其均匀性,施工过程中对各个环节进行严格的把关,以提高面层的防水性能。
3.尽可能提高沥青同集料间的粘结力。沥青同集料间所存在的粘结力主要是由集料的质量以及沥青的性能所决定的。因此,进行集料的选择时应尽量选择尺寸规格较为均匀的,表面干燥洁净、无尘无风化、质地较为坚硬的集料,以利于沥青对其的包裹,此外,应尽量选用碱性石料,以改善沥青同集料间的粘结性。
4.不断改善沥青路面的排水设施
应重视对沥青路表排水系统的设计过程,以提高路面结构层的排水效果,进行路面排水时主要依靠的是路面的横坡以及路线的纵坡来实现水的排出。而对于结构层的排水设计而言,应注意进行沥青下封层的设置,同时确保路肩排水顺畅。
5.及时对渗水的沥青路面进行治理
对于那些已渗水的沥青路面而言,必须及时采取有效的措施来恢复路面的防水功能,以降低水对路面的破坏性。通常包括如下方法:热沥青混合料罩面处理、稀浆封层处理以及表面处理等方法,也可组合上述多种方法进行综合处理,例如,可采用表面处理加上稀浆封层处理的方法,也可采用表面处理加上罩面处理的方法,这些组合法所得到的处理效果会更好,不仅可以及时防止路面再次发生渗水状况,同时还能有效延缓反射裂缝的发生,又可确保路面的外观质量以及行车的安全舒适性。
五、结束语
综上所述,对于沥青检测技术及防治对策,大家都要予以重视,采用正确科学的方式方法,确保沥青路面的施工质量并且及时对渗水问题进行处理,以此来确保人们的正常出行。
参考文献:
[1] 王薇,李艳春,扈亚洁,张立军.沥青路面渗水特性影响因素的灰关联分析[J].武汉理工大学学报.2010(02):50-54.
[2] 阿米娜·毛力提别克.沥青路面渗水问题及渗水试验方法探析[J].交通标准.2011(05):145-146.
[3] 张红梅,聂振原.沥青路面渗水试验检测分析及防治對策[J].华章 .2013(09):80-84.
【关键词】沥青路面;渗水原因;试验检测;防治对策
一、前言
随着我国经济技术和综合国力的快速发展,沥青路面渗水试验检测的速度也越来越快,效率越来越高,结果越来越精确。
二、沥青路面的渗水原因
对于沥青路面而言,水损害是造成路面质量下降以及使用寿命减少的重要原因之一。一般在通车之后的第一个雨季,沥青路面往往出现很多病害,比如,龟裂、坑槽、表面松散等。通过研究发现,出现的这些现象基本上都是由水损因素导致的。沥青路面主要就是利用沥青将结合料和集料有效的粘结在一起形成的,路面的水损主要就是对沥青的粘结性能的破坏,以致于沥青剥落。导致性能降低的因素有多种,主要有以下几方面。
1.水力冲刷
在路面产生渗水时,通行的车辆很可能降水挤压到混合材料的空隙内部,车辆过后水又从轮胎被戏曲出,如此循环,导致出现剥落情况。在其空隙的开口处以及连接位置,通常都能出现冲刷问题。其中比较严重的就是其压实度不够,车载行使过后,水进入孔隙后被压实,从而加大了孔隙内部压力。当温度升高后,水体膨胀对路面造成影响;当温度降低后,水体出现结冰问题,也将破坏路面结构。
2.置换作用
因为水具有较强的极性,而集料与沥青的黏结性相对较弱,在常温下,沥青的黏结性低于水体的渗透性。尽管沥青可以将集料全部包裹住,但是其粗糙的位置以及尖角处,也易使其沥青的薄膜变薄,从薄膜处水分就可以渗透到集料当中,以致于沥青与集料的黏结性在一定程度上造成破坏,并且也对沥青的薄膜造成破损。若是路面出现渗水,水进入缝隙内就很难流出,因此就造成停留在路面内的水分在集料的表面产生置换,损害沥青路面质量,導致使用年限下降。
三、沥青路面的渗水试验检测方法及相关指标分析
目前通常采用渗水系数来对沥青路面的渗水性能进行表征,之前,渗水系数仅仅被用来对沥青混合料的级配组成进行间接的判断,因而对其的重视程度远远不够。
1.室内渗水试验检测方法。室内渗水试验进行沥青路面渗水性能的检测通常采用的测定仪器是常水头稳定流水平渗透仪,其测定原理如下:由于路面各层中水的流速缓慢,属于层流,因而符合达西定律。其渗流长度为15 cm,通常来说,试件的直径约10 cm或者15 cm,因而水力梯度可在1%至3%间进行变化。室内渗水试验检测采用的标准边界条件如下:水力梯度为4.5%,水温为20℃;若水温具有差异的情况下,可根据实测温度同20℃情况下水所具有的力粘滞系数之比对其进行校正。检测时应先检查各个管路的接头处是否漏水,并将调节管同供水管相连通,通过仪器的底部充水到水位稍高于金属孔板,并关闭水夹。然后取试件,并同供水管和调节管相连接,由调节管进水后,稍开水夹使得试件逐渐饱和。当水面同试样的顶面相平后,关闭水夹,待试样高出上侧压孔3cm为止。然后再试样的上端进行金属孔板的放置,待最后一层试样饱和之后,继续使水位上升直至其溢出水孔,此时关闭水夹。静置数分钟之后,检查各个测压管的水位是否同溢水孔向平,若不平说明测压管接头处有集气相阻,应及时采用吸水球吸气进行排水处理。然后提高调节管,使其高于溢水孔,并分开调节管和供水管。而后降低调节管口,使位于试样上部三分之一处形成水位差。待测压管的水位稳定后,即进行水位的测定,并计算各测压管间的水位差。最后进行渗透系数的计算,其中,一个试样多次测定时,应在所测结果中取3个允许差值符合规定的测值,求其平均值,作为该试样在某孔隙比e 时的渗透系数。
2.现场渗水试验检测方法。通常而言,现场进行渗水试验的检测时通常采用的仪器为HDSS—B型渗水试验仪,此仪器上部为600 mL容积的有机玻璃量筒,在量筒100及500mL处均具有粗标线,其下方通过一直径10mm的细管同底座直接相连,中间设置一开关。进行渗水试验检测时,通常先采用密封材料将仪器同路面接触处进行密封,以防水从仪器同路面间的缝隙中流出来。然后压上配重块,并关闭开关,并向量筒中进行注水,而后开启开关,待量筒中的水将渗水仪底部的空气排出后关闭开关,再将量筒注满水,打开开关,待其中的水面下降到100 mL时,即刻开动秒表进行计时,其间每隔60s进行水面刻度的记读。待水面降至500 mL刻度时截止。进行检测期间,若在底座及密封材料间有水的渗出,则表明底座和路面的密封性不好。若水面的下降速度相对较慢,则当水面下降到100 mL起,测其3 min的渗水量即停止。若水面下降速度相对较快,未达3min已到达500 mL刻度线,则应对此过程所用的时间进行记录。若水在降至某程度后不再改变,表明路面已经不再渗水或路面根本不渗水。根据此步骤在相同检测路段进行5个检测点进行渗水系数的检测,并取平均值作为最终的检测结果。
可通过公式进行渗水系数的计算,进行计算时应以水面由100降至500 mL所用时间为标准,若时间过长也可通过3 min所经过的水量进行计算。公式如下:
Cw=60x(V2-V1)/ (t2-t1)
式中:Cw——沥青路面的渗水系数(mL/min);
V1——第一次计时时的水量(mL),通常为100mL;
V2——第二次计时时的水量(mL),通常为500mL;
t1——第一次计时的时间(s);
t2——第二次计时的时间(s);
最后应列表对检测路段的每个检测点的渗水系数进行逐个报告,并对5个检测点的平均值、标准差及其变异系数进行计算,并对其影响因素进行分析。
四、沥青路面水损害的防治措施
1.对面层的结构形式进行科学选择 首先必须确保面层具有足够的结构强度、温度稳定性以及防滑性能,其次,还要确保其结构具有良好的防水性,因此,沥青面层中应尽量进行一层密集配沥青混凝土的设置,以有效防止雨水的下渗。
2.保证沥青路面的施工质量
进行沥青路面的施工过程中,应重点对半刚性基层的施工进行质量控制,施工过程中,应对材料进行合理选择,并对基层混合料的配合比以及碾压过程中的含水量进行合理地控制。此外,应确保面层的压实度及其均匀性,施工过程中对各个环节进行严格的把关,以提高面层的防水性能。
3.尽可能提高沥青同集料间的粘结力。沥青同集料间所存在的粘结力主要是由集料的质量以及沥青的性能所决定的。因此,进行集料的选择时应尽量选择尺寸规格较为均匀的,表面干燥洁净、无尘无风化、质地较为坚硬的集料,以利于沥青对其的包裹,此外,应尽量选用碱性石料,以改善沥青同集料间的粘结性。
4.不断改善沥青路面的排水设施
应重视对沥青路表排水系统的设计过程,以提高路面结构层的排水效果,进行路面排水时主要依靠的是路面的横坡以及路线的纵坡来实现水的排出。而对于结构层的排水设计而言,应注意进行沥青下封层的设置,同时确保路肩排水顺畅。
5.及时对渗水的沥青路面进行治理
对于那些已渗水的沥青路面而言,必须及时采取有效的措施来恢复路面的防水功能,以降低水对路面的破坏性。通常包括如下方法:热沥青混合料罩面处理、稀浆封层处理以及表面处理等方法,也可组合上述多种方法进行综合处理,例如,可采用表面处理加上稀浆封层处理的方法,也可采用表面处理加上罩面处理的方法,这些组合法所得到的处理效果会更好,不仅可以及时防止路面再次发生渗水状况,同时还能有效延缓反射裂缝的发生,又可确保路面的外观质量以及行车的安全舒适性。
五、结束语
综上所述,对于沥青检测技术及防治对策,大家都要予以重视,采用正确科学的方式方法,确保沥青路面的施工质量并且及时对渗水问题进行处理,以此来确保人们的正常出行。
参考文献:
[1] 王薇,李艳春,扈亚洁,张立军.沥青路面渗水特性影响因素的灰关联分析[J].武汉理工大学学报.2010(02):50-54.
[2] 阿米娜·毛力提别克.沥青路面渗水问题及渗水试验方法探析[J].交通标准.2011(05):145-146.
[3] 张红梅,聂振原.沥青路面渗水试验检测分析及防治對策[J].华章 .2013(09):80-84.