摘要：本文列舉了許多城市道路早期比較常見的損壞類型。重點講述了城市道路瀝青路面最常見的一種破壞形式——水損壞，并從設(shè)計、施工、規(guī)范各方面分析了水損壞的原因及防治措施。
　　關(guān)鍵詞：城市道路；瀝青路面；水損壞；防治措施
　　1、城市道路早期損壞的類型
　　我國城市道路路基路面存在的較為普遍的早期損壞現(xiàn)象，可歸納為以下4類：
　　(1)瀝青面層早期損壞：車轍、泛油、松散、坑槽、水損害破壞；
　　(2)水泥混凝土路面斷板、折角、接縫跳車；
　　(3)橋面鋪裝局部破損；
　　(4)結(jié)構(gòu)物連接不順暢、橋頭及接縫跳車；
　　這些損壞，在很大程度上是由于施工管理混亂，不嚴(yán)格按照規(guī)范施工造成的。但也不排除其他原因，如：規(guī)范本身的原因，設(shè)計的原因，這些損壞大多發(fā)生在雨季，基本上都與水有關(guān)，損壞路段還往往存在壓實不足和排水不良問題。
　　2瀝青路面水損壞的原理機(jī)制及其原因
　　2.1瀝青路面水損壞的原理機(jī)制
　　1)水降低瀝青和集料之間的黏附力及黏結(jié)力
　　依據(jù)極性理論，瀝青可以理解為表面活性物質(zhì)在非極性碳?xì)浠�合物中的溶液。瀝青和各集料等經(jīng)過一定級配形成混合料之后，黏附于各種石料表面形成吸附層。而水是強(qiáng)極性分子（含氫鍵），故更易依附于石料表面。若所用瀝青是低極性的，則瀝青一石料之間的黏附基本上是限于簡單的物理意義上的吸附，容易為水剝離。
　　瀝青路面的設(shè)計及施工是嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行的，瀝青與各集料之間亦存在合理的級配，盡管如此，瀝青混合料仍會在自由水的作用下，受到一定的影響。一方面，自由水介入瀝青與各集料之間，在高速行駛的車輪作用下形成高壓水流，長時間反復(fù)沖刷各集料表面的瀝青膜，導(dǎo)致瀝青膜過早地脫落；另一方面，由于自由水的反復(fù)侵蝕，瀝青面層由底部向頂部，逐漸松散，瀝青與各集料之間的黏結(jié)力減弱，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。黏附力和黏結(jié)力的損失相互影響，共同造成水損害及導(dǎo)致其惡化。
　　2)路面內(nèi)部動力水壓的沖刷破壞
　　降落路面的雨水大部分經(jīng)路面的橫坡和縱坡排走，但亦有相當(dāng)一部分通過路面的孔隙、接縫等滲透人路面結(jié)構(gòu)之內(nèi)。若路基及路面下層為透水性較低(滲透系數(shù)≤10-5ciii/s)時，滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的自由水便無法滲出，被迫形成滯留水，長期浸泡和沖刷基層材料中的結(jié)合料，使之形成灰漿而被擠壓出路面，降低了瀝青路面的強(qiáng)度及承載力。更為嚴(yán)重的是，滯留水在車輛荷載及行車速度日益增大的情況下，形成空隙水壓力，直接對周圍的瀝青混合料施加沖刷壓力，擴(kuò)張裂縫及加大表面空隙率，降低瀝青路面結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度，從而產(chǎn)生各種形式的破壞。
　　2.2瀝青路面水損害的原因
　　瀝青路面水損害的原因一般可以從路面設(shè)計因素（內(nèi)因）及外部環(huán)境因素（外因）兩個方面來理解。
　　1)路面設(shè)計因素
　　(1)瀝青與集料的黏附性不足：瀝青與集料的黏附性主要受自身性質(zhì)的影響。如瀝青與礦料的化學(xué)成分；瀝青與礦料表面的界面張力；瀝青的黏性；礦料的空隙率；礦料的含水量和含泥量等。研究表明，若黏附性不足4級以上，瀝青膜容易脫離，造成路面水損害。
　　(2)瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度與瀝青混合料不匹配：我國現(xiàn)行路面設(shè)計規(guī)范沒有明確給出瀝青混合料級配形式與結(jié)構(gòu)厚度的關(guān)系，但過去的經(jīng)驗是結(jié)構(gòu)層厚度為級配中最大集料尺寸的2.5倍。雖然最大集料尺寸在我國現(xiàn)行公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范中沒有明文定義，但根據(jù)美國superpave定義：集料最大公稱尺寸為篩余第一次大于10%的篩號的上一級篩子。從我國常用的幾種瀝青混合料礦料級配中，可以看出，集料最大粒徑尺寸其實就是superpave所定義的集料最大公稱尺寸。但有時按照規(guī)范要求的材料施工，嚴(yán)格管理，并遵守了厚度是最大粒徑的2.5倍關(guān)系去設(shè)計面層，路面仍然發(fā)生了早期破壞，應(yīng)該說除了其他種種原因之外，層厚為最大集料尺寸的2.5倍關(guān)系，也應(yīng)值得研究。根據(jù)美國的superpave的技術(shù)研究成果表明：瀝青結(jié)構(gòu)層厚度要求大于集合料最大公稱尺寸的3倍，當(dāng)粗集料含量高時，這個比值應(yīng)更高。集料粒徑與面層厚度不匹配，集料粒徑顯得過粗，與其相匹配的厚度顯得稍薄，這樣既易使混合料產(chǎn)生離析，又不利于壓實，這是我國瀝青路面水損壞早期破壞的原因之一。
　　(3)瀝青路面壓實度不夠，空隙率過大：施工中對瀝青路面壓實度重要性認(rèn)識不夠，我國目前城市道路瀝青路面施工存在一種現(xiàn)象就是只注重路面平整度。由于平整度是竣工驗收的一項硬指標(biāo)，因而施工單位非常重視，片面強(qiáng)調(diào)平整度。一些工程擔(dān)心振動壓路機(jī)碾壓影響平整度，而采用噸位偏輕的輪胎壓路機(jī)，使得最終成型的瀝青混合料壓實度稍差，空隙率偏大，影響了瀝青路面的水穩(wěn)定性。根據(jù)調(diào)查，表面層實際空隙率在8%～15%之間時，是發(fā)生水損害最危險的空隙率。這是因為小于8%時水不容易流進(jìn)，大于15%時水容易流失，而在這一范圍的空隙率是水容易進(jìn)而不容易出的狀態(tài)，在行車作用下路面逐步壓實，原來聯(lián)通的空隙不聯(lián)通了，這些空隙的水在行車荷載作用下產(chǎn)生空隙水壓力，重車再加上超載車多，空隙水壓力就越大，更容易產(chǎn)生水損害。
　　(4)瀝青路面防水能力不足：防水就是阻止水滲入。規(guī)范上要求至少有一層不透水的I型密級配瀝青混凝土，一般安排在中面層，如前所述，瀝青結(jié)構(gòu)厚度與瀝青混合料不匹配，厚度與集料相比顯得過薄，因此容易產(chǎn)生離析，而起不到防水的作用。
　　2)外部環(huán)境因素
　　(1)排水設(shè)施不完善：排水是指若水滲入面層后，應(yīng)使其迅速排出。這就要求基層應(yīng)擁有足夠的空隙率用以供應(yīng)排水的需要和建立完整的排水通道。我國瀝青路面基層普遍采用半剛性基層，是不透水的，上面滲入的路面水積聚在基層表面排不出去，尤其近幾年來，對基層的強(qiáng)度要求越來越高，越來越致密，而使得基層沒有足夠的空隙以供排水之需，而且近年來我國路面設(shè)計中普遍設(shè)計了埋置式路緣石，路緣石往往與瀝青路面等厚且與瀝青路面和基層之間結(jié)合較好，嚴(yán)重阻礙了路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部橫向排水。尤其是新建路基的路塹地段很容易發(fā)生滲水等病害，其原因主要是排水不暢，邊坡過陡或缺乏適當(dāng)?shù)闹�擋建筑物，地下水長期浸蝕基層，會削弱基層、底基層的整體強(qiáng)度。地面水浸入路基內(nèi)部，不能及時排出，形成自由水，自由水集結(jié)在表層內(nèi)部，在行車荷載的重復(fù)作用下，產(chǎn)生較大的水壓力，形成灰漿，長期集結(jié)的灰漿，將造成路面的網(wǎng)裂，引起結(jié)構(gòu)的早期破壞。
　　(2)溫度變化的影響：春季凍融期間的溫度在零度左右變化，路面中的水分不易排除，與重載交通共同作用，路面易產(chǎn)生損害；而在夏季高溫作用下，瀝青混凝土強(qiáng)度降低，雨季雨水較多，在路面內(nèi)部積聚水的沖擊下，路面亦易損壞。
　　3城市道路水損害的防治措施
　　既然瀝青路面的水損害是來源于瀝青膜從集料表面的剝離，其條件是水分介入到瀝青與集料界面上，改變了瀝青、集料與水分的關(guān)系所造成的。那么，排除結(jié)構(gòu)因素，預(yù)防水損壞的關(guān)鍵就要通過下面兩個途徑來解決：
　　3.1提高瀝青與集料之間的黏附性，提高集料之間的黏結(jié)力
　　隨著城市道路的建設(shè)，瀝青路面對集料的要求越來越高，尤其是表面層集料的來源更是困難。在通常情況下，石灰?guī)r等堿性集料，與瀝青的黏附性好，但耐磨性能差，不能適應(yīng)瀝青路面表面層抗滑及耐磨耗的需要，采用石灰?guī)r石料鋪筑的瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)路面，所期望的石料之間的嵌擠能力不能很好的形成。花崗巖、砂巖、石英巖等酸性巖石，石質(zhì)堅硬、致密、耐磨性強(qiáng)，能充分發(fā)揮集料之間的嵌擠作用，但它與瀝青的黏附能力卻不好，容易在水分的作用下造成瀝青膜的剝落，很快導(dǎo)致瀝青路面的掉粒、松散、坑槽等水損害破壞。
　　3.2防止水分進(jìn)入瀝青混合料內(nèi)部
　　①為滿足抗滑表層構(gòu)造深度的需要，空隙率不得不增大到4%～8%，明顯的大于發(fā)生水損壞的臨界空隙率。為解決抗滑性能要求與水穩(wěn)性相矛盾的一個方法是采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)結(jié)構(gòu)，由于間斷級配的碎石骨架在表面形成大的孔隙，構(gòu)造深度大，有很好的抗滑性能；同時由于瀝青瑪蹄脂的充分填充，混合料內(nèi)部的空隙率又很小(2%～4%)，SMA基本不透水的優(yōu)點可使瀝青路面的水穩(wěn)性得到很大的改善。
　　②由于水損害破壞有一部分原因是由瀝青面層的下面層開始的，而目前普遍將下面層設(shè)計為空隙率較大的瀝青混合料，中面層多為密級配瀝青混凝土。為了防止上面層的水滲入路面，基層的水上升到瀝青混合料中，同時為了解決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黏附性所構(gòu)成的威脅，因此，建議下面層的級配類型采用密級配瀝青混凝土，以使得瀝青路面的水穩(wěn)性得到較大的提高。
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