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摘 要：文章提出锚网索+注浆锚索复合型联合全封闭维修支护技术，解决新柏煤矿三采区回风下山软岩巷道围岩变形、巷道底鼓等支护技术难题，并对安新煤田软岩巷道的支护设计提供借鉴意义。
关键词：沥青路面；水损害；成因
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）6-0173-02
沥青路面施工期短，噪音小，表面平整，养护维修方便，夜间行驶视觉好，是路面的主要形式之一。但同时这种路面结构的早期损坏和耐久性问题也日益突出，许多高等级公路通车1～2年，路面产生了泛油、松散、翻浆、剥落、车辙、沉陷、坑洞和龟裂等早期损坏现象，路面内部（包括面层及基层）剥蚀严重。这些都较大程度降低了沥青路面的使用性能，缩短了沥青路面的使用年限；也带来了巨大的经济损失。
1 沥青路面水损坏理论分析
现在，国内外学者已对水损害的概念有了较为一致且明确的认识，认为水损害是指水由沥青路面裂缝、孔隙进入路面内部后，在冻融、车辆轮胎动荷载产生的真空负压和动水压力的反复作用下，水分逐渐渗透到沥青路面的沥青内部或沥青与矿料的粘结面，使沥青与矿料之间的粘结性逐步削弱，并逐渐丧失粘结能力，沥青逐渐从矿料表面剥离，沥青混合料掉粒、松散，造成沥青路面结构性破坏。根据以上分析，主要是沥青面层中3个力的变化，一是粘附力损失是指水进入沥青和矿料之间的界面上，矿料对水的吸力比对沥青的吸力大，造成沥青剥落。二是粘结力损失是指沥青内部的水使沥青软化，粘性降低，从而使沥青混合料的整体性与强度降低。三是动水压力作用，汽车车轮在路面上瞬间通过时，轮荷对路面产生的动水压力，先是挤压，迫使空隙中的滞留水沿隙四周挤压、渗流，车轮驶离时，轮后的真空抽吸和回流，如此动水压力的挤压、抽涮，频繁作用使沥青面层混合料迅速变坏。
2 沥青混凝土路面水损坏的钻芯调查
从河北省几条高速公路的水损坏调查结果发现，京秦高速公路的沥青路面水损坏现象最为突出，占所有病害的54%以上，全线分为12个施工标段，采用路面结构为4 cm沥青混合料SAC15+5 cm中粒式沥青混凝土AC20—I+19 cm水泥稳定碎石+18 cm二灰碎石+20 cm石灰土底基层，部分挖方路段增设15cm透水层。对全线12标段采用全程普查的方法，在每个路段内等距离随机抽取4～5个断面，在每个断面的三个车道的轮迹带上钻芯取样，共有143个芯样，现将143个芯样整体结果统计汇总见表1。
在钻芯时，对其周边状况和芯样的破坏状况观察，全线芯样破坏最严重的为11标段、9标段和7标段，都有网裂和唧浆，其平均空隙率都大于6%；芯样完整，病害相对不严重的标段为2、5、6-1、8标段，其平均空隙率都4%左右。
沥青面层水损坏的实例还有兰海高速G75（贵州境、贵遵段）K1 320+000～K1 340+000（含贵阳北收费站至K1 340+000路段），通过路况调查，该高速公路局部路段，因超高的原因，下雨后，雨水积聚在超车道上，长期积水出现网裂、龟裂，表面并没有表现出大量的松散和露骨，钻芯后发现沥青下面层基本完好，但沥青中面层有的存水，有的地方潮湿有水，粗细集料表面沥青膜已没有，看不到沥青的痕迹。个别位置下面层也有存水并剥落和松散的现象，观察表明：上面层渗水，中面层存水。在汽车荷载作用下，产生的动水压力及超空负压下造成沥青混合料内部损伤，最终发生路面的结构性破坏。
3 预防沥青路面水损害的措施
3.1 提高沥青膜与石料的粘结力
提高沥青膜与石料的粘结力，主要从改变石料的酸碱值、沥青酸碱值、矿料的密实性三方面考虑。
由于酸性石料其表面带负电荷，特性是恶油、喜水，与沥青粘附性不好，应加入消石灰、水泥等碱性材料来综合酸性，提高沥青与石料的粘附力。通过实验得到石料碱值对沥青混合料的影响，石料碱值越大，空隙越小，沥青混合料的抗水能力越强。公路中常用石料酸碱值见表2。
由上表可以看出，石灰岩的碱值最高，安山岩和玄武岩次之，而砂岩、花岗岩最小，对于集料的选用，应优先选用空隙率小的，表面粗糙的碱性集料。
如果沥青中含有较多的沥青酸或沥青酸酐，则沥青容易和集料表面的碱性物质发生反应，产生较强的粘附作用，我国主要沥青酸值见表3。
粘度大的沥青与粗糙、碱值大、比表面大、清洁的集料结合，能产生较大粘结力，适当地增加改性剂、矿粉用量来提高路面抗水损坏能力。
密级配沥青混凝土所用集料的各种料径级配连续，大小颗粒相互嵌挤密实，经压路机压实后空隙率小。特别是I型密实式沥青混凝土，压实后空隙率小（一般在5%以下），密水性好，有效阻止雨水浸渗。现行沥青路面设计及施工规范中明确规定，在沥青面层中应至少有1层是I型密实式沥青混凝土。
3.2 加强路面各层之间的连接
路面施工时，完成一层结构前，一定要将表面浮土、松散颗粒清理干净，适度洒水湿润，浸水过多部分要及时剔除。基层与基层间的连接，建议喷洒1：0.5的水泥浆。在稳定料基层上进行面层施工时，要将表面浮土、松散颗粒、杂物清扫干净，面层与基层结合处在喷洒透层后，加做下封层，使用沥青材料透层为煤油稀释沥青，应采用阳离子乳化沥青此种透层加下封层的形式，是因为：①在喷洒煤油沥青稀释沥青做透层之后，由于煤油的渗透力较强，沥青往往被带入到3～5 mm的水稳基层之中，水稳表面所余留的沥青并不多，虽然透层很好地解决了水害的侵蚀及透层与水稳基层的粘结等问题，但与沥青下面层的粘结却总不能达到预期的效果。所以有必要在透层施工之后再做一次下封层。②在透层施工之后有些路段往往会有少量车辆通行，为了避免施工机具和车辆通行对透层的破坏，因此需要再做一次下封层。
3.3 严格控制沥青路面的施工质量
控制施工质量，首先要从材料进场保证，每批进场材料经验收符合规格要求，要对沥青的延度、针入度、粘度等各项指标做相应试验，对每批集料进场都要严格进行抽检、筛分，达到要求方可采用。以保证沥青混和料的粘结性能，提高沥青与矿料的粘结力，降低水对沥青路面的破坏能力。要控制好沥青混凝土的施工拌合、摊铺时的匀质性，应严格施工质量管理，从基层准备、材料使用、配合比设计，直到沥青混合料拌制、运输、摊铺，直至最终碾压成型，沥青混凝土的各个施工阶段和环节，都应严格实行标准、规范、程序化管理，得到强有力、有效的技术保证措施。 3.4 控制压实度标准
压实度对沥青路面的影响很大，它是保证沥青混合料空隙率大小与密度的关键。压实不均匀或压实不足，造成沥青混凝土水容易进入或局部空隙大，形成骨料局部脱落松散。根据试验段得出沥青混合料的松铺系数、施工机械、施工工艺。摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，热拌沥青混合料的最低摊铺温度根据铺筑层厚度、气温、风速及下卧层表面温度，并按现行规范要求执行。碾压分初压、复压、终压三个阶段，要严格控制温度、时间、速度、遍数等。碾压要有专人指挥负责，先两边后中间、从慢到快、从轻到重，轮迹要重叠宽度10～20 cm，要保证路拱横坡度、路面平整度、压实度。研究表明抗滑层现场空隙率不大于6%，现场压实度不小于98%；下面层和的中面层现场空隙率不大于7%，压实度不小于97%。并根据施工规范要求的压实度抽检频率，进行抽检，发现压实度达不到要求的地方坚决返工，保证压实度符合要求，降低混合料空隙率，减少水的侵入破坏。
3.5 改善沥青路面排水条件
大多数公路的路表的降雨，通常采用合成坡度或者路面横坡，汇集到路基两侧排除，但在一些超高路段路表积水会排至中央分隔带边缘；还有中央分隔带的灌溉水，这些水一部分被植物吸收；一部分被蒸发；一部分通过排水系统排出；还有一小部分进入路面层，对道路产生水损害。对于灌溉水对道路产生的损害，我们应从提高中央分隔带的排水设计入手，以最大限度的减少水的渗入。中央分隔带的排水设计，一般包括以下几个部分：①设计间距为30～50 mm的横向排水沟，将盲沟中的水排出路基以外；②设计底坡不小于0.3%的纵向梯形或矩形盲沟，汇集中央分隔带灌溉水或雨水；③设置沥青防渗层及土工布防渗层，防止水从侧面向路基渗透。
此外，近年来随着工业的迅速发展，交通量日益增长，超载车辆非常严重，这会增大动水压力，加速沥青路面的损坏。
沥青路面水损坏与沥青路面设计施工、施工、使用养护和管理均有紧密关系，因此，必须采取综合措施，以最大限度地避免对沥青路面造成的不良影响，实现提高沥青路面的稳定性，促进沥青路面的稳定、安全、舒适和高速运行的目的。
参考文献：
[1] 邵腊庚，郭芳.某高速公路沥青路面早期水损坏处治方案设计[J].中外公路，2008，（2）.
[2] 何中楠.长期浸水对沥青和集料—沥青界面性能损伤的试验研究[J].中外公路，2012，（2）.
[4] 潘宝峰.动水压力作用下路面材料损伤的评价方法研究[D].大连：大连理工大学，2010.
[5] 高红宾.高速公路沥青路面水损坏成因分析及养护对策研究[D].天津：河北工业大学，2007.
关键词：沥青路面；水损害；成因
中图分类号：U41 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）6-0173-02
沥青路面施工期短，噪音小，表面平整，养护维修方便，夜间行驶视觉好，是路面的主要形式之一。但同时这种路面结构的早期损坏和耐久性问题也日益突出，许多高等级公路通车1～2年，路面产生了泛油、松散、翻浆、剥落、车辙、沉陷、坑洞和龟裂等早期损坏现象，路面内部（包括面层及基层）剥蚀严重。这些都较大程度降低了沥青路面的使用性能，缩短了沥青路面的使用年限；也带来了巨大的经济损失。
1 沥青路面水损坏理论分析
现在，国内外学者已对水损害的概念有了较为一致且明确的认识，认为水损害是指水由沥青路面裂缝、孔隙进入路面内部后，在冻融、车辆轮胎动荷载产生的真空负压和动水压力的反复作用下，水分逐渐渗透到沥青路面的沥青内部或沥青与矿料的粘结面，使沥青与矿料之间的粘结性逐步削弱，并逐渐丧失粘结能力，沥青逐渐从矿料表面剥离，沥青混合料掉粒、松散，造成沥青路面结构性破坏。根据以上分析，主要是沥青面层中3个力的变化，一是粘附力损失是指水进入沥青和矿料之间的界面上，矿料对水的吸力比对沥青的吸力大，造成沥青剥落。二是粘结力损失是指沥青内部的水使沥青软化，粘性降低，从而使沥青混合料的整体性与强度降低。三是动水压力作用，汽车车轮在路面上瞬间通过时，轮荷对路面产生的动水压力，先是挤压，迫使空隙中的滞留水沿隙四周挤压、渗流，车轮驶离时，轮后的真空抽吸和回流，如此动水压力的挤压、抽涮，频繁作用使沥青面层混合料迅速变坏。
2 沥青混凝土路面水损坏的钻芯调查
从河北省几条高速公路的水损坏调查结果发现，京秦高速公路的沥青路面水损坏现象最为突出，占所有病害的54%以上，全线分为12个施工标段，采用路面结构为4 cm沥青混合料SAC15+5 cm中粒式沥青混凝土AC20—I+19 cm水泥稳定碎石+18 cm二灰碎石+20 cm石灰土底基层，部分挖方路段增设15cm透水层。对全线12标段采用全程普查的方法，在每个路段内等距离随机抽取4～5个断面，在每个断面的三个车道的轮迹带上钻芯取样，共有143个芯样，现将143个芯样整体结果统计汇总见表1。
在钻芯时，对其周边状况和芯样的破坏状况观察，全线芯样破坏最严重的为11标段、9标段和7标段，都有网裂和唧浆，其平均空隙率都大于6%；芯样完整，病害相对不严重的标段为2、5、6-1、8标段，其平均空隙率都4%左右。
沥青面层水损坏的实例还有兰海高速G75（贵州境、贵遵段）K1 320+000～K1 340+000（含贵阳北收费站至K1 340+000路段），通过路况调查，该高速公路局部路段，因超高的原因，下雨后，雨水积聚在超车道上，长期积水出现网裂、龟裂，表面并没有表现出大量的松散和露骨，钻芯后发现沥青下面层基本完好，但沥青中面层有的存水，有的地方潮湿有水，粗细集料表面沥青膜已没有，看不到沥青的痕迹。个别位置下面层也有存水并剥落和松散的现象，观察表明：上面层渗水，中面层存水。在汽车荷载作用下，产生的动水压力及超空负压下造成沥青混合料内部损伤，最终发生路面的结构性破坏。
3 预防沥青路面水损害的措施
3.1 提高沥青膜与石料的粘结力
提高沥青膜与石料的粘结力，主要从改变石料的酸碱值、沥青酸碱值、矿料的密实性三方面考虑。
由于酸性石料其表面带负电荷，特性是恶油、喜水，与沥青粘附性不好，应加入消石灰、水泥等碱性材料来综合酸性，提高沥青与石料的粘附力。通过实验得到石料碱值对沥青混合料的影响，石料碱值越大，空隙越小，沥青混合料的抗水能力越强。公路中常用石料酸碱值见表2。
由上表可以看出，石灰岩的碱值最高，安山岩和玄武岩次之，而砂岩、花岗岩最小，对于集料的选用，应优先选用空隙率小的，表面粗糙的碱性集料。
如果沥青中含有较多的沥青酸或沥青酸酐，则沥青容易和集料表面的碱性物质发生反应，产生较强的粘附作用，我国主要沥青酸值见表3。
粘度大的沥青与粗糙、碱值大、比表面大、清洁的集料结合，能产生较大粘结力，适当地增加改性剂、矿粉用量来提高路面抗水损坏能力。
密级配沥青混凝土所用集料的各种料径级配连续，大小颗粒相互嵌挤密实，经压路机压实后空隙率小。特别是I型密实式沥青混凝土，压实后空隙率小（一般在5%以下），密水性好，有效阻止雨水浸渗。现行沥青路面设计及施工规范中明确规定，在沥青面层中应至少有1层是I型密实式沥青混凝土。
3.2 加强路面各层之间的连接
路面施工时，完成一层结构前，一定要将表面浮土、松散颗粒清理干净，适度洒水湿润，浸水过多部分要及时剔除。基层与基层间的连接，建议喷洒1：0.5的水泥浆。在稳定料基层上进行面层施工时，要将表面浮土、松散颗粒、杂物清扫干净，面层与基层结合处在喷洒透层后，加做下封层，使用沥青材料透层为煤油稀释沥青，应采用阳离子乳化沥青此种透层加下封层的形式，是因为：①在喷洒煤油沥青稀释沥青做透层之后，由于煤油的渗透力较强，沥青往往被带入到3～5 mm的水稳基层之中，水稳表面所余留的沥青并不多，虽然透层很好地解决了水害的侵蚀及透层与水稳基层的粘结等问题，但与沥青下面层的粘结却总不能达到预期的效果。所以有必要在透层施工之后再做一次下封层。②在透层施工之后有些路段往往会有少量车辆通行，为了避免施工机具和车辆通行对透层的破坏，因此需要再做一次下封层。
3.3 严格控制沥青路面的施工质量
控制施工质量，首先要从材料进场保证，每批进场材料经验收符合规格要求，要对沥青的延度、针入度、粘度等各项指标做相应试验，对每批集料进场都要严格进行抽检、筛分，达到要求方可采用。以保证沥青混和料的粘结性能，提高沥青与矿料的粘结力，降低水对沥青路面的破坏能力。要控制好沥青混凝土的施工拌合、摊铺时的匀质性，应严格施工质量管理，从基层准备、材料使用、配合比设计，直到沥青混合料拌制、运输、摊铺，直至最终碾压成型，沥青混凝土的各个施工阶段和环节，都应严格实行标准、规范、程序化管理，得到强有力、有效的技术保证措施。 3.4 控制压实度标准
压实度对沥青路面的影响很大，它是保证沥青混合料空隙率大小与密度的关键。压实不均匀或压实不足，造成沥青混凝土水容易进入或局部空隙大，形成骨料局部脱落松散。根据试验段得出沥青混合料的松铺系数、施工机械、施工工艺。摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，热拌沥青混合料的最低摊铺温度根据铺筑层厚度、气温、风速及下卧层表面温度，并按现行规范要求执行。碾压分初压、复压、终压三个阶段，要严格控制温度、时间、速度、遍数等。碾压要有专人指挥负责，先两边后中间、从慢到快、从轻到重，轮迹要重叠宽度10～20 cm，要保证路拱横坡度、路面平整度、压实度。研究表明抗滑层现场空隙率不大于6%，现场压实度不小于98%；下面层和的中面层现场空隙率不大于7%，压实度不小于97%。并根据施工规范要求的压实度抽检频率，进行抽检，发现压实度达不到要求的地方坚决返工，保证压实度符合要求，降低混合料空隙率，减少水的侵入破坏。
3.5 改善沥青路面排水条件
大多数公路的路表的降雨，通常采用合成坡度或者路面横坡，汇集到路基两侧排除，但在一些超高路段路表积水会排至中央分隔带边缘；还有中央分隔带的灌溉水，这些水一部分被植物吸收；一部分被蒸发；一部分通过排水系统排出；还有一小部分进入路面层，对道路产生水损害。对于灌溉水对道路产生的损害，我们应从提高中央分隔带的排水设计入手，以最大限度的减少水的渗入。中央分隔带的排水设计，一般包括以下几个部分：①设计间距为30～50 mm的横向排水沟，将盲沟中的水排出路基以外；②设计底坡不小于0.3%的纵向梯形或矩形盲沟，汇集中央分隔带灌溉水或雨水；③设置沥青防渗层及土工布防渗层，防止水从侧面向路基渗透。
此外，近年来随着工业的迅速发展，交通量日益增长，超载车辆非常严重，这会增大动水压力，加速沥青路面的损坏。
沥青路面水损坏与沥青路面设计施工、施工、使用养护和管理均有紧密关系，因此，必须采取综合措施，以最大限度地避免对沥青路面造成的不良影响，实现提高沥青路面的稳定性，促进沥青路面的稳定、安全、舒适和高速运行的目的。
参考文献：
[1] 邵腊庚，郭芳.某高速公路沥青路面早期水损坏处治方案设计[J].中外公路，2008，（2）.
[2] 何中楠.长期浸水对沥青和集料—沥青界面性能损伤的试验研究[J].中外公路，2012，（2）.
[4] 潘宝峰.动水压力作用下路面材料损伤的评价方法研究[D].大连：大连理工大学，2010.
[5] 高红宾.高速公路沥青路面水损坏成因分析及养护对策研究[D].天津：河北工业大学，2007.