綜述了提高瀝青路面抗水損傷能力的措施

    綜述了提高瀝青路面抗水損傷能力的措施,水損傷是指水侵入道路結構,導致混合物強度降低,在車輛荷載的作用下逐漸導致道路顆粒、松動和結構損壞[1].水損傷是我國公路瀝青路面早期損壞的主要形式,嚴重降低了瀝青路面的道路性能,縮短了道路的使用壽命.因此,采取綜合措施提高瀝青路面的抗水損傷能力尤為重要.

    1瀝青路面水損傷機理.

    水損傷通常以兩種內部形式出現,即粘附損傷和粘附損傷,如圖1所示.粘附損傷是指瀝青在水的作用下變軟,導致骨料之間的瀝青開裂;粘附損傷是指水進入瀝青和骨料界面,更換、乳化,導致瀝青和骨料粘附,瀝青從骨料表面剝離.

    目前的研究更傾向于瀝青和骨料之間的粘附損傷[2].研究人員提出了一系列理論,如機械粘附理論、化學反應理論、表面能理論、極性理論等,定性描述了瀝青和骨料的粘附機理,并根據上述粘附理論揭示了水損傷機理[3].然而,瀝青路面的水損傷機理尚未統一.目前,主要有以下理[4、5、6、7、8]:

    (1)置換:

    水對骨料的潤濕效果強于瀝青.滲透到骨料和瀝青界面后,減少了瀝青和骨料的粘結面積,終使瀝青膜完全沿骨料表面分離,但瀝青膜沒有嚴重損壞.當水分消散,瀝青和骨料再次加熱時,兩者都能形成良好的粘結力.道路的實際環境不能提供這樣的條件,因此瀝青混合物在車輛負荷下逐漸松散.

    (2)撕裂:

    當瀝青膜損壞時,水沿損壞的部位進入骨料表面,并擴散到周圍,使瀝青膜剝落.骨料表面粘附不完整,骨料尖銳角瀝青膜破裂,骨料表面瀝青膜上的孔會導致瀝青膜剝落,導致瀝青從骨料表面分離.

    (3)乳化:

    瀝青與水接觸時會乳化.當乳化到一定程度時,瀝青和骨料就會失去粘結,然后出現剝離、剝落等問題.

    (4)凍脹:

    當溫度較低時,進入路面結構的水結冰體積會增加,強大的膨脹力會破壞瀝青混合物的粘結.

    (5)間隙水壓:

    瀝青混合物中的間隙不能相互接觸.在車輛荷載反復作用下,間隙中的水產生的應力梯度促進了水流產生的水壓.間隙水壓使膠漿產生微裂縫,并逐漸使瀝青膜破裂脫落.

    (6)水力沖刷:

    在車輛荷載作用下,飽水面層的結果.滲透和抽水是水力沖刷的機制.此外,當骨料孔中有鹽或鹽溶液時,會產生滲透梯度,驅動水穿透瀝青膜,從而加速瀝青膜的破壞.

    (7)pH失衡:

    瀝青和骨料的附著力受到入侵水的pH值的很大影響.瀝青和骨料界面pH值穩定,可以大限度地降低粘附失效的可能性,形成強大而持久的粘附能力.水的pH值影響瀝青和骨料的接觸角.當進入路面結構的水受到鹽溶液的影響,pH值發生變化時,瀝青膜剝落的可能性就會增加.