高速公路路面強(qiáng)度與水損害的關(guān)系

　高速公路在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著日益重要的作用，但由于近年來客貨流量大，車輛超載較為嚴(yán)重，特別是瀝青路面的水損害，造成高速公路路面出現(xiàn)唧漿、車轍、擁包、縱裂、沉陷、龜裂等早期病害現(xiàn)象。在高速公路路面設(shè)計、施工過程中，應(yīng)特別注意路面強(qiáng)度與路面封水、排水的關(guān)系。
　　一、瀝青路面水損害的機(jī)理
　　水損害是瀝青路面早期病害的重要原因之一。它是指瀝青混凝土路面在水或凍融循環(huán)的條件下，由于汽車輪動態(tài)荷載的作用，進(jìn)入路面空隙中的水不斷產(chǎn)生動水壓力或真空負(fù)壓抽吸的反復(fù)循環(huán)作用；水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，使瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘結(jié)力，瀝青膜從集料表面脫落（剝離），瀝青混合料出現(xiàn)掉粒、松散，繼而形成瀝青混凝土路面水損害坑槽。
    水的主要來源是大氣降水和中央分隔帶綠化灌溉用水，不同的水源由不同的途徑侵入和滯留在路面和路基中對道路造成損害。
　　大氣降水大部分經(jīng)由路面排水系統(tǒng)排走，一小部分水進(jìn)入瀝青路面，滯留在基層上面。瀝青面層的下面層又往往是空隙率較大的瀝青碎石或Ⅱ型瀝青混合料，空隙中充滿水份；集料與瀝青膜剝離、發(fā)生松散后，瀝青混合料不再成一整體。集料在荷載作用下對基層表面產(chǎn)生撞擊，基層的粉質(zhì)部分如水泥、石灰、粉煤灰以及土質(zhì)部分便成為稀漿，通過路面的縫隙向上擠出，在瀝青路面上可以見到白色的唧漿，面層可見局部的網(wǎng)狀裂縫，這是水損害破壞最明顯的標(biāo)志。當(dāng)路面上出現(xiàn)一塊塊泛白色的網(wǎng)狀裂縫區(qū)的時候，實(shí)際上下面層已經(jīng)成為瀝青膜完全脫落的松散集料，承重力減小，出現(xiàn)坑槽。大氣降水中的一小部分水進(jìn)入瀝青路面的主要途徑有三條：一是通過結(jié)構(gòu)層間的空隙滲水，二是通過面層裂縫進(jìn)入結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，三是施工期間積水。
　　二、預(yù)防瀝青路面水損害的措施
　　從瀝青路面的水損害的機(jī)理分析可知：滯留在瀝青路面各結(jié)構(gòu)層之間的水，是造成瀝青路面水損害的主要原因。因此，只有能保證瀝青路面各結(jié)構(gòu)層之間不積水，瀝青路面的水損害的問題才能解決。
　　１.針對大氣降水進(jìn)入路面的情況，應(yīng)采取相應(yīng)的措施。
　　（１）設(shè)置路面結(jié)構(gòu)防水層。這是阻止水滲透的有效措施。在基層頂面灑過透層油后，再灑2.0kg/m２～2.4kg/m２的SBS改性瀝青。為避免改性瀝青遭到破壞，再灑10mm～15mm的碎石，用量為鋪滿一層的碎石用量的60％，碎石與碎石互不接觸，露黑的面積為40％。如將該防水層設(shè)置在中面層之上，表面層之下更好，可以最大限度減少水的滲入量和影響的層數(shù)。
　　（２）提高瀝青膜與石料的粘附力。當(dāng)采用花崗巖、砂石、石英石等酸性石料時，應(yīng)加入石灰、水泥等材料來提高瀝青與石料的粘附力。
　　（３）加強(qiáng)路層之間各層的連接。在施工時，完成一層結(jié)構(gòu)前，一定要將表面浮土清理干凈，適度濕潤，灑水不要過多，浸水過多部分要及時剔除。基層與基層間的連接，建議噴灑1：0.5的水泥漿。在穩(wěn)定料基層上進(jìn)行結(jié)構(gòu)層施工時，要將表面松散顆粒和浮土清掃干凈，基層與面層結(jié)合處在噴灑透層后，加做防水層或噴灑粘層；面層之間灑粘層油進(jìn)行層面粘連。
　　（４）設(shè)置碎石盲溝。在硬路肩的外邊緣表面層以下基層以上設(shè)置寬15厘米的碎石盲溝，土路肩設(shè)置一層無砂混凝土，將滲入瀝青面層之間的水沿2%的路基橫坡排出路基。
　　２.中央分隔帶的灌溉水，一部分被植物吸收和蒸發(fā)，一部分通過排水系統(tǒng)排出，還有一小部分進(jìn)入路面層，對道路產(chǎn)生水損害。對于灌溉水對道路產(chǎn)生的損害，我們應(yīng)從提高中央分隔帶的排水設(shè)計入手，以最大限度的減少水的滲入。中央分隔帶的排水設(shè)計，一般包括以下幾個部分:①設(shè)計底坡不小于0.3％的縱向梯形或矩形盲溝，匯集中央分隔帶灌溉水或雨水；②設(shè)計間距為30－50mm的橫向排水溝，將盲溝中的水排出路基以外；③設(shè)置瀝青防滲層及土工布防滲層，防止水從側(cè)面向路基滲透。
　　近年來，參考水利部門多年來大壩堤防滲的技術(shù)和經(jīng)驗，我們研究提出了構(gòu)造薄防滲墻的方案。利用專用鋸槽機(jī)在中央分隔帶路緣石的外側(cè)構(gòu)筑一道薄防滲墻，使該墻與底基層（不透水層）組成一道相對封閉的防滲系統(tǒng)，以阻止中央分隔帶滲水從路緣石間隙和底部滲入路面層及以下的結(jié)構(gòu)層中，目的是通過設(shè)置的薄防滲墻來保證路面面層和上下基層在大部分時間處于干燥狀態(tài)。
　　另外，在高速公路中央分隔帶中，我們還可以采用種植一些耐旱植物，減少水的需求量，達(dá)到減少水損害的目的。
　　總之，做好防水、排水和加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)層間的結(jié)合力是提高瀝青路面抗水損害能力的有效措施。在修建高速公路時，應(yīng)根據(jù)各自的情況，制定適合自己的方案，處理好“路面強(qiáng)度與水”的關(guān)系，使路面既有足夠的強(qiáng)度，又有一定的耐久性，延長高速公路使用壽命。