3 水損害的預(yù)防
調(diào)查表明，造成瀝青路面水損害破壞的非常復(fù)雜，可以歸結(jié)為瀝青混合料空隙率過(guò)大、壓實(shí)度不足、路面滲水、路面厚度偏薄、瀝青混合料抗水損害能力不足、排水設(shè)施不完善等。水損害的預(yù)防和治理是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，它涉及到材料的級(jí)配，結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)，施工的工藝水平以及通車后的長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)。因此，必須從設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)三方面綜合考慮采取多種措施，才能有效預(yù)防水損害現(xiàn)象的產(chǎn)生。具體如下：
(1)應(yīng)該考慮如何使水不容易侵人路面結(jié)構(gòu)層。例如，防止中央分隔帶植草植樹(shù)后水侵人路面，有的高速公路將中央分隔帶封閉后，在其上擺大盆栽樹(shù)是一種值得提倡的措施；防止凸型中央分隔帶兩側(cè)緣石與面層瀝青混凝土連接處粘結(jié)不好而透水，如京津唐高速公路那樣不作凸型中央分隔帶并取消路緣石，消除水透人面層的這一途徑。此外，當(dāng)出現(xiàn)縱向和橫向裂縫時(shí)應(yīng)該及時(shí)封閉，防止水沿裂縫侵人結(jié)構(gòu)層。為較好的防止水侵人，可以使面層的各層都采用空隙率不大于5％ 的密實(shí)瀝青混凝土。實(shí)踐表明，瀝青面層中那一層空隙率大，一旦水進(jìn)人，那一層就會(huì)產(chǎn)生水損害。某高速公路瀝青面層的表層和中層都是密實(shí)的I型瀝青混凝土，但底面層是空隙率較大的Ⅱ型瀝青混凝土，開(kāi)放交通不久，在某些路段上產(chǎn)生了早期縱向裂縫。雨水從縱向裂縫進(jìn)人并滯留在底面層，使瀝青混凝土的強(qiáng)度顯著減弱。雖然初期瀝青面層尚未產(chǎn)生其他明顯的水損害現(xiàn)象，但隨著開(kāi)放交通時(shí)間增長(zhǎng)，路面逐漸產(chǎn)生了網(wǎng)裂等表面破損。因此，在保證面層混合料高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和抗滑性的基礎(chǔ)上，應(yīng)該盡量減小各層混合料的空隙率，全部面層結(jié)構(gòu)都采用空隙率不大于5％的密實(shí)瀝青混凝土。
(2)應(yīng)該提高瀝青與礦料的粘結(jié)力。當(dāng)水進(jìn)人瀝青混合料后，在快速重載車輛作用下容易產(chǎn)生瀝青剝落現(xiàn)象。為減輕瀝青剝落，改善瀝青混凝土的水穩(wěn)定性和耐久性，需要增強(qiáng)瀝青與礦料的粘結(jié)力。有關(guān)研究建議，為加強(qiáng)粘結(jié)力應(yīng)該保證中面層和底面層的粘結(jié)力不小于4級(jí)，表面層的粘結(jié)力不小于5級(jí)。
(3)應(yīng)該提高混合料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，瀝青混凝土的壓實(shí)度不僅對(duì)瀝青混凝土的物理力學(xué)性質(zhì)有著重要的影響，而且是決定現(xiàn)場(chǎng)空隙率的主要因素。對(duì)于配合比設(shè)計(jì)空隙率為4％ 的同一種瀝青混凝土，在不同壓實(shí)度下的現(xiàn)場(chǎng)空隙率有明顯差別。在壓實(shí)度為96％時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)空隙率接近8％ ；在壓實(shí)度為98％時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)空隙率接近6％ ，前者的滲透系數(shù)明顯大于后者。所以在實(shí)際施工中，要嚴(yán)格保證壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，表面層壓實(shí)度不小于98％ ，中面層和底面層不小于97％ 。
(4)應(yīng)該在路面結(jié)構(gòu)層中設(shè)置排水層和防水層。從我國(guó)瀝青路面的早期破壞來(lái)看，往往表面水還沒(méi)有滲透到中面層或下面層，表面層或中面層就已經(jīng)開(kāi)始破壞。鑒于當(dāng)前我國(guó)高速公路建設(shè)中，很多人擔(dān)心瀝青面層薄了容易破壞，愿意用厚的瀝青面層。在這種情況下，為了防止水滲人到面層下部造成破壞，可考慮將防水層設(shè)在表面層下面。同時(shí)，應(yīng)該在基層頂面設(shè)置多孔隙瀝青混合料排水層，使水能盡快排出路面結(jié)構(gòu)層。
4 小結(jié)
(1)瀝青混合料和瀝青路面施工質(zhì)量及一些外部因素可能會(huì)導(dǎo)致瀝青路面剝落，主要是：路面排水系統(tǒng)不健全，路面壓實(shí)度不足，混合料離析以及集料表面粉塵太多等。
(2)現(xiàn)行瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范關(guān)于水損害的三個(gè)指標(biāo)，即粘附性大于4級(jí)強(qiáng)度、浸水馬歇爾穩(wěn)定度大于80％ ，以及簡(jiǎn)化洛特曼法間接抗拉強(qiáng)度比TSRI≥70％ ，存在一些缺陷，還控制不了水損害。
(3)AASHTO T283利用空隙率為7％ 的試件來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，模擬施工好的路面空隙率，更為科學(xué)合理，真空飽水條件更為嚴(yán)密，加上凍融循環(huán)，適合作為南方多雨有冰凍地區(qū)抗水損害的指標(biāo)。(4)添加抗剝落劑能改善和提高瀝青混合料抗水損害能力，但抗剝落劑(液體和石灰添加劑)對(duì)集料和瀝青有選擇性。因此，不能輕易得出某種抗剝落劑不好或是劣質(zhì)產(chǎn)品的結(jié)論，應(yīng)通過(guò)周密的試驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行篩選。石灰是一種很有效的抗剝落劑，但使用比較困難。
(5)即使通過(guò)了AASHTO T283的TSR≥80％的要求，也只表明這種混合料水損害潛在的危險(xiǎn)較小，還要有健全的排水系統(tǒng)、通過(guò)良好的壓實(shí)等其它措施來(lái)保證。
調(diào)查表明，造成瀝青路面水損害破壞的非常復(fù)雜，可以歸結(jié)為瀝青混合料空隙率過(guò)大、壓實(shí)度不足、路面滲水、路面厚度偏薄、瀝青混合料抗水損害能力不足、排水設(shè)施不完善等。水損害的預(yù)防和治理是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，它涉及到材料的級(jí)配，結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)，施工的工藝水平以及通車后的長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)。因此，必須從設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)三方面綜合考慮采取多種措施，才能有效預(yù)防水損害現(xiàn)象的產(chǎn)生。具體如下：
(1)應(yīng)該考慮如何使水不容易侵人路面結(jié)構(gòu)層。例如，防止中央分隔帶植草植樹(shù)后水侵人路面，有的高速公路將中央分隔帶封閉后，在其上擺大盆栽樹(shù)是一種值得提倡的措施；防止凸型中央分隔帶兩側(cè)緣石與面層瀝青混凝土連接處粘結(jié)不好而透水，如京津唐高速公路那樣不作凸型中央分隔帶并取消路緣石，消除水透人面層的這一途徑。此外，當(dāng)出現(xiàn)縱向和橫向裂縫時(shí)應(yīng)該及時(shí)封閉，防止水沿裂縫侵人結(jié)構(gòu)層。為較好的防止水侵人，可以使面層的各層都采用空隙率不大于5％ 的密實(shí)瀝青混凝土。實(shí)踐表明，瀝青面層中那一層空隙率大，一旦水進(jìn)人，那一層就會(huì)產(chǎn)生水損害。某高速公路瀝青面層的表層和中層都是密實(shí)的I型瀝青混凝土，但底面層是空隙率較大的Ⅱ型瀝青混凝土，開(kāi)放交通不久，在某些路段上產(chǎn)生了早期縱向裂縫。雨水從縱向裂縫進(jìn)人并滯留在底面層，使瀝青混凝土的強(qiáng)度顯著減弱。雖然初期瀝青面層尚未產(chǎn)生其他明顯的水損害現(xiàn)象，但隨著開(kāi)放交通時(shí)間增長(zhǎng)，路面逐漸產(chǎn)生了網(wǎng)裂等表面破損。因此，在保證面層混合料高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和抗滑性的基礎(chǔ)上，應(yīng)該盡量減小各層混合料的空隙率，全部面層結(jié)構(gòu)都采用空隙率不大于5％的密實(shí)瀝青混凝土。
(2)應(yīng)該提高瀝青與礦料的粘結(jié)力。當(dāng)水進(jìn)人瀝青混合料后，在快速重載車輛作用下容易產(chǎn)生瀝青剝落現(xiàn)象。為減輕瀝青剝落，改善瀝青混凝土的水穩(wěn)定性和耐久性，需要增強(qiáng)瀝青與礦料的粘結(jié)力。有關(guān)研究建議，為加強(qiáng)粘結(jié)力應(yīng)該保證中面層和底面層的粘結(jié)力不小于4級(jí)，表面層的粘結(jié)力不小于5級(jí)。
(3)應(yīng)該提高混合料壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，瀝青混凝土的壓實(shí)度不僅對(duì)瀝青混凝土的物理力學(xué)性質(zhì)有著重要的影響，而且是決定現(xiàn)場(chǎng)空隙率的主要因素。對(duì)于配合比設(shè)計(jì)空隙率為4％ 的同一種瀝青混凝土，在不同壓實(shí)度下的現(xiàn)場(chǎng)空隙率有明顯差別。在壓實(shí)度為96％時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)空隙率接近8％ ；在壓實(shí)度為98％時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)空隙率接近6％ ，前者的滲透系數(shù)明顯大于后者。所以在實(shí)際施工中，要嚴(yán)格保證壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，表面層壓實(shí)度不小于98％ ，中面層和底面層不小于97％ 。
(4)應(yīng)該在路面結(jié)構(gòu)層中設(shè)置排水層和防水層。從我國(guó)瀝青路面的早期破壞來(lái)看，往往表面水還沒(méi)有滲透到中面層或下面層，表面層或中面層就已經(jīng)開(kāi)始破壞。鑒于當(dāng)前我國(guó)高速公路建設(shè)中，很多人擔(dān)心瀝青面層薄了容易破壞，愿意用厚的瀝青面層。在這種情況下，為了防止水滲人到面層下部造成破壞，可考慮將防水層設(shè)在表面層下面。同時(shí)，應(yīng)該在基層頂面設(shè)置多孔隙瀝青混合料排水層，使水能盡快排出路面結(jié)構(gòu)層。
4 小結(jié)
(1)瀝青混合料和瀝青路面施工質(zhì)量及一些外部因素可能會(huì)導(dǎo)致瀝青路面剝落，主要是：路面排水系統(tǒng)不健全，路面壓實(shí)度不足，混合料離析以及集料表面粉塵太多等。
(2)現(xiàn)行瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范關(guān)于水損害的三個(gè)指標(biāo)，即粘附性大于4級(jí)強(qiáng)度、浸水馬歇爾穩(wěn)定度大于80％ ，以及簡(jiǎn)化洛特曼法間接抗拉強(qiáng)度比TSRI≥70％ ，存在一些缺陷，還控制不了水損害。
(3)AASHTO T283利用空隙率為7％ 的試件來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)，模擬施工好的路面空隙率，更為科學(xué)合理，真空飽水條件更為嚴(yán)密，加上凍融循環(huán)，適合作為南方多雨有冰凍地區(qū)抗水損害的指標(biāo)。(4)添加抗剝落劑能改善和提高瀝青混合料抗水損害能力，但抗剝落劑(液體和石灰添加劑)對(duì)集料和瀝青有選擇性。因此，不能輕易得出某種抗剝落劑不好或是劣質(zhì)產(chǎn)品的結(jié)論，應(yīng)通過(guò)周密的試驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行篩選。石灰是一種很有效的抗剝落劑，但使用比較困難。
(5)即使通過(guò)了AASHTO T283的TSR≥80％的要求，也只表明這種混合料水損害潛在的危險(xiǎn)較小，還要有健全的排水系統(tǒng)、通過(guò)良好的壓實(shí)等其它措施來(lái)保證。