公路水破坏的成因与防治.doc

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1、高速公路沥青路面水破坏的成因与防治措施沥青路面和水泥路面的水破坏现象都十分普遍,实际上使用一年以上的每条高速公路不管是采用半钢性路面、刚性组合式路面还是刚性路面都产生了程度不同的水破坏（降水透入路面结构层后使路面产生的早期破坏现象）。差别仅在于有的高速公路水破坏现象严重，有的高速公路水破坏现象较轻。水破坏来得快，性质最为严重，因此它是路基路面的大敌，是路基路面的主要破坏因素。2．沥青路面水损坏2．1概述   　近年来，由于交通量的不断增长，重车增多，大型货车超载严重和渠化行车的作用，给路面带来了明显的早期破坏逐渐增多。

2、沥青路面研究有关的课题也集中在车辙、低温开裂和疲劳开裂这三大破坏形式上，但另外一种破坏形式——水损害也逐渐引起人们的注意，也已形成世界性范围的问题。我国在这方面的研究还很少，还没有引起人们足够的重视。直至最近，一些高等级公路发生了较为严重的水损害问题，也到了重视水损害从早期水损害发生的过程来看，降水从路面空隙、裂缝、中央分隔带等进入路面结构，在水分的长期侵蚀下，沥青膜从矿料颗粒表面剥离，粘附性丧失，混合料逐渐松散，致使唧浆坑槽等损害现象产生并逐渐扩大。沥青路面的水损害是沥青路面存在水分的条件下，经受荷载和温度的反复作用

3、，使沥青膜逐渐从集料表面剥离，并导致集料之问的粘结力丧失，而发生路面逐渐出现麻面、松散、坑槽等病害这些损坏有以下特点：1)破坏发生在雨季，有时一场大雨就导致严重破坏。2)破坏之前一般先有小块的网裂，出现唧浆，然后松散形成坑槽。3)发生水损害的地方一般是透水或排水不畅通的部位，挖开可以看见下面有积水或浮浆。4)行车道破坏比较严重，超车道一般没有破坏，这与交通量、重载和超载交通有关。5)一般不会整个路面同时破坏，这显然是由于沥青混合料的离析造成粗集料集中，形成局部区域空隙率过大，使路面渗水。沥青路面产生水损害现象既有内因也

4、有外因。外因主要与降水量、交通量、交通组成和行车速度有关。通常降水量大的多雨潮湿地区，水损害现象较为严重。交通量大，超载车辆多，并且行车速度快的高速公路水损害现象非常突出。水损害的内因首先是由于沥青混凝土的空隙率较大以及压实度偏小，现场实际空隙率大，由于混凝土不均匀造成的局部空隙率更大。另外，沥青与碎石的粘结力不足也是重要原因。还有，路面设计时未考虑路面结构层排水，没有设置有效的防水层，不能很好的阻止水侵入结构内部，对于进入内部的水又不能很快的排出，这样就为水损害的形成提供了有利条件。对于采用密实的I型级配路面结构，由

5、于空隙率很小，理论上是不应该产生明显的水损害现象，但实际却不是这样。在调查分析中可以发现，水损害经常是一个个孤立的随机分布的小坑洞，有的路段数量较多，有的路段数量较少。事实上，铺成的沥青混凝土常是不均匀的。水损害常发生在沥青混凝土层空隙率较大和自由水容易透人的位置。当结构层不均匀性愈大时，空隙率较大的位置愈多，水损害现象也就愈严重。导致沥青混凝土不均匀性大的主要原因包括：矿料颗粒组成的变化，沥青混合料拌和不均匀(拌和时间不足)，现场沥青混合料离析，沥青混合料温度不一致(摊铺机后面不同位置沥青混合料的实际温度常有明显差别

6、，甚至高达40℃左右)。可见，沥青混凝土的不均匀性是造成密实的I型级配路面产生水损害的原因。2．2产生水损害的原因   产生水损害的结构原因：水分通过空隙或裂隙(或其它途径)进入沥青路面结构层内，并逐渐渗入到矿质集料表面。由于表面张力(和其它化学力)的作用，沥青与石料间的联结被削弱或完全剥离，汽车轮胎对路面的挤压搓揉作用及与路面间的真空吸附作用加速了剥离的进程，致使路面很快损坏。 产生水损害的材料原因：二氧化硅含量高的石料(酸性石料)与沥青的裹覆能力差。沥青与集料间的粘附力是影响沥青路面寿命的重要因素，粘附力丧失会导致

7、沥青路面破坏。影响沥青与集料粘附的因素有：1)沥青和集料的表面张力；2)沥青和集料的化学成分；3)沥青的粘度；4)集料的表面纹理；5)集料的多孔性(吸附能力)；6)集料的清洁程度；7)集料的含水量和沥青的拌和温度。 有4种理论可以用来解释沥青与集料的粘附机理，它们是： 1)力学特性。粘附力依赖集料的特性，如表面纹理、多孔性、表面吸附、比表面积(颗粒尺寸)等。一般来说，表面粗糙和多孔的集料可以使沥青更好地吸附在其表面，产生较大的范德华力。 2)化学反应。依赖于沥青和集料的化学成分。由于沥青含有有机酸，总体上是弱酸性，所以

8、往往和碱性石料有较强的粘附力。 3)表面能理论。采用集料与沥青、集料与水间的表面能差异，来解释沥青与集料的粘附力。 4)集料表面电荷。酸性集料表面带负电荷，所以粘附了沥青的酸性石料，遇水则容易发生剥离。碱性集料反之。 产生水损害的施工和设计原因：路面空隙率过大是造成沥青混合料水损害的根本原因。在施工中过分强调路面平整度，致使路面碾