沥青路面水损类坑槽形成机理及防治措施

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1、沥青路面水损类坑槽形成机理及防治措施　　摘要：沥青路面坑槽病害常出现在多雨或季节性冰冻地区，不仅对道路使用寿命有影响还对行车安全造成隐患。水损类坑槽最为普遍，本文首先阐明水损类坑槽形成机理，进而提出相应的防治措施，为实际工程提供一些有益的参考。　　关键词：坑槽；水损；形成机理；防治措施　　中图分类号：TU57+1文献标识码：A文章编号：1001-828X（2013）09-0-01　　沥青混凝土路面具有良好的行车舒适性，优异的使用性能，建设速度快及维修养护方便等优点，已建成的高速公路中90%以上采用沥青混凝土路面。沥青路面工程普遍存在路面结构的早

2、期损坏问题，由于水稳定性不足而产生的坑槽。因此，在对沥青路面坑槽成因分析的基础上，提出其预防和处治的有效措施具有实用价值。　　一、水损类坑槽形成机理　　山西省交通科学研究院的杨文江将该类坑槽的形成分为四个阶段：　　1.由于沥青路面表面存在着一些混合料压实和粘结力不均匀、裂缝、面层石料颗粒间存在较大空隙，降雨或路表积水则可以通过这些地方浸入到路面结构层内，浸泡沥青路面材料。当不能有效、及时地排除这些路面结构层中的水时，水会持续浸泡路面结构层，并浸润到沥青和集料的界面上，从而逐渐降低集料与沥青之间的粘结，使沥青从粘附的沥青表面剥落，最终失去粘结作用

3、，造成面层材料松散。在通车运营过程中部分区域逐渐出现松散、掉粒现象。　　2.在雨天路面松散处将蓄积水分，当车轮驶近此薄弱处时，轮胎将挤压散失集料颗粒之间的空隙，松散的细集料将在动水压力的作用下从轮胎前缘被挤出，同时柔性轮胎为适应松散处凹槽而产生下凸形变，赶出坑槽处的部分空气。　　3.当车轮驶过松散积水处时，柔性轮胎会变形适应此区域的表面平整状态，碾压并挤出松散区的空气；当轮胎覆盖坑槽表面时，使得松散区出现低压（小于大气压力）甚至密闭真空状态。　　4.当车轮以一定速度驶离时，轮胎会由轮-地接触区的凸凹表面恢复为原有的规则表面，松散区内外压力差将在

4、车辆后缘产生强烈的泵吸作用，造成颗粒松动，甚至把粘结不牢的集料颗粒、矿粉吸出来。在交通荷载反复作用下，这些松散材料会被移动车轮带离损害处，使沥青路面表面逐渐出现松散、脱落、麻面等现象。在未能及时发现并适当处置的情况下，最终就会形成坑槽，甚至会不断扩大，严重影响沥青路面的使用性能。　　综上所述水损类坑槽的形成机理：降雨过程中，雨水首先渗入并滞留在表层沥青混凝土空隙中，当下层的沥青混合料密水性好、层厚较大时，雨水向下渗透相对比较困难。在高速车辆反复行驶产生的动水压力、剪应力以及真空吸力等多种因素的复合作用下，沥青膜逐渐从集料表面剥落，局部沥青混凝土

5、松散，碎石被车轮甩出，路面形成坑槽。　　二、水损类坑槽形成影响因素　　1.沥青与集料的粘附性差。沥青具有较好的粘结性，在高温时粘度降低，劲度模量下降，抵抗变形能力减弱；在低温时粘度增加，劲度模量增大，抵抗变形能力增强。同时，沥青会在光照、紫外线等内外因素作用下出现不同程度的老化，造成沥青有效化学组分散失，沥青粘结性能下降。集料岩性会影响其与沥青的酸碱匹配，集料针片状含量和洁净程度会影响混合料的承载力和粘结效果，级配则可能会影响到沥青路面的承载力、均匀性和孔隙分布。　　2.气候环境条件。水具有较强的渗透作用，可以轻易地沿沥青路面上的一些微小缝隙进

6、入到路面结构层，从而破坏路面面层、基层，甚至造成路基病害，而这些病害最终将反映在路面中。坑槽就是其中常见的一种。沥青自身随着光照、温度等条件会逐渐老化的性质，会降低沥青和碎石接触界面、以及颗粒之间的粘结性，出现松散、掉粒等病害，进而在水的激发作用下出现坑槽。　　3.交通荷载。沥青路面结构在设计时，往往将交通量和交通荷载类型作为重要的控制参数，当路面在日常使用过程中，这些参数远远超过了设计时的控制参数，路面往往会遭到不可恢复的病害；同时，较轻的路面坑槽病害未能及时得到修复，在交通荷载的作用下，造成更深层次的病害。超载或重载同样也是造成局部坑槽或引

7、发大面积坑槽病害的重要因素。　　三、水损类坑槽的预防及养护措施　　1.控制沥青混合料的材料组成与质量。公路沥青路面养护技术规范中要求沥青混合料材料应具备的特点：较好的温度稳定性；较强的水稳定性性；较好的抗老化性；一定的抗疲劳性。在具体操作中，可以通过对掺加其他聚合物、水泥等改性剂对沥青进行改性，提高碎石的质量（级配合理、洁净程度等）、合理的配合比设计和沥青含量等方法进行控制。　　2.加强施工质量控制与管理。在新铺路面施工时一定要加强施工质量与管理，保证路基水温稳定性、强度，以及路面结构层密实质量、均匀性和粘附性。在路面坑槽病害的修复过程中应选取

8、合适的修复工艺，控制修复质量，避免出现坑槽修复后再补的情况。在某些特殊路段，整体施工工艺设计存在不合理的地方，一定要及时汇报，根据现场情况，必要时进行