原因分析:
1、造成水破壞的因素。瀝青路面產(chǎn)生深刻會(huì)破壞的外因主要有交通量、交通組成、降雨量以及不盡完善的路面排水系統(tǒng)。進(jìn)十年來,重載車輛特別是大幅度超載車輛日益顯著增加,其后軸載從額定的100KN增加到180KN以上;輪胎沖氣壓力從額定的0.7Mpa增加到0.9Mpa以上。其作用的直接結(jié)果是路面裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展,路面開裂破損后,雨水下滲,產(chǎn)生凍漲、翻漿等水破壞,如果不及時(shí)養(yǎng)護(hù)維修,其破損面積會(huì)逐年增大。瀝青路面產(chǎn)生水破壞的內(nèi)因可以歸納為排水設(shè)施不完善、瀝青混和料空隙率過大、路面滲水、路面壓實(shí)度不足、瀝青混合料抗水損害能力不足、厚度偏薄等。我國的瀝青路面設(shè)計(jì)方法一般不考慮路面結(jié)構(gòu)層的排水問題。
2、水進(jìn)入路面層不可避免。汽車行駛在沙地中,隨著汽車向前行進(jìn)輪胎下的沙子也在動(dòng),使一部分沙子被理輪胎擠到兩側(cè),少部分沙子被輪胎壓在下面。同樣的道理,路面上的水大部分被高速行駛的汽車的輪胎濺到路邊(從波型梁護(hù)欄上的水滴即可知),還有很少一部分水被擠壓而進(jìn)入路面瀝青層中。即使采用密級(jí)配瀝青混凝土面層,如果瀝青混合料的不均勻性較大、局部面積的實(shí)際空隙率較大、施工質(zhì)量控制不好也會(huì)造成局部路段的水破壞。我國早期建成的沈大、京石、京塘等高速公路都采用瀝青路面技術(shù)規(guī)范中的I型瀝青混凝土面層,但都未能避免水破壞的產(chǎn)生。只要水侵入并滯留在瀝青混凝土的空隙中,不管是傳統(tǒng)的純立即請(qǐng)混凝土還是改性瀝青或加抗剝落劑的SMA,在大量行車的作用下,都會(huì)立場聲瀝青剝落現(xiàn)象,并產(chǎn)生水破壞。
3、半剛性基層強(qiáng)度高,容易開裂,反射到路面會(huì)加速水破壞。我國的高速公路路面結(jié)構(gòu)基本上采用半剛性基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),其干縮性和溫縮性相對(duì)較大,故其施工碾壓、養(yǎng)護(hù)過程中不可避免地產(chǎn)生裂縫。在冬季突然降溫時(shí)基層的裂縫會(huì)因?yàn)闇囟仁湛s而繼續(xù)拉裂,將給同樣產(chǎn)生溫度收縮的瀝青混凝土面層一個(gè)附加拉應(yīng)力,兩個(gè)拉應(yīng)力疊加一旦超過瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度,瀝青混凝土將產(chǎn)生溫度型反射裂縫。下雨時(shí),雨水沿裂縫進(jìn)入,滯留在半剛性基層與面層之間,很難排走,加之車輛的高速行駛與壓迫,路面結(jié)構(gòu)層的受力情況一定會(huì)發(fā)生變化。過的高速公路重交通路面大多采用柔性結(jié)構(gòu),雖然瀝青用量較大,造價(jià)相對(duì)較高,但很少出現(xiàn)路面早期破壞現(xiàn)象。
設(shè)計(jì)探討:防止路面水下滲的辦法,一是封(堵),二是排。現(xiàn)在的問題是瀝青面層本身封不住水,基層又不透水,透層油或下封層也不能完全進(jìn)入瀝青層內(nèi)部。而我們的路面設(shè)計(jì)一般不考慮結(jié)構(gòu)層內(nèi)部的排水,相反在設(shè)計(jì)中埋置路緣石、現(xiàn)澆混凝土坡形護(hù)肩、更阻礙了路面滲水的排出(橋面上路面破壞尤為嚴(yán)重)。高速公路沉降嚴(yán)重的路段開挖湖,水多集中在路面邊緣,排水不暢通,而且養(yǎng)護(hù)部門對(duì)邊坡采用漿砌片石進(jìn)行了封閉式護(hù)面,反而阻礙了內(nèi)部積水的排出。鑒于以上所述,很有必要對(duì)路面的防排水設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。