受季节变化影响, 沥青路面水损坏现象时有发生。在雨季, 发生水损坏的地方透水较严重, 路面面层下可见积水, 破坏初期先有小块的网裂, 然后松散成坑洞, 行车道较超车道破坏更严重。水损坏主要有裂缝类、松散类、变形类等。

1) 裂缝类 裂缝类水损害主要是半刚性基层基顶结合料与路表连通孔隙的水混合, 高速动水压力冲刷基顶产成灰浆从而积浆, 面层随着底部脱空发生沉降, 滞留于面层内的水使骨料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落。另外, 行车轮迹带下会出现压缩变形, 轮下松散的沥青混合料向两侧挤出鼓起, 加速裂缝的形成。

2) 松散类 松散类水损害主要是沥青面层在孔隙水压反复作用下, 混合料中骨料相互作用丧失黏结力, 导致松散骨料流失形成大小不同的坑洞。在冰冻地区, 水凝结成冰后体积增大, 混合料内部黏结力下降, 冰融水滞留于路面, 加速沥青膜剥落。当冰融水进入沥青混合料内部后, 在行车荷载作用下产生破坏, 当面层基础有较多的细粒土时, 毛细水分逐渐集聚在基层中, 在荷载反复作用下产生剥落现象。自由水进入沥青面层后, 沥青面层产生坑洞或积浆, 自由水浸入沥青面层, 使沥青与碎石间黏结力减小, 滞留在面层下部的水使矿料表面裹覆的沥青膜逐渐脱落。网裂、坑洞是典型的水损坏现象。

3) 变形类 辙槽是一种典型的变形类水损坏现象。行车汇集会产生剪切形变, 使路通向外侧挤出、两侧鼓起, 形成严重的辙槽, 最深可达8cm。如不及时处理辙槽, 降水后会变为积水槽, 造成严重的水损坏。

路面产生破坏多与水有关, 导致沥青路面水损害的原因有很多, 如沥青的矿料化学成分、沥青黏性、矿料含水量等, 如黏附性不足4级, 沥青膜易脱落且造成水损坏。美国Zube对密级配沥青混合料孔隙率研究发现, 沥青路面孔隙率在8%以下时, 混合料透水性较小, 沥青路面普遍存在现场孔隙率较大路面压实不足的现象, 沥青混合料离析导致路面局部压实不均, 孔隙率过小, 为水的渗透提供了条件。

公路工程施工中, 对路面结构内部的排水工作不够重视, 多采用半刚性基层, 设计埋置式路缘石, 阻碍了路面结构内部水分的排出。

评价水损坏指标主要采用水煮法试验。水煮法试验用以评价骨料与沥青间的黏附性是否合理, 仅适用于直径9.5～13.2mm的粗骨料。进行沥青混合料残留浸水马歇尔试验发现试件稳定度存在一定的缺陷, 孔隙率达到设计的3%, 检验不出沥青混合料的实际耐久性。

沥青混凝土路面在低温天气施工易发生水损害, 成型路面内部存在较多孔隙。施工后的环境条件包括气候、交通荷载、降雨量等, 其中交通荷载繁重可加速水损害的发生。

沥青面层结构中仅1层为密实式沥青混凝土, 实际情况是沥青面层中孔隙率越大越容易产生水损坏。雨水从纵向裂缝进入并滞留在底面层, 沥青面层未产生其他明显的水损坏现象。

沥青面层应采用密实式沥青混凝土, 抗滑表层应是孔隙率小于4%的密实式沥青混凝土。具体选择某层矿料级配时, 要考虑混合料的高温稳定性。密实式粗骨料断级配沥青混凝土有良好的不透水性, 竣工路面构造深度达0.8mm。沥青面层下层应采用高温且稳定性好的粗骨料级配沥青混凝土。

碎石沥青砂胶混凝土SMA是粗骨料断级配沥青混凝土, SMA外加纤维以增加沥青用量, 粗骨料矿料中可用改性沥青, 但外加纤维0.3%需增加投资30%, 因此, 一般情况下采用纯沥青。

水进入沥青混合料中易产生剥落现象, 需增强沥青与矿料的黏结力。对用于中层面的沥青混凝土, 要求沥青与矿料的黏结力大于4级, 且使用耐磨的硬质岩石料。已建成公路中使用的硬质岩石料有安山岩、花岗岩、辉绿岩, 这些均与沥青的黏结力较差, 因此需添加抗剥落剂。

抗剥落剂为胺类, 不同品种作用各不相同。对所用的碎石与沥青, 先进行黏结力试验。仅使用水煮法进行黏结力试验不能区分不同抗剥落剂的效果, 应使用沥青混合料水稳定性试验进行评价。

我国因缺少消石灰粉, 常用水泥代替矿粉作抗剥落剂。沥青表面层可采用4%水泥代替矿粉。当用水泥作抗剥落剂时, 用量过少起不到良好的抗剥落效果。

混凝土的压实度会直接影响沥青混凝土的物理力学性质。不同压实度下, 现场孔隙率有明显差别, 不考虑沥青混凝土设计孔隙率大小, 统一规定压实度为96%是不科学的, 这是因为相同压实度不同级配的沥青混凝土的渗透系数可能相差数10倍。

以当天马歇尔试件作为标准密度, 不能保证沥青面层应有的质量。生产配合比设计时, 选定矿料颗粒组成与沥青用量, 应检验表面层构造深度, 在性能符合要求的前提下, 确定矿料级配作为正式生产标准。

我国现行沥青路面混合料的压实标准建立于20世纪80年代, 我国高速公路施工采用的压路机品种及技术性能显著优于以往, 可达到压实度98%的要求。

沥青混凝土压实后, 沥青体积与孔隙体积组成现场孔隙率指面层碾压结束后沥青混凝土内空气占比率, 需在沥青混凝土层碾压结束后次日用钻机在现场取钻样, 计算出毛体积密度, 并用真空吸气法测定沥青混凝土的最大密度。建议现场孔隙率标准为表面层不大于6%, 底面层不大于7%。

水损坏防治主要从控制排水、预防养护等方面入手。高速公路面层为3层式沥青混凝土, 面层能提供较大摩擦力, 采用中粒式沥青混凝土, 少量雨水下渗进路面基层可降低路面强度。如在基层顶面加铺沥青封层, 会迅速排出下渗水分。

挖方路段为防止开裂缝隙内的水浸湿路面基层, 应设置路槽排水。基地层采用20cm级配碎石, 路两侧土路肩部位设置碎石盲沟。填方路段的合适位置通过横向硬塑料排水管排出水。

在超高侧路缘带范围内设集水槽, 每40m左右设置水井, 将路面水排至路基排水沟内。路基附近地面积水是形成翻浆的重要因素, 为及时排出春融期的自由水, 可在路肩设置横向盲沟, 接触面上涂抹沥青并铺设防渗土工布, 每3m间距横向埋设5cm硬塑料排水管。

采用凸型中央分隔带使雨水自行排至路面外, 在中央分隔带内路面两端部分别用水泥砂浆抹2cm, 再铺设防渗土工布。纵向碎石盲沟内埋设软式透水管, 经排水管排出路基外。

保证沥青混凝土施工质量是防止路面出现水损坏的关键, 下2层应为密实式沥青混凝土, 以改善雨天行车条件。应重视沥青混凝土的水稳定性, 黏附性最好达到5级。

目前, 我国公路沥青路面多从市场采购碎石。碎石质量无法保证, 针片状含量超标, 沥青路面用碎石必须统一集中生产, 不合格的碎石坚决禁止用于沥青混凝土施工。

下封层质量会直接影响路面使用的耐久性。一些设计中, 多雨地区沥青路面未设下封层。我国高速公路多采用水泥稳定碎石基层, 粉尘导致无法牢固黏结, 致使透水层不完整, 多雨地区基层顶面必须设计下封层, 以确保下封层能有效防水, 使封层覆盖路基全断面, 清除中央分隔带内多余松散的基层。

采用预防性养护方式可及时防治水损坏。通过采用加强巡查的方法, 及时发现失效的排水设施并进行补救, 如发现积水浆立即挖补, 发现开裂立即封缝, 对严重渗水路段立即进行微表处全面封水, 将沥青路面的病害消灭于萌芽状态。

近年来, 高速公路超限超载车辆严重, 应严格按《中华人民共和国公路法》要求, 加强反超限运输管理执法力度, 强行卸载超载车辆货物, 延长公路使用年限。

综上所述, 沥青路面水损坏主要是早期病害, 水与外力作用是造成沥青路面水损坏的关键。综合各方面原因分析得出:应从材料控制、降低水对沥青路面的破坏等方面入手, 加强对沥青路面水损坏的防治, 从而保证高速公路建设及运行质量。