浅议沥青路面水损害

浅议沥青路面水损害

杨锐 10808001

摘要：本文分析了沥青路面水损害产生机理，并且列出了国内外评价沥青混凝土水损害的试验方法与原理，提出了各试验方法所反映出的水损害的主要影响因素和存在的问题，最后对沥青路面水损害提出了防治措施。

关键词：沥青混合料；水损害原因；评价试验；防治措施

随着我国交通事业快速发展，高速公路的建设里程逐年增加，对高速公路路面的耐久性研究也更加广泛和深入。近年来，沥青路面的“水损害”问题引起了多方面的关注。沥青路面由水引起的破坏统称“沥青路面水损害”，是沥青路面最常见的破坏现象之一。通常是由水渗入并滞留在沥青路面中引起，而交通荷载的反复作用则加速了沥青路面的水损害破坏，造成集料松散、掉粉，继而形成坑槽，导致路面全面损坏。调查发现，在南方多雨以及地下水位丰富地区，水损害现象为沥青路面常见破坏形式。沥青路面的水损害破坏主要表现为：(1)路面出现麻面、剥离、掉粒、松散、坑槽；(2)路面基层受到损害，发生唧泥，路面出现网裂、龟裂等；(3)路基变形，发生沉降、开裂等；(4)路肩坍塌。一般地，沥青路面发生水损害破坏，在其开始阶段，先是水分浸入沥青与集料的界面，降低沥青与集料的粘附性，此时水分以水膜或水气形式存在。在外部荷载及环境的作用下，沥青混合料的性能开始降低，沥青与集料开始剥离，水分开始下渗并以自由水的形式存在，此后会出现唧泥、网裂、龟裂、松散、坑槽等等现象，水分可能以动水形式存在。

国外自2O世纪3O年代开始，就重视沥青路面水损害的研究，从水损害的形成机理、影响因素，评价水损害的试验方法到水损害的防治等各个方面都进行了系统的研究。

l. 沥青路面水损害机理与原因

沥青路面的水损害破坏是指沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度胀缩的反复作用，方面水分逐步浸入到沥青与集料的界面上，易引起沥青和石料界面粘附性降低；另一方面由于水分的浸泡或动水压力等的作用，沥青膜逐渐从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力损失而发生的路面破坏过程。沥青

路面的强度来自沥青本身的粘结力、集料之间的联锁作用、内摩擦力以及沥青与集料的粘附作用，而粘附作用是保证前2个因素发挥强度作用的条件。沥青路面水损害，一般认为与2种作用过程有关：一是粘附性不足。由于集料对水分的吸引力比沥青大，水分可进入沥青与集料之间，使沥青与集料表面的接触角减小，粘结力降低，从而导致沥青薄膜剥落，使集料裸露而破坏；二是沥青与集料的粘聚力减弱。由于水分侵入路面，使沥青变软，粘度降低，导致沥青路面的整体性强度减小。这2种作用过程往往是同时存在又互相影响。

近年来，随着我国经济建设的发展，地区间客货交流数量的增加，我国公路运输事业蓬勃发展，运输部门为了提高效率，降低运输成本，普遍采用重载超载运输车辆，这也是一个不容忽视的事实。重载车辆的大幅增加，大大加剧了沥青路面水损害的发生。

观察沥青路面水损害破坏发生的区域可以发现，沥青路面水损害破坏大多发生在高速公路重车方向行车道上。经常可以看到，同一方向行车道严重破坏，而超车道完好如初。不难得出结论：沥青路面水损害破坏与车轮荷载的作用有关(轮载和交通量)。通常认为，汽车轮胎对路面的挤压搓揉作用以及轮胎与路面间的真空吸附作用加速了沥青膜从集料颗粒表面剥离的进程，并使自由沥青迁移到路表面，引起路表泛油和推移变形。车轮荷载与沥青路面水损害破坏的定量关系还有待于进一步的研究。由上述沥青路面水损害机理分析可知：水的存在是沥青路面水损害的内因和先决条件，交通荷载是其损害的外部条件。在工程实践中，沥青路面产生水损害的原因可以从设计、施工、管理3方面来分析。

从设计角度，发生沥青路面水损害破坏的原因主要在2个方面：(1)路面表面排水不畅，排水设计不完善，路面积水或水分滞留时间太长使水分渗入路面结构内部；(2)路面结构层抗水损害性能差、水稳性不足。沥青路面的水稳定性，与许多因素有关，包括有沥青与石料的性质、沥青路面结构、水介质、温度、荷载、大气等，但前二者为主要因素。当面层混合料级配不合理、空隙率过大及沥青与集料的粘附力不足时均会导致混合料的抗水损害性能不足。

从施工的角度，发生沥青路面水损害破坏的原因主要在2个方面：(1)施工管理控制不善、集料过于潮湿、混合料拌和不均匀以及材料中杂质尘土过多都会严重影响沥青与石料的粘结，从而使沥青路面产生水损害；(2)沥青路面施工过分

强调平整度，牺牲密实度，致使路面碾压不足，空隙率过大，或因为沥青路面摊铺时混合料离析，造成局部空隙率过大而出现透水。

从路面管理的角度讲，发生沥青路面水损害后，如不能及时采取有效的处治措施，将加快路面损害速度和范围；另外，对当前普遍存在的超重载现象不能采取合理的限制措施，无疑也会加速沥青路面的水损害。

2.水损害评价试验方法

2.1试验方法分类

水损害试验方法是在分析水害发生机理的基础上发展起来的．沥青混合料水损害的实质是粘附于石料颗粒表面的沥青被水置换下来，脱离石料表面，石料成为松散的颗粒，因此路面材料强度降低了，在车辆荷载的作用下出现松散、裂缝、坑洞等破坏现象．要避免水损害，石料和沥青之问要有足够的粘附力和粘结力，沥青混合料水损害试验的出发点都是基于这一点(水损害试验研究经历了很长的发展过程，近年来又有了一些新方法，下面将介绍到)．按照混合料状态的不同试验可以分为两大类：①松散颗粒的粘附性试验；②混合料成型试件的水损害试验．下面分别讨论这两类试验。

2.2 试验方法介绍 2.2.1第一类试验方法

第一类试验的试验对象是包裹着沥青的松散石料颗粒，目的是检查浸在水中的混合料颗粒沥青从石料表面的剥落状况，判定其粘附强度是否满足不剥离要求．这类试验的主要方法：静态浸水法、动态浸水法、水煮法、示踪盐法和光电分光光度法等．

2.2.1.1 水煮法和浸水法试验水煮法和浸水法试验原理近似，其中浸水法又根据具体试验条件不同分为动态浸水法和静态浸水法．我国沥青混合料设计时，规范所采用的石料粘附性试验就是水煮法和静态浸水法．试验通过裹附沥青的石料在一定高温水中的剥落情况确定其粘附强度．水煮法和浸水法的不同在于水温不同，水煮试验是在微沸状态，浸水试验水温是80℃；动态浸水和静态浸水法的不同在于浸泡时是否有搅动，有搅动的为动态浸水，无搅动的是静态浸水．这些试验方法所采用的评价沥青剥落情况的指标略有不同，如我国采用沥青从石料表

面剥落面积的百分率，而有的则采用沥青剥落重量百分率作为评价指标．

2.2.1.2 示踪盐法和光电分光光度法试验示踪盐法和光电分光光度法是用化学试剂来显示沥青的剥落。示踪盐法是先将粗石料用示踪盐溶液浸渍处理，再经沥青包裹，然后浸于蒸馏水中限定时间。最后用火焰光度计测定示踪盐在水中的浓度，与未经沥青包裹的空白石料试样的浸水后示踪盐的浓度比较，以二者的浓度比值作为剥落度的评价指标。光电分光光度法则是应用染料的示踪作用，将裹附沥青的石料浸于有染料的水中，当染料跟随水进入沥青与石料的界面时，即吸附于石料的表面．在指定时间内，沥青膜受水的置换作用从石料表面剥落的程度，可以通过染料在石料表面的吸附量来表征。

这一类试验方法相对来说简单快捷，能直观地反映沥青与石料的粘附与剥离，这是它们的优点．然而它们也存在着问题，例如浸水法和水煮法试验，人为判断沥青剥落面积百分率并不准确，而提出用剥落的沥青质量百分率似乎可以较客观地得到结论，但后者对于剥落却没脱离开石料的沥青却无法确定。相对而言，示踪盐法和光电分光光度法解决了判断剥落与脱离的问题，然而它们又各自存在着问题，在考虑示踪盐或染料浓度或吸附量时，吸附于沥青上的部分就无法计量．以上仅从试验误差的角度来考虑，而更重要的是，松散的颗粒并不能表现混合料在路面处的真实状态和受力情况，该类试验只反映了沥青与石料的粘附性，所以此类方法对材料的控制并不能避免路面水损害的发生。经验表明：如果沥青与石料粘附性很差，那么其混合料压实路面的抗水损害性能也不可能好．这类试验方法可以作为材料的简易判别试验。

2.2.1.2 第二类试验方法．

第二类方法是沥青混合料压实试件的水损害试验，这是针对第一类粘附试验中松散石料颗粒无法表现路面混合料的真实状态而设计的．这类试验以不同的方式模拟了路面受水、温度和荷载(水损害的3要素)的破坏作用，不仅反映出沥青与石料的粘附性能，也反映出混合料的整体粘结力。由于各个试验方法所采用的破坏方式和判断破坏的指标不同，其各自反映水损害的主要影响因素也略有不同．这里主要分析几个典型试验，包括AASHOT-283试验、ECS环境条件系统试验、OSU车辙试验和SWK/UN浸水车辙试验。我国现行规范说明中根据工程实际

使用情况提出浸水马歇尔试验或真空浸水马歇尔试验效果不佳，因而提出采用冻融劈裂试验．冻融劈裂试验是根据AASHO T-283试验简化而来，这里不再重复冻融劈裂试验。

2.2.2.1 AASHO T-283试验 这种试验方法的出现早于其它3种试验，它是以冻融破坏与未冻融破坏的马歇尔试件抗拉强度比，来判断混合料抗水损害的能力的强弱。试验要点是试件空隙率控制在7％左右，进行冻融破坏的试件饱水率控制在55％～80％之间．其冻融循环过程是将饱水试件置于一18℃下冷冻16 h，再将饱水试件置60℃水浴中加热24 h，然后做冻融与未冻融试件的抗拉强度试验。试验对空隙率的控制保证试件处于可能发生水损害的状态下，研究表明空隙率过小，水不易进入混合料，没有水的进入就不会发生水损害；空隙率过大，水可以快速透出混合料，也不会引发水损害。空隙率的存在为水的进入提供了条件，但水的存在才是破坏发生的关键因素，因此饱水率的控制实现了这一条件，其饱水率范围是由试验确定的。该试验的冻融循环体现了水和温度升降的共同作用，是对自然气候的模拟．但是T-283试验没考虑车辆荷载的作用，仅以抗拉强度表现了水、温作用后材料的破坏状况，这是该试验不足的地方。后面将讲到的3种试验补充了这一点，分别采用了不同的荷载作用方式．而研究表明，T-283试验反映出的引发水损害的主要因素：沥青的类型、石料的类型和两者之间的相互作用。

2.2.2.2 ECS环境条件系统试验 ECS(EnvironlIlen—tal Condition System)试验，即环境调节系统试验，和OSU试验、SWK/UN试验一样，都是美国州公路战略计划(SHRP)提出的试验方法．ECS试验通过模拟路面浸水破坏环境的试验仪，对试件进行饱水处理、温度控制，对试件施加脉冲荷载．通过无破损方式对同一试件进行浸水破坏前后对比分析，以水的渗透性、试件弹性模量和劈裂试件的沥青剥落百分比作为水损害评价指标，判断混合料抗水损害性能．试验采用马歇尔试件，空隙率控制在8％，试件在仪器内受水、温、荷载的破坏作用过程如表l所示。

从表1可以看出，冻融循环过程首先是润湿试件，并以6h为一个循环，先是3个60℃的热循环，并伴有荷载作用，最后是一个-18℃的冷循环，此时无荷载作用．相比T- 283试验，该试验增加了水、温作用过程中的荷载破坏作用，这是向真实情况的进一步迈进，试验荷载的形式是加压脉冲荷载。在分析试验结果的基础上，得到ECS试验反映出水损害的显著影响因素是：沥青类型、石料类型、沥青与石料的相互作用及试件的初始模量。

2.2.2.3 OSU车辙试验和SWK／UN浸水车辙试验

OSU(Oregon State Universit)车辙试验和SWK/UN(SWK Pavement

Engineering／University of Nottingham)浸水车辙试验也要将车辙试件饱水后进行冻融循环，再以轮载作用，模拟车辆的破坏效果做车辙试验，最后测定车轮作用下的车辙和辙痕剖面的沥青剥落率以判定混合料的抗水损害性能．两个试验的不同在于，其试件冻融过程不同(见表2、表3)，而且SWK/UN车辙试验时试件一直浸在水中。

与前面T-283试验和ECS试验不同的是，这两个车辙试验都采用了真实轮载，再现了路面通车情况，尤其是SWK／UN浸水车辙试验，试验时试件一直处于饱水状态，与路面实际情况更相符．两种车辙试验虽不完全相同，但反映出水损害的影响因素相同(包括沥青类型、石料类型和空隙率大小)。

上述分析归纳如下：①沥青混合料水损害的第一类粘附性试验存在着局限性，它除了试验本身的误差外，还与路面实际结构状态和受力状况不符，只是反映了沥青与石料在一定水温下粘附程度的强弱；②第二类成型试件水损害试验是在模拟路面结构和受力情况以及水文条件的基础上设计的，再现了路面真实状况，更有利于判断混合料抗水损害性能，其中不同的试验方法有不同的试验条件和体现破坏的指标，因此得到的试验结果略有差异．在路面材料设计中，可根据拥有的设备情况和工程所处具体水温气候条件选择合理的试验方法．我国地域广阔，由南到北、由东到西各地的筑路材料、水文地质和气候条件差异都很大，在实际路面工程中，要设计出适合本地区使用的抗水损害沥青混合料，就必须结合工程采用的材料性能和当地水文气候条件，选择实际遇到的破坏条件，不可拘泥于他人的试验条件，这样才能准确地预测路面材料的抗水损害性能，

3.水损害防治措施研究

3.1提高沥青路面自身水稳定性的措施

3.1.1 合理选择材料以提高沥青与集料的粘附性能 3.1.1.1集料的选择

由于集料的性质，如集料的酸碱性、对水的吸附能力、致密程度、表面的物理一化学性质、纹理构造、洁净程度、表面积、孔隙大小等都会影响到其与沥青的粘附。所以应优先选择孔隙率小于0. 5％，表面干净、粗糙，非亲水性的碱性(si02含量低)集料，且与沥青拌和时应保证集料质地干燥。有些地区为了满足表面层的抗滑性能，不得不采用坚硬、耐磨的酸性石料，此时须对其进行抗剥落处理。 3.1.1.2 沥青的选择

沥青与集料之间的粘附性主要依赖于沥青本身的粘度。粘度越大，抗剥落性能越好。可使用改性沥青。沙庆林院士建议：对中、下面层使用的沥青其粘附性能不小于4级，而对于表面层不小于5级。此外，还要求沥青耐老化性能好。 3.1.1.3 抗剥落剂的选择

抗剥落剂的发展先后经历了无机(Inorganic)、金属皂(Metal Soap)、季胺盐(Amidoamine)、聚胺类(Polyamines)四代产品，目前使用的主要是无机类消石灰和聚酰胺类液体抗剥落剂。根据所处物理状态和作用对象的不同大体可分为两类；

(1)传统的活化集料表面类。这类抗剥落剂属于无机类，其采用石灰、水泥或电石渣等钙、镁含量很高的碱性材料来预处理集料表面，使其碱性化；或者在沥青中掺入一定剂量的这类碱性材料。此类抗剥落剂中，消石灰是最常用、最经济的。国外早在20世纪40年代就开始采用消石灰处理集料，国内某些地区也早在50年代就开始使用这种方法，都取得了良好的效果。目前，在美国及日本等众多国家，掺加消石灰粉仍是抗剥落最基本的方法。

(2)液体化学类。金属皂、季胺盐、聚胺类抗剥落剂都属于此类，主要用来处治沥青。

活化集料表面类抗剥落剂虽然使用效果好、造价低廉，但对工艺要求高，工程量很大，因此，近加多年来，国内外开发了不少化学抗剥落剂，一般是胺类，且绝大多数是液体，只需直接加入沥青，使用非常方便，所以逐渐取代消石灰成为抗剥落剂的主导产品。

按化学性质来分，此类抗剥落剂可分为离子型和非离子型两种。其中离子型

又分为两类阴离子活性剂和阳离子活性剂。对不同属性的集料，必须使用不同的液体抗剥落剂：对于碳酸盐类岩石和碱性岩石(如石灰岩、白云岩、玄武岩、安山岩、辉绿岩等)的粘附性，应使用阴离子活性剂，其代表是：高羧酸、高羧酸的重金属盐和碱土金属盐(硬脂酸钠是其中的一个典型)；对于酸性和超酸性岩石(如石英岩、花岗岩、正长岩、粗面岩等)的粘附性，要使用阳离子表面活性剂，其代表是高脂属胺盐和季胺盐。由于普通的胺类表面活性剂在高温下易分解，在使用过程中长期效果欠佳，照样会发生水损害破坏，所以选用高温时稳定、难分解，且具有阳离子、阴离子两种极性的表面活性剂是最理想的。此外，当沥青与集料粘附性很差时，液体抗剥落剂和消石灰两者可以一起使用。

3.1.2 选择合理的沥青面层级配类型

建议对沥青面层的各层都选用孔隙率不大于5％的密实式沥青混凝土，但专门设计的排水层不包括在内。抗滑表层也应该是孔隙率不大于4％的密实式沥青混凝土，用密实式沥青混凝土来减少渗入面层结构的路表水。同时，在混合料配合比设计时应注意控制沥青的用量。因为沥青用量对混合料的密水性也有着重要影响，适当提高沥青用量对混合料的水稳定性往往是有好处的。因此，按照马歇尔试验配合比决定沥青用量时，应使用高限，并适当增加2．36mm的集料用量，以改善混合料的水稳定性。当然，在具体选择面层结构的级配类型及进行配合比设计时，除考虑不透水性外，还应兼顾考虑混合料的高温强度及其抗车辙能力，对表面层混合料还要考虑抗滑性能(构造深度)，因此需对各项性能指标综合考虑。按照美国最近对Superpave和SMA的综合研究，对高速公路所用沥青混合料的目标空隙率应控制在4％左右。但一般认为，沥青混合料的设计空隙率控制在3％ 5％的范围内是适宜的。这可同时兼顾混合料的高温性能和水稳定性。至于空隙率与构造深度的矛盾，可以考虑同时采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)和改性沥青。

3.2 防止沥青路面渗水和加速排水的措施 3.2.1防止沥青路面渗水

水的存在是水损害发生的根源。即使没有荷载作用，路面在长期浸水条件下也会产生破坏。这种条件下，水照样会逐渐渗入沥青膜与集料界面之间而使沥青膜剥落，荷载的作用不过是加速了这一进程。因此，防止大量水渗入面层结构是

沥青路面水损害防治的重要措施之一。

3.2.1.1路面结构防水措施 (1)设置防水层

上封层：在路表加罩3—5em的密水上封层能有效的减小路表透水性。但加罩的封层阻隔了路面结构内外水循环的通路，在减少降水直接下渗的同时，路面内的水分也难以蒸发排除，造成结构内湿度过大。因此，在加罩封层时，应同时考虑减小路肩渗透量并加强内部排水。

下封层：在面层内布设下封层，一方面是为了防止沥青面层上部的路表水下渗到路面下层结构并滞留于其中，另一方面是为了用来阻止地下水或毛细水进入到沥青中、下面层内部(地下水位较高或毛细作用强烈时)，从而避免因此而导致的水损害。一般采用沥青含量高的沥青砂来做防水层，其厚度为施工最小厚度2～2．5em。对于主要用来防水下渗的防水层，如设在基层顶面，只能保护基层不受水冲刷，而不能保护其上各层不受水侵害。鉴于当前我国沥青路面多用厚沥青层，为防止水损害，可考虑将防水层设在表面层下面。对于主要用来防水上渗的防水层，则应设在沥青面层的下层。不过，由于此时水主要来自面层下部，而防水层又阻隔了水分从沥青混凝土内部蒸发，反而会使剥落加重。

(2)加强层间粘结

改进粘层沥青，加强沥青层间的粘结。不论是否布设排水层、防水层，在半刚性基层顶面都要洒布足够数景的透层沥青，以加强基层与面层的粘结，并阻止自由水透入基层与面层之间。

(3)封闭路表可能渗水的通道

如：封闭中央分隔带，防止凸型中央分隔带两侧缘石与面层沥青混凝土灌缝处透水，防止路肩与面层接缝透水，及时处治路表裂缝、坑洞等等。此外，一切有利于防止路面开裂、老化的措施都有助于防止路面水下渗。

3.2.1.2 确保路面压实均匀并达到应有的密实度

(1)选择合理的集料粒径及与其相适宜的沥青面层压实厚度

现在国内沥青面层的集料粒径普遍偏大，与其相匹配的压实厚度则偏薄，不利于压实。粗集料粒径偏大，离析无法避免(全幅摊铺离析更甚)，层厚越薄，越易形成局部区域空隙过大，成为透水、积水的场所，容易造成沥青与集料剥离，

同时，空隙过大，增加了沥青与空气的接触面积，使沥青老化加剧，也会降低混合料的水稳定性。因此，沥青层必须有一定的厚度与集料粒径相匹配。一般其厚度应为集料最大公称粒径的3倍以上。

(2)尽量减少离析和压实不均匀的影响

沥青混合料的离析和路面在局部压实度的不均匀是造成路面局部水损害的根源所在。造成沥青混凝土不均匀的原因是多方面的，有不同规格原材料颗粒组成变异性大的原因，有拌和场生产、管理方面的原因，也有运输和现场摊铺管理方面的原因，同时导致了集料(级配)离析和温度离析。为了减轻沥青混合料的离析，可从以下几个方面着手：①加强集料的生产管理，仔细清除覆盖层，尽量使用合格的变异性小的清洁均质集料。②严格控制拌和厂的加热温

度和混合料的出厂温度，以确保混合料的摊铺温度。③合理安排施工时间：沥青面层，特别是表面层应安排在气温最高的2—3个月内施工，切忌在低温或多雨季节安排沥青面层施工。同时应安排在白天气温高的时间段施工。④控制摊铺速度，确保慢速、均匀、不间断地摊铺；控制摊铺机铺筑宽度，一般不宜超过6～8m。⑤加强压实，合理安排压路机的数量和类型，注意碾压方式，并保证必要的碾压次数。

(3)提高压实度标准，减小现场孔隙率

为了尽可能提高沥青混凝土面层的不透水性，完全有必要提高沥青面层的压实度标准，增加现场孔隙率指标。建议压实度标准：表面层不小于98％，中、下面层不小于97％；而现场孔隙率标准：表面层小于等于6％，中下面层小于等于7％。这样面层的透水性就会大大减小。

3.3 加速沥青路面排水 3.3.1 路面上部排水 (1)路表面(含路肩)排水

路表排水是路面排水重要的一环。路表排水果好，将直接减少水的渗入量，并减轻下层结构的排水负担。否则，难以及时排除的路表积水可以通过面层孔隙，特别是裂缝处进入路面结构内，造成各种损坏。路表排水由路面横坡、路肩横坡、拦水带或路肩排水沟、泄水口和急流槽等组成。．大气降水通过横坡向路基两侧排流。当路表水可能对边坡造成冲刷，不能采用漫流方式排水，而应在路肩边缘

设置拦水带或路肩排水沟以汇集表面水，然后通过间隔一定距离的泄水口和急流槽排走。此时，要确保拦水带灌缝处或排水沟底面密水。此外，适当增大路拱横坡是加强路面排水的有效途径，因为随着横坡的增大，降水停留于路表的时间随之减短，渗透量也相应减小。

(2)中央分隔带排水

高速公路中央分隔带排水设计一般包括以下几个部分：①设计底坡不小于O．3％的纵向梯形或矩形盲沟，汇集中央分隔带雨水或渗水。②设计间距为30—50m的横向排水管，将盲沟中的水排出路基以外。③设置沥青防渗层及土工布防渗层，防止水从侧面向路基渗透。从理论上讲这样的设计似乎是合理、可行的，但在实际施工过程中存在以下问题：

① 防渗层起不到防渗作用，因为开挖的边沟表面粗糙，沥青不易粘结牢固，形成均匀、破损的防渗层。土工布因有接缝，不能形成整体而达到完全不透水的程度。因此，当盲沟积水时侧面仍将无法阻止水渗人路基。

② 由于施工质量不易控制，造成横向排水管标高误差或产生淤塞，从而使上游横向排水管

排水不畅，大量的水流向最底处，而最底处的横向排水管由于设计时包裹无纺土工布或产生淤塞，使排水能力严重不足，从而导致下游中央分隔带积水严重，有的下雨后几天中央分隔带仍有积水，使路基长时间浸泡，影响了路基路面强度。

③ 由于通信人孔的设嚣阻断了中央分隔带排水，造成中央分隔带积水或水渗人孔中。因此，设计中应注意如下两点：①因中央分隔带中需设置通信、监控用井，这些井会隔断纵向碎石盲沟，为不影响中央分隔带的排水，应将井前的横向排水管移至井壁，并在迎水侧的井壁涂沥青以防雨水渗入井中。②遇到桥梁、通道等构造物时，应在构造物的两端各增设一道横向排水管，以防止碎石盲沟中的水沿纵坡汇集于构造物台背，使台背填土淘空，造成桥头跳车。

3.3.2 路面结构层内部排水 (1)路面内部边缘排水系统

对于要改善排水状况但又不改变原有路面结构的旧路面，可以考虑这种排水方案。边缘排水系统由纵向集水沟、纵向带孔排水管、横向出水管和反滤织物等组成。渗入路面结构内的水，先沿路面结构层间空隙或某一透水层次横向流人集

水沟，并汇集于沟中排水管内，再由横向出水管引出路基。 -集水沟中的透水性材料，可由不含细料的开级配碎石、砾石或矿渣集料、水泥处治开级配碎石或砾石集料以及沥青处治的开级配碎石集料组成。透水性材料底面和外侧使用反滤织物(土工布)围裹，以防垫、基层和路肩内的细粒土侵入而堵塞填料孔隙或管孔。集水管设在集水沟底部。非冰冻地区，新建路面，集水沟底面深度通常与基层底面齐平或略低；改建路面，为减少开挖量，集水沟可浅些，但集水管中心应低于基层顶面。冰冻地区，集水管应尽可能设在冰冻线以下。

(2)排水结构层

对于新建高速、一级公路路面结构排水，可以考虑设置排水层。采用排水层时，渗人路面结构内的自由水，先竖向渗流进入排水层，然后通过横向渗流进入纵向集水沟和排水管，再由横向出水管引出路基。排水层中的透水性材料可以采用经水泥或沥青处治或未经处治的开级配碎石。为防止排水层内自由水继续下渗或下卧层内的细粒土侵人而堵塞它，要求在其下设置不透水层或反滤层。路面结构中的排水层一般设在基层(即透水性排水基层)，其厚度按所需排放的水量和透水性材料的渗透性决定，一般为lOom左右。其宽度，在路面横坡上侧应超过面层边缘至少30cm，而下侧到集水沟边缘，并应超出面层边缘30—90era。排水基层也可铺成全宽式，但这种方案容易造成边坡冲刷，且边缘出水孔隙易被堵塞。所以最好还是设置纵向集水沟和集水管，并将它们设置在路面横坡下方，组成要求与边缘排水系统相同。由于自由水进入排水基层的路径短，渗流快，其排水效果较边缘排水系统好得多。

必需指出，在较密实且较厚的沥青面层(如两层密集配沥青混凝土)下面设置排水基层，在某些情况下可能水还没有来得及渗透到排水层，上面的沥青层早就已经开始破坏，尤其是路面被行车荷载进一步碾压密实后，阻水性增大，大量的渗入水将积聚在面层内。同时，自由水自上而下渗入排水基层需要更长的时间，这样排水基层将起不到应有的作用。从我国沥青路面的早期破坏来看，往往表面水还没有来得及渗透到中面层或下面层，表面层或(和)中面层就开始破坏。因此，只有在沥青面层较薄的情况下，排水基层才能起到明 减轻或消除水损害的作用。对于这种情况，可以考虑设置排水底面层。美国试验路证明，一旦水进入路面结构层后，最好的办法是在面层底部(或底面层)设置多孔隙沥青混合料排水层，使

水能尽快排到路外。采用多孔隙沥青混合料做排水层，孔隙率不小于20％，厚3.54cm。混合料宜采用改性沥青。为增强沥青与集料的粘附，可用1.5％ ～2％的消石灰或2％的水泥代替等量的矿粉掺人集料中使用。排水层宜直接铺到边坡面。必要时在处于土路肩内的排水层顶面用土工布保护，防止土颗粒渗入排水层内部。为拦截地下水、滞水或泉水、裂隙水进入路面结构，或者排除因负温差作用而积滞在路基上层的自由水，可直接在路基顶面设置透水性材料(如砂或砂砾)组成的排水垫层，并酌情配置纵向集水沟和集水管以及横向出水管等。

4.综述

沥青路面产生水损害的原因复杂多样。就其产生的原因来看，我们可以从设计、施工、管理3个不同的角度来分析。根据水损害产生的不同原因，根据实际情况，选用合理的评价试验，对沥青混合料的水损害性能进行合理的评价；在防治方面综上所述，沥青路面水损害的防治措施主要有三个要点：①从材料着手，提高沥青与集料的粘附性以增强沥青混合料的水稳定性；② 防止沥青路面渗水；③及时排除面层结构内部的自由水。就我国目前的现状而言，采用第三种防治措施是比较实际的，另外在这方面进行的研究工作也比较多。

参考文献：

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