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透析沥青路面水损害原因及防治
发布者:管理员 发布时间:2017-9-17 3:37:00 浏览626次
近两年来,许多高速公路建成不久,沥青路面的早期破坏便时 有发生。这些损害主要表现在:路面混合料透水和蓄水的情况相当普遍,在不少地区的雨季或春融季节,路面唧浆、松散、坑槽 成为严重的破坏形式。因此有效的分析并制订措施防治水损害,具有重要意义。
  1 原因分析
  沥青路面是附着了沥青的集料粘在一起的集合体。对沥青路面来说,沥青与集料的粘附性和抗剥离性能是保证路面性能最基本的条件之一。
  所谓沥青路面的水损害,是指沥青路面在存在水分的条件 下,经受交通荷载的反复作用,一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上,同时由于水动力的作用,沥青膜渐渐从集料表面剥离,并导致集料之间的粘结力丧 失而使路面破坏。由于在沥青路面的材料选择上,一般选择坚硬 的优质石料,采用较粗的粒径,适当减少沥青用量等措施,带来了某些隐患,即沥青路面的水稳定性不足,在春融季节及雨季, 好端端的路面逐渐出现麻面、松散乃至坑槽。水损害已经成为路 面破坏的一种主要模式。
  沥青路面水损害的机理和特征,可以从破坏的发展历程上看出:
  应该注意的是,水损害有可能是从沥青面层的下面层开始 的。由于水分进入沥青路面,滞留在基层上面,沥青面层的下面层又往往是空隙率较大的沥青碎石或Ⅱ型沥青混合料,空隙中充 满着水分,给沥青路面水损害造成了潜在的威胁。所以在集料与沥青膜剥离、发生松散后,沥青混合料不再成一个整体,集料在荷载作用下对基层表面产生撞击,基层的粉质部分如水泥、石 灰、粉煤灰以及土质部分便成为稀浆,通过路面的缝隙向上挤 出,在沥青路面上可以看到白色的唧浆,面层可见局部的龟甲状裂缝,这是沥青路面水损害最明显的标志。当沥青路面上出现一 块块泛白色的网状裂缝区的时候,下面层已经成为沥青膜完全 脱落的松散集料,坑槽已不可避免。
 
  2 防治途径
  如上所述,沥青路面的水损害是来源于沥青膜从集料表面的 剥离,其条件是水分介入到沥青与集料界面上,改变了沥青、集料与水分的关系所造成的。那么,预防水损害的关键就是要通 过三个途径来解决:①防止或减少水分进入沥青混合料内部,不致侵入到沥青与集料的界面中去;②提高沥青与集料的粘附性, 提高集料之间的粘结力;③防治路面开裂,水分下渗。
  1、针对第一个途径,沥青混合料的级配是最主要的因素,尤其是减小空隙率。但是,这是有一定限度的。对普通的密级配沥青混合料来说,粗集料基本上是悬浮在沥青砂浆中的,空隙率小于检限空隙率(一般为2%-4%)时,沥青在夏季受热膨胀时无适 当的空隙可去,便容易上浮(泛油),混合料产生推拥、车辙等流 动性变形。
  现在的问题是沥青混合料的空隙往往较大,提供了水分得以 在沥青混合料内部存在的地方。就我国目前大部分高速公路的沥青路面而言,空隙率大的有两个层次:1.首先是抗滑表层,为了抗滑对表面结构深度的需要,不得 不将空隙率增大到4%-8%,不管下多大雨,沥青混合料内部总是 被水浸泡着,这是现在抗滑表层级配的致命缺点。解决抗滑性能 要求与水稳定性矛盾的一个方法是,采用沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA)结构,SMA是有沥青玛蹄脂充间断级配的碎石骨架组成的 混合料。由于间断级配的碎石骨架在表面形成大的空隙,构造深度大,有良好的抗滑性能。同时由于沥青玛蹄脂的充分填充,沥 青混合料内部的空隙率又很小(2%-4%)。SMA基本上不透水的 优点,可使沥青路面的水稳定性得到很大的改善;同样的问题还发生在底面层,现在普遍将下面层设计为空隙率较大的Ⅱ型沥青 混合料,如AC-25或AC-30Ⅱ型是目前较多采用的结构。中面层 则多为Ⅰ型密级配沥青混合料,尽管水分较难从上面层进入路面,但实际上总有少量渗入,有时路面有了裂缝,进水就不可避 免,更何况水分也会从基层上升进入沥青混合料中。尤其是冬季 发生冰冻的过程中,水分通过毛细作用向上聚积,待到春融季节,融化的过量水分自然地滞留在底面层混合料的空隙中。Ⅱ型 沥青混合料的孔隙水在长期的交通荷载作用下,动水压力对沥青膜与集料的粘附性是一个非常大的威胁。所以,实际上沥青路面 的水损害破坏很多是从下面层破坏开始的。我们看到表面层出现 松散、坑槽,其实下面层早就已经松散了。从路面表面有局部密集裂缝的地方开挖,经常可以看见,底面层的沥青混合料已经是石料归石料、沥青归沥青,分得 清清楚楚了,这就是春融季节经常出现大面积坑槽破坏的原因。
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