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【沥青路面渗水系数】沥青路面渗水的试验检测方法和原因分析及预防

来源:知识百科 时间:2019-04-26 点击: 推荐访问:沥青老化试验方法

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摘要:对于我国当前的沥青路面来讲,损坏较为严重的就是水损害,主要的原因就是当前的沥青路面原材料大部分是半刚性基层建材,导致路面的水直接从表面渗透到路面中下层,如果渗入路面下层的水无法及时排除,在其表层的压力下,水体产生压力直接作用在沥青层,使其出现脱落、松散以及网裂的问题。为了能够将渗水问题进行有效控制,就需要对其进行渗水试验,从而确保路面的质量和延长其使用寿命。
  关键词:沥青路面;渗水原因;试验检测
  中图分类号:U416 文献标识码: A
  一、沥青路面的渗水原因
  对于沥青路面而言,水损害是造成路面质量下降以及使用寿命减少的重要原因之一。一般在通车之后的第一个雨季,沥青路面往往出现很多病害,比如,龟裂、坑槽、表面松散等。通过研究发现,出现的这些现象基本上都是由水损因素导致的。沥青路面主要就是利用沥青将结合料和集料有效的粘结在一起形成的,路面的水损主要就是对沥青的粘结性能的破坏,以致于沥青剥落。导致性能降低的因素有多种,主要有以下几方面。
  (一)水力冲刷
  在路面产生渗水时,通行的车辆很可能降水挤压到混合材料的空隙内部,车辆过后水又从轮胎被戏曲出,如此循环,导致出现剥落情况。在其空隙的开口处以及连接位置,通常都能出现冲刷问题。其中比较严重的就是其压实度不够,车载行使过后,水进入孔隙后被压实,从而加大了孔隙内部压力。当温度升高后,水体膨胀对路面造成影响;当温度降低后,水体出现结冰问题,也将破坏路面结构。
  (二)置换作用
  因为水具有较强的极性,而集料与沥青的黏结性相对较弱,在常温下,沥青的黏结性低于水体的渗透性。尽管沥青可以将集料全部包裹住,但是其粗糙的位置以及尖角处,也易使其沥青的薄膜变薄,从薄膜处水分就可以渗透到集料当中,以致于沥青与集料的黏结性在一定程度上造成破坏,并且也对沥青的薄膜造成破损。若是路面出现渗水,水进入缝隙内就很难流出,因此就造成停留在路面内的水分在集料的表面产生置换,损害沥青路面质量,导致使用年限下降。
  二、沥青路面的渗水试验检测方法及相关指标分析
  当前大部分都利用渗水系数来对路面的渗水性能有效表达,通常在之前渗水系数只是被用来进行间接的判断沥青混合料的级配组成,没有对其加强重视。然而,随着《沥青路面施工技术规范》对于渗水系数的规定,有关部门对其的重视性才提上来。
  (一)室内渗水试验检测方法
  一般利用常水头稳定流水平渗透仪进行室内渗水试验对沥青路面渗水性能的检测,使用原理主要是:因为路面中的水流速慢,属于层流,和达西定律相符合,渗流长度为15厘米,一般,试件的直径大概是10厘米或者15厘米,因此其水力梯度的变化范围在1%至3%间;如果水温有差异,可以按照实测的温度和20℃情况下水所具有的力粘滞系数之比进行有效的校正。同样,在进行检测中,对各个管路的接头处检查其漏水否,同时将调水管和供水管进行相连,利用仪器的底部充水到水位稍高于金属孔板,将水夹关闭。最周取试件,同时将调节管和供水管进行相连,从调节管进水之后,稍开水夹使得试件逐渐饱和。如果水面和试样的顶面相互平衡之后,将水夹关闭,直到试样高出上侧压孔3厘米为止。继而在试样的上部防止金属板孔,直到最后一层饱和后,使水位上升一直到溢出水孔为止,再将水夹关闭。静置几分钟,检查水位和溢水孔是否向平。然后将调节管提高,使其高于溢水孔,同时将供水管和调节管分开。然后降低调节管口,使试样1/3处产生水位差。待水位稳定后,就可以进测定水位,并进行各测压管间水位差的计算。最后在进行渗透系数的计算。
  (二)现场渗水试验检侧方法
  现场进行渗水试验的检测主要就是利用HDSS-B型渗水试验仪,这种仪器上端有00mL的有机玻璃量筒,在量筒的100mL以及500mL处都有粗标线,同时还和下方的细管同底座直接相连,在其中间设置开关。在进行涉水试验检测中,往往将仪器同路面接触处利用密封材料进行密封,用来避免水从缝隙中流出来。然后再掩上配重块,并且将开关关闭,向量筒中注水,再开启开关,直到量筒当中的水使渗水仪底部的空气排出后再次关闭开关,量筒注满水之后,打开开关,等水面下降到100mL时,及时用秒表进行计时,在这中间每隔60s对水面的刻度进行记读。直到其降到500mL刻度时截止。在检测期间,如果底座以及密封材料之间出现漏水,就说明路面和底座之间的密封性不是很好。若水面的下降速度相对较慢,测其3min的渗水量即可停止。若水面下降速度相对较快,未达3min已到达500mL刻度线,记录到达500mL刻度线时的时间。若水在降至某程度后不再改变,表明路面已经不再渗水或路面根本不渗水。根据此步骤在相同检测路段5个检测点进行渗水系数的检测,并取平均值作为最终的检测结果。
  三、沥青路面水损害的预防措施
  (一)科学选择面层的结构形式
  首先应确保面层有足够的结构强度、防滑性能以及温度稳定性,其次还应保障结构的防水性。所以,在沥青面层中应设置一层密级配沥青混凝土,避免雨水下渗。
  (二)保证沥青路面的施工质量
  在沥青路面施工过程中,应重点控制半刚性基层的施工质量。合理选择施工材料,有效控制基层混合料的配合比及碾压过程中的含水量。其次,保障面层的压实度及均匀性。在施工过程中,应严格落实施工中的各个环节,使面层的防水性能得到有效改善。
  (三)提升沥青同集料间的粘结力
  沥青以及集料之间的粘结力的大小,主要是由沥青的性能以及集料的品质来决定。因此就需要选择规格尺寸均匀以及表面洁净干燥无灰尘、无风化,并且选择质地坚硬以及扁平细长颗粒含量少的集料。并且集料的表面还需要有一定的粗糙度,这样对沥青来包裹集料非常有利,通常不宜采用外表光滑圆润的卵石,需要利用破碎机破碎之后才能使用。另外,还需要优先选择碱性石料,由于其和沥青的化学吸附的作用强,尤其是对于花岗岩、石英岩、砂岩等酸性石料就需要掺加消石灰粉、生石灰粉、水泥或其它抗剥离剂,用来对沥青和集料的粘结性进行改善。沥青尽可能的选择高软化点以及低针入度和高粘度的优质沥青,不宜使用含蜡高的沥青,同时,提高沥青的粘附性还能在沥青中使用改性沥青来提高沥青的粘附性,施工中为改善沥青路面的粘结性,可将沥青混合料的施工油石比比设计油石比调高0.1%~0.2%。
  (四)改善沥青路面的排水设施
  重视沥青路表排水系统的设计过程,提升路面结构层的排水效果。在对路面排水进行操作时,应结合路面的横坡和路线的纵坡来排水。对于结构层的排水,应重视沥青下封层的设置,使路面排水达到均匀效果。
  (五)及时治理沥青路面的渗水问题
  对于已经出现渗水的沥青路面,必须运用有效的措施恢复沥青路而的防水性能,降低水对路而的破坏性。一般运用的方法卞要包括以下几种:稀浆封层处理、热沥青混合料罩面处理、表面处理等,或上述多种方法相结合实施综合改善。
  结语
  对于沥青路面而言,水损害是破坏路面质量、降低路面使用寿命的主要危害之一,相关工作人员应对其予以重视,在路面投入使用前,对其进行渗水试验检测,并且及时对渗水问题进行处理。科学选取沥青路面的面层结构,确保沥青路面的施工质量,尽量增强沥青的黏结性,对路面的排水设施进行改善,从而确保人们出行舒适、畅通。
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