摘 要 本(ben)文(wen)對(dui)瀝(li)青(qing)路(lu)麵(mian)水(shui)損(sun)害(hai)的(de)形(xing)成(cheng)原(yuan)因(yin)進(jin)行(xing)了(le)分(fen)析(xi)，指(zhi)出(chu)瀝(li)青(qing)路(lu)麵(mian)水(shui)損(sun)害(hai)是(shi)來(lai)源(yuan)於(yu)瀝(li)青(qing)膜(mo)從(cong)集(ji)料(liao)表(biao)麵(mian)的(de)剝(bo)離(li)，其(qi)條(tiao)件(jian)是(shi)水(shui)分(fen)介(jie)入(ru)瀝(li)青(qing)與(yu)集(ji)料(liao)界(jie)麵(mian)上(shang)
，改(gai)變(bian)了(le)瀝(li)青(qing)、集(ji)料(liao)與(yu)水(shui)分(fen)的(de)關(guan)係(xi)。它(ta)的(de)破(po)壞(huai)機(ji)理(li)是(shi)在(zai)水(shui)動(dong)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，瀝(li)青(qing)膜(mo)逐(zhu)漸(jian)從(cong)集(ji)料(liao)表(biao)麵(mian)剝(bo)離(li)，導(dao)致(zhi)集(ji)料(liao)之(zhi)間(jian)粘(zhan)結(jie)力(li)喪(sang)失(shi)。在(zai)此(ci)基(ji)礎(chu)上(shang)，提(ti)出(chu)三(san)種(zhong)防(fang)治(zhi)途(tu)徑(jing)。最(zui)後(hou)，展(zhan)望(wang)了(le)未(wei)來(lai)瀝(li)青(qing)路(lu)麵(mian)的(de)發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)。 


關鍵詞 水損害 剝離 SMA 
　　近年來，許多高速公路建成不久
，瀝青路麵的早期破壞便時 有發生。這些損害主要表現在:路麵混合料透水和蓄水的情況相當普遍，在不少地區的雨季或春融季節
，路麵唧漿、鬆散
、坑槽 成為嚴重的破壞形式。因此有效的分析並製訂措施防治水損害
，具有重要意義。 

1 原因分析 

　　liqinglumianshifuzheleliqingdejiliaozhanzaiyiqidejiheti。duiliqinglumianlaishuo，liqingyujiliaodezhanfuxinghekangbolixingnengshibaozhenglumianxingnengzuijibendetiaojianzhiyi。 

　　所謂瀝青路麵的水損害，是指瀝青路麵在存在水分的條件 xia，jingshoujiaotonghezaidefanfuzuoyong，yifangmianshuifenzhubuqinrudaoliqingyujiliaodejiemianshang
，tongshiyouyushuidonglidezuoyong，liqingmojianjiancongjiliaobiaomianboli
，bingdaozhijiliaozhijiandezhanjielisang 失而使路麵破壞。由於在瀝青路麵的材料選擇上，一般選擇堅硬 的優質石料，采用較粗的粒徑，適當減少瀝青用量等措施，帶來了某些隱患
，即瀝青路麵的水穩定性不足，在春融季節及雨季
， 好端端的路麵逐漸出現麻麵、鬆散乃至坑槽。水損害已經成為路 麵破壞的一種主要模式。 

瀝青路麵水損害的機理和特征，可以從破壞的發展曆程上看出: 


　　應該注意的是，水損害有可能是從瀝青麵層的下麵層開始 的。由於水分進入瀝青路麵，滯留在基層上麵，瀝青麵層的下麵層又往往是空隙率較大的瀝青碎石或Ⅱ型瀝青混合料，空隙中充 滿著水分，給瀝青路麵水損害造成了潛在的威脅。所以在集料與瀝青膜剝離
、發生鬆散後，瀝青混合料不再成一個整體，集料在荷載作用下對基層表麵產生撞擊，基層的粉質部分如水泥、石 灰
、粉煤灰以及土質部分便成為稀漿，通過路麵的縫隙向上擠 出
，在瀝青路麵上可以看到白色的唧漿
，麵層可見局部的龜甲狀裂縫，這是瀝青路麵水損害最明顯的標誌。當瀝青路麵上出現一 塊塊泛白色的網狀裂縫區的時候
，下麵層已經成為瀝青膜完全 脫落的鬆散集料，坑槽已不可避免。 

2 防治途徑 

     如上所述，瀝青路麵的水損害是來源於瀝青膜從集料表麵的 剝離，其條件是水分介入到瀝青與集料界麵上，改變了瀝青、集料與水分的關係所造成的。那麼，預防水損害的關鍵就是要通 過三個途徑來解決:①防止或減少水分進入瀝青混合料內部
，不致侵入到瀝青與集料的界麵中去;②提高瀝青與集料的粘附性， 提高集料之間的粘結力;③防治路麵開裂，水分下滲。 

      1、針zhen對dui第di一yi個ge途tu徑jing

，瀝li青qing混hun合he料liao的de級ji配pei是shi最zui主zhu要yao的de因yin素su


，尤you其qi是shi減jian小xiao空kong隙xi率lv。但dan是shi，這zhe是shi有you一yi定ding限xian度du的de。對dui普pu通tong的de密mi級ji配pei瀝li青qing混hun合he料liao來lai說shuo，粗cu集ji料liao基ji本ben上shang是shi懸xuan浮fu在zai瀝li青qing砂sha漿jiang中zhong的de，空kong隙xi率lv小xiao於yu檢jian限xian空kong隙xi率lv(一般為2%-4%)時，瀝青在夏季受熱膨脹時無適 當的空隙可去，便容易上浮(泛油)，混合料產生推擁、車轍等流 動性變形。 


      現在的問題是瀝青混合料的空隙往往較大，提供了水分得以 在瀝青混合料內部存在的地方。就我國目前大部分高速公路的瀝青路麵而言，空隙率大的有兩個層次:1.首先是抗滑表層

，為了抗滑對表麵結構深度的需要，不得 不將空隙率增大到4%-8%，不管下多大雨
，瀝青混合料內部總是 被水浸泡著
，這是現在抗滑表層級配的致命缺點。解決抗滑性能 要求與水穩定性矛盾的一個方法是，采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料 (SMA)結構，SMA是有瀝青瑪蹄脂充間斷級配的碎石骨架組成的 混合料。由於間斷級配的碎石骨架在表麵形成大的空隙
，構造深度大
，有良好的抗滑性能。同時由於瀝青瑪蹄脂的充分填充
，瀝 青混合料內部的空隙率又很小(2%-4%)。SMA基本上不透水的 優點

，可使瀝青路麵的水穩定性得到很大的改善;同樣的問題還發生在底麵層，現在普遍將下麵層設計為空隙率較大的Ⅱ型瀝青 混合料，如AC-25或AC-30Ⅱ型是目前較多采用的結構。中麵層 則多為Ⅰ型密級配瀝青混合料，盡管水分較難從上麵層進入路麵，但實際上總有少量滲入，有時路麵有了裂縫，進水就不可避 免，更何況水分也會從基層上升進入瀝青混合料中。尤其是冬季 發生冰凍的過程中，水分通過毛細作用向上聚積
，待到春融季節，融化的過量水分自然地滯留在底麵層混合料的空隙中。Ⅱ型 瀝青混合料的孔隙水在長期的交通荷載作用下
，動水壓力對瀝青膜與集料的粘附性是一個非常大的威脅。所以
，實際上瀝青路麵 的水損害破壞很多是從下麵層破壞開始的。我們看到表麵層出現 鬆散、坑槽，其實下麵層早就已經鬆散了。從路麵表麵有局部密集裂縫的地方開挖，經常可以看見，底麵層的瀝青混合料已經是石料歸石料、瀝青歸瀝青，分得 清清楚楚了，這就是春融季節經常出現大麵積坑槽破壞的原因。 

      2、另一方麵，隨著高速公路的建設，瀝青路麵對集料的要求 越來越高，尤其是表麵層集料的來源更是困難。在通常情況下
， 石灰岩等堿性石料與瀝青的粘附性很好
，但耐磨性能很差，不能適應瀝青路麵表麵層抗滑又耐磨耗的需要。采用石灰岩石料鋪築 的瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)路麵，所期望的石料之間的嵌擠能力不能很好地形成。所以，現行規範明確規定了對表層粗集料 的磨光值、壓碎值的要求;相反，花崗岩、砂岩
、石英岩等酸性岩石，石質堅硬、致密、耐磨性強，能充分發揮集料之間的嵌擠作 用。但它與瀝青的粘附性能卻不好，容易在水分的作用下造成瀝 青膜的剝落
，很快導致瀝青路麵的掉粒、鬆散、坑槽等水損害破壞。 

    《公路瀝青路麵施工技術規範》(JTJ032)規定:“當用於高速公 路、一級公路的石料為酸性石料時
，宜使用針入度較小的瀝青， 並采用下列抗剝離措施

，使瀝青與礦料的粘附性符合本規範附錄表C、8的要求”。這些抗剝離措施是: 

     (1)用幹燥的磨細消石灰粉或生石灰粉
、水泥作為填料的一 部分，其用量宜為礦料總量的1%-2%。 


     (2)在瀝青中摻加抗剝落劑。 

     (3)將粗集料用石灰漿處理後使用。 

      應注意的是， 這裏是將摻加消石灰粉、生石灰粉、水泥作為 第一條措施推薦的。其理由是這個措施的效果很好
，價格也比較便宜
，施工簡單，隻用它代替一部分礦粉就可以了。 

3
、瀝青路麵開裂滲水造成水損害 

       瀝青路麵在使用期開裂是普遍存在的問題。在我國的高等級 gonglubangangxingjicengliqingmiancengshangchuxiandekailie，shiduozhongyuanyinzonghezuoyongdejieguo。yinweizhexieliefengzhuyaofashengzaijijujiangwendeguochengzhong，shoudangqichongdeliqingmiancengyaofashenghendadewenduyingli
，tashizaochengkailiedeyigezhijie 的
、主要的原因。另一方麵，如果瀝青路麵建築在柔性基層上
， 或者下邊有級配碎石過渡層，僅靠瀝青麵層的溫度應力還不一定達到開裂的程度。但如果下麵是半剛性基層，則其本身也將產生 較大的收縮(幹縮與冷縮的疊加)，它將使瀝青麵層的收縮應力增 大，從而造成開裂。如果半剛性基層上原先已經有了裂縫，瀝青 麵層的溫度應力將在基層的裂縫部位造成很大的應力集中，半剛性基層的收縮應力與瀝青麵層之間的傳遞在裂縫自由端中斷，從 而瀝青麵層的溫度應力明顯增大，在裂縫部位或其附近首先開 裂。路麵開裂後水分從裂縫中不斷進入，使基層甚至路基軟化
，導致路麵承載力下降，產生唧漿、台階
、網裂，加速路麵破壞。 

      由於瀝青路麵所在地區的氣候
、路麵結構、瀝青層的厚度及瀝青性質、基層含水量及收縮性能、鋪築時間及施工方法等各種因素千變萬化，究竟是以瀝青麵層的溫度收縮為主，還是半剛性 基層收縮開裂反射為主，或者以路堤收縮為主
，實際上是很難判 斷的，必須通過實際調查才能下結論。可以想象
，在寒冷時節，由於大風降溫造成的突發性開裂、裂縫很快發展延伸甚至貫通時


，由於基層
、路基的降溫遲後較多
，瀝青麵層的溫縮裂縫將是主 要原因。 

      針對瀝青麵層低溫收縮開裂問題
，經過國內外眾多的調查與 研究，方法不少，但下麵幾個方法較為適宜:首先是嚴格控製瀝 青用量。一般認為在最佳瀝青用量OAC的 ±0.5%範圍內變動對開裂率無明顯影響。而且，瀝青用量增加使混合料應力鬆馳性能 提ti高gao的de同tong時shi，也ye使shi收shou縮suo性xing能neng變bian大da
，二er者zhe互hu有you抵di消xiao。采cai用yong質zhi量liang好hao的de瀝li青qing
，即ji使shi鋪pu築zhu較jiao薄bo的de麵mian層ceng，其qi橫heng向xiang裂lie縫feng也ye可ke能neng少shao於yu厚hou度du較jiao厚hou但dan瀝li青qing質zhi量liang差cha的de路lu段duan。其qi次ci，在zai氣qi候hou因yin素su方fang麵mian
，極ji端duan最zui低di溫wen度du、降溫速度
、低溫持續時間
、升sheng溫wen降jiang溫wen循xun環huan次ci數shu等deng是shi影ying響xiang瀝li青qing路lu麵mian溫wen縮suo裂lie縫feng的de四si大da要yao素su。因yin此ci，瀝li青qing麵mian層ceng的de施shi工gong安an排pai，應ying放fang在zai有you利li的de季ji節jie施shi工gong。另ling外wai
，基ji層ceng上shang和he透tou層ceng油you加jia強qiang粘zhan結jie對dui抗kang裂lie也ye是shi有you好hao處chu的de。 


4

、除了以上各種水損壞原因外，還有一種在國外較少發 生、在我國卻常常發生的水損壞因素――瀝青麵層本身的壓密造成的。有些公路施工時沒有很充分地壓實
，也有的是受排名搶先 的思想驅動，過分追求平整度
，在溫度降低時碾壓
，造成壓實度 不足，導致麵層空隙較大，水從空隙中下滲並滯留在空隙中
，逐步造成瀝青膜與集料的粘結力喪失、剝離，集料顆粒產生剝落
、掉 粒

，最後導致鬆散、坑槽。這是由於施工不良造成路麵透水，這 在(zai)道(dao)路(lu)竣(jun)工(gong)初(chu)期(qi)表(biao)現(xian)較(jiao)多(duo)。由(you)於(yu)采(cai)用(yong)了(le)評(ping)優(you)評(ping)分(fen)的(de)質(zhi)量(liang)評(ping)定(ding)製(zhi)度(du)，工(gong)程(cheng)報(bao)告(gao)不(bu)存(cun)在(zai)壓(ya)實(shi)度(du)不(bu)合(he)格(ge)的(de)記(ji)錄(lu)，致(zhi)使(shi)事(shi)後(hou)檢(jian)查(zha)發(fa)生(sheng)困(kun)難(nan)
，但(dan)不(bu)等(deng)於(yu)壓(ya)實(shi)度(du)都(dou)已(yi)經(jing)達(da)到(dao)了(le)。從(cong)這(zhe)個(ge)角(jiao)度(du)出(chu)發(fa)，為(wei)減(jian)少(shao)滲(shen) 水最重要的一點是施工過程中加強碾壓
，切忌片麵追求平整度而放鬆壓實。保證壓實度，使空隙率控製在要求範圍內，這是非常 重要的。 

       為了解決水損問題，公路施工部門作了許多努力，尤其是 “SMA混合料新型級配”的應用。由於SMA是一種密實式粗集料嵌擠型間斷級配瀝青砼，因而與其他瀝青路麵相比
，具有抗車 轍
、抗裂、抗滑
、泌水及耐久的優點。但采用SMA比傳統瀝青混合料費用要增加，但耐久性可延長。 

3 結束語 

      采用SMA這樣的高新技術， 不僅有一定的風險，而且還增加公路建設成本。 如果盲目使用， 不僅達不到提高路麵質量的目的， 反而造成浪費。 按照我國的經濟實力和目前的技術水平
，隻在氣候條件惡劣、交通量特別繁重或政治經濟地位特別重要的路段上優先考慮采用這種技術。但是隨著科學技術的發展，在未來的年代裏，以SMA混合新型級配為主的瀝青路麵材料一定會占主導地位。 

參考文獻 

1 公路瀝青路麵施工技術規範(JTJ032-94) 

2 路基工程 方左英 

3 路麵工程 方福森 


工程建設機械2004.NO.7

道路養護