湖南省高速公路路面水损坏试验与分析.pdf

湖南省高速公路路面水损坏试验与分析 梅勇 (湖南省 临长高速公路管理处，湖南 长沙 410151) 摘要 ：针对湖南省境 内高速公路 的水损坏现象，选取湖南省临长(临湘～长沙)、耒宜(耒阳一 宜章)、衡枣(衡 阳一枣木铺)高速公路为研究对象，进行空隙率及冻融劈裂试验研究，分析 了在湖 南特定湿热环境下沥青路面水损坏的原因，提 出了预防沥青路面水损坏 的对策——开级配沥青磨 耗层 (OGFC罩面)。 关键词：公路 ；水损坏；沥青路面；空隙率 ；冻融劈裂；油石 比；开级配沥青磨耗层 (()GFC) 中图分类号：U418．6 文献标志码 ：A 文章编号 ：1671—2668(2011)02—0125--04 水损坏是指沥青路面在水或冻融循环的作用 度急剧下降甚至完全丧失，混合料中的碎石呈松散 下，由于汽车车轮动态荷载的作用 ，进入路面空隙中 状 (见 图 3)。 的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环 作用，水分逐渐渗入沥青与集料的界面上 ，使沥青粘 附性降低并逐渐丧失粘结力 ，沥青膜从石料表面脱 落 (剥离)，沥青混合料掉粒、松散 ，继而形成沥青路 面的坑槽 、推挤变形等损坏现象 。湖南省地处长江 以南 ，是中国最湿热的地区之一 ，水损坏现象较为严 重。水损坏的相关研究对提高湖南境 内沥青路面的 使用性能具有十分重要的意义。 图1 沥青路面 的翻浆 1 湖南省高速公路水损坏现状 截至 2010年止，湖南省高速公路通车总里程达 2262km。伴随着高速公路 的开通运营，不 同路段 出现了不 同程度的早期病害，其中沥青路面水损坏 在湖南省高速公路具有普遍性 。根据现场调查和统 计结果，湖南省沥青路面常见水损坏 的表现形式有 以下几种 ： (1)翻浆 。这种破坏现象是水损坏最为明显的 图 2 沥青路面 的沉陷 标志，几乎湖南每条高速公路都有发生。在水的冲 刷作用下，基层表面 的粉质部分如水泥、石灰 、粉煤 灰及土质变成稀浆 ，在荷载作用下稀浆通过路面的 各种缝隙被挤 出至路表 ，即产生唧浆破坏 (见图 1)。 (2)沉陷和龟裂。这是一种结构性损坏，雨水 滞留在表面层和中面层 ，在行车荷载作用下，这两层 中部分碎石上的沥青剥落，在荷载作用下表面层产 生变形和网裂 (见图2)。这种现象在湖南省高速公 路相当普遍 。 图3 沥青路面的松散 (3)松散 。由于水 的剥离作用 ，沥青和集料之 (4)坑槽 。沥青砼 一旦松散 ，在大量快速行车 间的粘结力和粘附作用下 降甚至完全丧失 ，导致强 荷载作用下，松散的石料被车轮甩 出或被雨水带走 而产生坑槽 ，而且一旦产生 ，很快就从小坑洞发展成 料的粘聚力和粘附性减弱，在行车荷载作用下，粗集 大的坑槽 (见图4)。坑槽是湖南省高速公路病害中 料碎石表面裹附的沥青膜逐渐剥落，沥青砼的强度 仅次于裂缝类病害的典型病害。 逐渐丧失直至完全松散。在行车轮迹下不但产生压 缩形变，而且产生剪切形变，轮下松散的沥青砼挤向 两侧 (主要是外侧)，使轮迹下陷，两侧拥起，形成辙 槽。这种破坏现象主要发生在行车道上。 2 水损坏试验分析 2．1 芯样参数调查