解决高速公路沥青路面水损害早期损坏的技术途径

摘 要：水損害是常见的高速公路病害，早期水损害的发生严重影响着公路的使用寿命以及使用安全，因此必须对其予以足够的重视，通过技术手段进行预防与解决。导致水损害发生的原因既有外在因素，也有内在因素，技术人员应当进行综合分析，通过降低空隙率等方法解决水损害早期损坏问题。鉴于此，本文主要分析高速公路沥青路面水损害早期损坏的技术途径。

关键词：高速公路；沥青路面；水损害

造成沥青路面水损害的原因是复杂多样的，不能用过单一的技术方法进行解决。因此必须在设计施工的各个环节加以注意，防患未然。对已出现的水损害要认真分析原因，从中吸取经验教训，在以后的沥青路面施工过程中，杜绝类似的情况再次发生。

1 沥青路面水损害的影响因素

1.1 施工图纸设计阶段

1.1.1 防排水设计

发生水损害的路段，多数都存在防排水设计不合理的因素存在。路表排水一般是漫流形式沿路面坡面排到两侧路基范围内。为了避免路基受到冲刷，在路肩处设置拦水带，汇集地表水，再经水簸箕、边坡急流槽、边沟等排至地面排水系统。但在沥青面层与中央分隔带以及路肩接缝处，地表水通过缝隙能直接灌入到沥青面层中，地表水也可通过沥青面层中的孔隙渗入到沥青面层内部。

1.1.2 路面结构层设计

国内作为路面承重层的基层设计为半刚性基层，依据现行《公路路面施工技术细则》，基层级配都为密实性级配，排水性很差，而且在铺筑沥青面层前，一般还要在基层顶面上喷洒沥青透层、粘层及封层。虽然增加了沥青面层和基层之间的结合力，防止水对基层的冲刷，造成结构层强度降低，但也阻碍了沥青面层中孔隙水的排出，使孔隙水一直存在于沥青面层内。

1.2 路面工程施工阶段

1.2.1 原材料

集料与沥青粘附性差是造成水损害的原因之一，《公路沥青路面施工技术规范》中规定了不同公路等级、结构层次的集料与沥青的粘附性技术要求，这只是路面施工过程中控制的最低标准。受地域及交通运输限制，有些公路在修建的时候，集料根本达不到规范中规定的粘附性要求，造成了工程质量降低。路面工程施工期短，进场材料压力大，为了保证工程按期完工，施工单位往往进场的原材料与配合比所用的原材料不一致，造成了施工生产没有了指导依据。

1.2.2 沥青混合料配合比设计

沥青混合料配合比设计中混合料的级配对沥青路面的耐久性和使用性有很大影响。级配不合理，容易造成沥青路面的耐久性降低，孔隙率增大等问题。国内大部分路面沥青混合混合料配合比设计采用的是马歇尔试验配合比设计方法。由于条件限制，很多施工单位的马歇尔击实仪未经过计量单位进行检定校准。

1.2.3 沥青混合料的拌合

良好的拌合是可以加强沥青和集料粘附能力，拌合时间不充分或者拌合不均匀，甚至出现花白料，沥青膜更容易被水剥离。拌合温度对沥青混合料的质量影响也非常大，集料加热温度过低，混合料拌合不均匀，沥青与集料的粘结力也差，形成沥青路面后，孔隙水更容易侵入沥青膜与集料之间。集料加热温度过高，沥青就会发生老化，与集料粘结力降低，容易造成沥青膜脱落。

2 解决高速公路沥青路面水损害早期损坏的技术途径

2.1 控制好路面表层的级配与实际空隙率

施工人员应当对实际空隙率予以严格的控制，充分考虑不同条件下，空隙率的变化情况。对于日常使用的高速公路来说，4%的空隙率是最为合理的，可根据公路的实际使用情况酌情进行调整；而其胶粉比应当不低于0.8，且不超过1.6；构造深度应当保证超过1毫米，构造深度加大时，路面的空隙率也许随之进行适当的调整。在级配上，以AK类型的高速公路结构来说，其表层面一定要采取抗滑表层级配，具体情况要根据高速公路路面建设的实际来确定。

2.2 提升现场空隙率指数

摊铺过程中对现场空隙率指数的把控程度也影响着路面的抗损坏能力，因此施工技术人员一定要加强重视，在摊铺中可适当加入改性沥青，从而提升公路的压实度，使碎石空隙中能够渗透进高温混合料，继而是沥青膜在高温作用下融化。在摊铺后，还应当进行必要的碾压密实处理，保证白碎石能在压力的作用下成为沥青碎石。

2.3 提升集料与沥青间的粘附性

为了能够对水损害进行有效的防治，既要提升集料与沥青间的粘附性，又要提高集料与集料之间的粘附性。其中，可以通过采取在沥青中添加钙铅以及锰金属皂，或者以石灰与水泥代替矿粉，促使集料与沥青间的粘附性得到有效的提升。随着科学技术的发展，不断加快开发与利用多种类型的活性表面材料，随之产生抗剥落剂。通过应用抗剥落剂，能促使沥青混合料的抗水损害的能力提升，然而抗剥落剂对沥青与集料具有较高的选择性，只有经过严密的实验设计后，才可以采用抗剥落剂。

2.4 合理进行结构设计

在进行沥青路面的结构设计过程中，可以科学合理的应用组合式与柔性基层，从而能够有效的排出级配碎石基层内部的路面水分。与此同时，由于这一环节中沥青层厚度较大，加上增多的路径，有效的削弱渗入至基层的水分。因此，自由水在路面结构层的滞留时间不长，有效的避免发生水损害现象，从而防止路面出现自下而上的水损害现象，有利于促使市政道路的路面结构性能得到有效的改善。

2.5 做好全面的排水工作

在城市排水系统中，城市道路的排水系统属于重要的组成部分，对于沥青路面的水损害的防治发挥着巨大的作用。降雨过程中，雨水作用于路面层，其渗流途径主要有三种：

①直接通过道路路面渗流，路面基层设有渗流排放；

②通过路面斜坡将水流集散到两边排水沟进行排水，这种排水方式需要设置双向的横坡，也可以采用单向横坡将水流集中到一侧排放；

③通过中央分离带进行排水，可以设置向内侧的横坡，将水流集中到中央分离带进行排放。

进行路面排水设计，需要遵循如下设计原则：

第一，道路路基与路面连接层，需要保证具有一定的横向坡度，方便路面渗水顺畅排除，通过孔隙水流传递排放到两侧的盲沟或者排水渠道中。同时，还需要在路面与路基连接部位做好防水处理，可采用乳化沥青下封，使得缝隙向下渗透的水流沿封层表面向两侧道路边缘排除。

第二，设置排水层，在雨流较为丰富区域，可以考虑将排水层设置在路面结构内部，使得渗入路面的水流经过排水层有效排除。排水层的设计应不妨碍道路的基本功能，同时需要对排水层下部进行防水处理，避免路面渗水进入路基结构中。排水层的设置同样需要一定的横向坡度，以方便水流的顺利排出，排水层选择透水性好的粒料材料效果更佳，例如砂、矿渣和碎石等，这些材料一方面促进路面水的排除，另一方面还可以防止路基地下毛细水的向上蒸发，使得路面结构保持干燥，增强其行车性能。

3 结束语

沥青路面的水损害是指沥青路面在水及外部荷载的反复作用下，沥青膜从集料表层脱落，沥青混合料丧失了原有的粘结力，产生坑槽、路面松散、辙槽等病害，同时可能诱发其他路面病害发生。随着高速公路的迅速发展，沥青路面被广泛采用，随之而来的是沥青路面在使用过程中出现的一些早期病害。水损害是沥青路面早期最容易发生的病害之一，文章主要探讨引起路面水损害的影响因素及预防措施。

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