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，并從設計、施工、規范各方面分析了水損壞的原因及防治措施。
　　關鍵詞：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)結構物連接不順暢、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，不嚴格按照規范施工造成的。但也不排除其他原因，如：規范本身的原因，設計的原因，這些損壞大多發生在雨季，基本上都與水有關，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制及其原因
　　2.1瀝青路面水損壞的原理機制
　　1)水降低瀝青和集料之間的黏附力及黏結力
　　依據極性理論，瀝青可以理解為表面活性物質在非極性碳氫化合物中的溶液。瀝青和各集料等經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。
　　瀝青路面的設計及施工是嚴格按照規范進行的，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，長時間反復沖刷各集料表面的瀝青膜，導致瀝青膜過早地脫落；另一方面，由于自由水的反復侵蝕，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力減弱，結構強度降低。黏附力和黏結力的損失相互影響，共同造成水損害及導致其惡化。
　　2)路面內部動力水壓的沖刷破壞
　　降落路面的雨水大部分經路面的橫坡和縱坡排走，但亦有相當一部分通過路面的孔隙、接縫等滲透人路面結構之內。若路基及路面下層為透水性較低(滲透系數≤10-5ciii/s)時，滲入路面結構內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合料，使之形成灰漿而被擠壓出路面，降低了瀝青路面的強度及承載力。更為嚴重的是，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，擴張裂縫及加大表面空隙率，降低瀝青路面結構的整體強度，從而產生各種形式的破壞。
　　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計因素（內因）及外部環境因素（外因）兩個方面來理解。
　　1)路面設計因素
　　(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的影響。如瀝青與礦料的化學成分；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)瀝青路面結構厚度與瀝青混合料不匹配：我國現行路面設計規范沒有明確給出瀝青混合料級配形式與結構厚度的關系，但過去的經驗是結構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行公路瀝青路面設計規范中沒有明文定義，但根據美國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。但有時按照規范要求的材料施工，嚴格管理，并遵守了厚度是最大粒徑的2.5倍關系去設計面層，路面仍然發生了早期破壞，應該說除了其他種種原因之外，層厚為最大集料尺寸的2.5倍關系，也應值得研究。根據美國的superpave的技術研究成果表明：瀝青結構層厚度要求大于集合料最大公稱尺寸的3倍，當粗集料含量高時，這個比值應更高。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識不夠，我國目前城市道路瀝青路面施工存在一種現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，因而施工單位非常重視，片面強調平整度。一些工程擔心振動壓路機碾壓影響平整度，而采用噸位偏輕的輪胎壓路機，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定性。根據調查，表面層實際空隙率在8%～15%之間時，是發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，大于15%時水容易流失，而在這一范圍的空隙率是水容易進而不容易出的狀態，在行車作用下路面逐步壓實，原來聯通的空隙不聯通了，這些空隙的水在行車荷載作用下產生空隙水壓力，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，瀝青結構厚度與瀝青混合料不匹配，厚度與集料相比顯得過薄，因此容易產生離析，而起不到防水的作用。
　　2)外部環境因素
　　(1)排水設施不完善：排水是指若水滲入面層后，應使其迅速排出。這就要求基層應擁有足夠的空隙率用以供應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計中普遍設計了埋置式路緣石，路緣石往往與瀝青路面等厚且與瀝青路面和基層之間結合較好，嚴重阻礙了路面結構內部橫向排水。尤其是新建路基的路塹地段很容易發生滲水等病害，其原因主要是排水不暢，邊坡過陡或缺乏適當的支擋建筑物，地下水長期浸蝕基層，會削弱基層、底基層的整體強度。地面水浸入路基內部，不能及時排出，形成自由水，自由水集結在表層內部，在行車荷載的重復作用下，產生較大的水壓力，形成灰漿，長期集結的灰漿，將造成路面的網裂，引起結構的早期破壞。
　　(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，路面易產生損害；而在夏季高溫作用下，瀝青混凝土強度降低，雨季雨水較多，在路面內部積聚水的沖擊下，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、集料與水分的關系所造成的。那么，排除結構因素，預防水損壞的關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力
　　隨著城市道路的建設，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，石灰巖等堿性集料，與瀝青的黏附性好，但耐磨性能差，不能適應瀝青路面表面層抗滑及耐磨耗的需要，采用石灰巖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防止水分進入瀝青混合料內部
　　①為滿足抗滑表層構造深度的需要，空隙率不得不增大到4%～8%，明顯的大于發生水損壞的臨界空隙率。為解決抗滑性能要求與水穩性相矛盾的一個方法是采用瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)結構，由于間斷級配的碎石骨架在表面形成大的孔隙，構造深度大，有很好的抗滑性能；同時由于瀝青瑪蹄脂的充分填充，混合料內部的空隙率又很小(2%～4%)，SMA基本不透水的優點可使瀝青路面的水穩性得到很大的改善。
　　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性得到較大的提高。
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