沥青路面水损坏分析研究.pdf

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1、天}{}布工柱2014年第2期(总第100期)沥青路面水损坏分析研究胡海学朱金标董涛(天津市市政工程研究院)摘要：沥青路面水损坏是我国高速公路沥青路面早期损坏的主要原因之一，其降低路面的使用寿命，增加路面养护成本。本文从沥青路面水损坏表现形式、产生机理、以及模拟实际路面水损坏状况试验分析几个方面，对其进行研究分析。结果表明：冻融劈裂试验较之浸水马歇尔试验更有效，能够在较短的时间内模拟实际路面受到的较长时间水的影响。沥青路面水损坏是各种因素综合作用的结果，深入分析研究路面水损坏，为制定相应抗水损坏措施，延长路面使用寿命提供理论依据。关键词：沥青路面；水损坏；机理分析；试验分析1引言生的水破坏更为

2、严重。通过对一些实际工程的调查结果表明，只要自由水侵入并滞留在沥青混凝土的当前交通的重型化、多轴化发展，导致公路在孔隙中，不管是传统素沥青混凝土，还是改性沥青通车后不久，便出现了各种早期病害现象，如坑槽、或加抗剥落剂的SMA，在大量行车作用下，都会产内部松散、唧浆、车辙、裂缝等，严重影响了道路的生沥青剥落现象并产生水破坏。使用寿命，降低了其长期使用性能。据国内外调查2．2路面表面层和中面层产生网裂研究，在各种类型的沥青路面早期破坏现象中，有当路面结构层中含有空隙率较大的半开级配近80％的病害与沥青路面的水损坏相关，因此深入沥青混凝土时，降水后自由水较易从薄弱处渗入并分析水损坏的产生机理并评价研

3、究当前沥青路面滞留在结构层内，大量快速行车使结构层内沥青抗水损坏性能的主要试验，找出与路面长期使用性混凝土中部分碎石上的沥青剥落，导致表面产生网能的相关性较好的控制指标，有效的控制因水损坏裂、形变(下降)和向外侧推挤，或产生坑洞。这种而造成的沥青路面结构性破坏、延长高速公路沥青破坏现象也相当普遍。路面的使用性能具有重要的意义。在冰冻地区，冬季的雪水逐渐渗入并滞留在沥青面层内，一个冬季要发生很多次反复冻融。春季2沥青路面水损坏及其表现形式化冻期间，沥青面层内的自由水也会使沥青面层产沥青路面水损害是指沥青路面在有水存在的生坑洞和网裂形变。条件下，经受交通荷载和温度胀缩的反复作用，—方2．3坑洞周围

4、出现唧浆现象面水分对沥青起乳化作用，导致沥青混合料强度下水透过沥青面层(两层式或三层式)滞留在半降，同时水分逐步侵入到沥青与集料界面上，由于刚性基层顶面，在大量快速行车作用下，自由水产动水压力冲击作用，沥青膜逐渐从集料表面剥离，生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料，形成导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏。灰白色浆。灰浆通过各种形状的裂缝(横缝、纵缝、典型的水损坏表现形式如下：斜缝和网裂)被行车压唧到路表面。在南方潮湿多2．1路表产生坑洞雨地区，多条高速公路沥青路面的这种唧浆、网裂、由于沥青混凝土的不均匀性，坑洞总是在局部形变、坑洞和唧浆、坑洞的早期破坏现象更为严沥青混凝土空隙率较大处首

5、先产生。无论表面层沥重。例如某高速公路，每次下雨，都产生一些唧浆和青混凝土是密实式的还是半开式的，都曾产生过坑坑洞，而—即出的常是底基层石灰土浆。洞病害。这种破坏现象几乎每条高速公路都有，只2．4其他水损坏现象是单位面积内产生坑洞的个数和面积有明显差别。自由水进入沥青面层后，一方面沥青面层产生但通常采用半开式(Ⅱ型)沥青混凝土表面层时，产坑洞或唧浆、形变、网裂。另—方面水损坏现象常表沥青路面水损坏分析研究胡海学朱金标董涛现为严重的辙槽。自由水侵入沥青面层后，使沥青与碎石的粘结力减弱。在行车荷载作用下，滞留在____面层下部的水使矿料、特别是粗粒矿料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，使沥青混凝土的强度逐

6、渐损失，毒‘≤≮毒≥l直到完全松散。在行车轮迹下不但产生压缩形变，图3．3接触角为零．沥臂完全脱落集料表面更严重的是产生剪切形变，轮下的“沥青混凝土”向3．I．2动水压力破坏外侧挤出，使轮迹带下陷，同时其两侧鼓起，形成严重的辙槽。如不及时处理辙槽，在降水过程中和路面积水在高速行驶的汽车轮胎下所产生的动水压力非常可观，足以贯穿沥青面层的空隙而深雨后，辙槽就变成积水槽，使水有更长的时间透入和透过沥青面层，造成更严重的水破坏。入沥青层内部。有人对动水压力进行了理论分析和现场测定，结果如图3．4所示。可以看出，动水压力3水损坏产生机理随车速的提高呈几何级数增长。高等级公路上的平均行车速度往往是一般道路

7、的两倍，其上行驶车辆3．1水的渗透模式所造成的动水压力也比一般道路大3倍左右。当沥3．1．1水对沥青的置换作用青面层的空隙较大时，动水压力可以促使路表积水水分对路面材料本身的损害表现为水分通过空穿透沥青面层而蓄存在沥青层内部；这些蓄存在沥隙、裂缝或车辆行驶形成的真空压力进入路面结构青面层空隙内的水在行车荷载的反复挤压作用下使层内，浸润矿质集料。当轮胎快速通过后，水分又被沥青膜不断地从集料表面剥落：