高速公路瀝青混凝土面層滲透破壞成因（上）

1、前言路面本身結(jié)構(gòu)損壞的一個(gè)最重要的原因是由于水的侵蝕作用降低了路面結(jié)構(gòu)和材料的使用壽命所造成的。這些損壞原因可以歸結(jié)為三方面：第一是瀝青路面材料礦質(zhì)集料與瀝青的親和力的缺乏；第二是路面材料的滲透性能造成材料內(nèi)部形成飽和水的動(dòng)力沖刷；第三，是由于路面裂縫或?qū)娱g的裂隙水產(chǎn)生的動(dòng)力沖刷。 前言瀝青路面材料或結(jié)構(gòu)的滲透性對(duì)路面材料抗水損害能力的影響可能比集料與瀝青之間的親和力影響更大。而對(duì)于路面滲透及對(duì)路面性能的影響的相關(guān)研究路面工程中涉及較少。 前言為了研究半剛性基層瀝青路面以及路面瀝青混合料中水的流動(dòng)狀態(tài)，我們借鑒巖土工程中的滲流學(xué)進(jìn)行研究。滲流學(xué)是研究流體在多孔介質(zhì)體或裂隙中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，是流

2、體力學(xué)的一個(gè)重要分支，是流體力學(xué)與多孔介質(zhì)理論、外表物理、物理化學(xué)等相互交叉的一個(gè)邊緣科學(xué)。介紹的主要內(nèi)容高速公路半剛性基層瀝青路面的滲透性破壞:路面瀝青混合料的材料性破壞準(zhǔn)均勻介質(zhì)滲流 路面層狀體系間的滲透裂隙性介質(zhì)滲流 反射裂縫造成的滲透裂隙性介質(zhì)滲流 毛細(xì)現(xiàn)象的影響各地年平均降水量在武城毫米日照之間，自魯東南向魯西北遞減。臨沂地區(qū)、半島東南部及棗莊、五蓮、膠南等地在毫米以上，其中日照、臨沂、棗莊一帶在毫米以上；聊城、德州、惠民地區(qū)、萊州灣沿岸和東平、鄄城、東明一帶在毫米以下，其中聊城、德州兩地區(qū)西北部和北鎮(zhèn)、墾利、長(zhǎng)島等地缺乏毫米；其它地區(qū)在毫米之間 山東省降水條件 各地一日最大降水量在

3、毫米之間。大于毫米的日降水量在月均可出現(xiàn)，其中出現(xiàn)在月和月的占總數(shù)的。日最大降水量受天氣系統(tǒng)和地形影響很大，地區(qū)分布極不規(guī)律。半島東部、魯南和德州地區(qū)大部及青島、濟(jì)南等地日最大降水量均在毫米以上，其中微山、鄒縣、蒙陰、莒南、成山頭、威海、寧津都在毫米以上，以微山最大為毫米出現(xiàn)在年月日，成山頭次之為毫米出現(xiàn)在年月日；聊城地區(qū)東部、萊州灣沿岸和益都、濟(jì)陽、桓臺(tái)、博山、泰安、泗水等地缺乏毫米，其中博山最小為毫米出現(xiàn)在年月日；其它地區(qū)在毫米之間 。 山東省降水條件 日最大降雨量 路面材料的滲透現(xiàn)象屬于水在孔隙介質(zhì)中的滲透問題，他與路面瀝青材料的材料結(jié)構(gòu)、壓實(shí)程度有著重要的關(guān)系。路面材料的滲透涉及到材料

4、的最大粒徑、級(jí)配組成和壓實(shí)效果等諸多方面。 路面瀝青混合料的材料性破壞第一步出現(xiàn)油丁油丁開展為坑槽路面外表嚴(yán)重的坑槽破壞現(xiàn)象水損壞現(xiàn)象產(chǎn)生的原理外界因素空隙介質(zhì)體雨后形成飽和以后，在行車荷載的動(dòng)水壓力作用下，產(chǎn)生潛力的沖刷，瀝青剝離造成路面出現(xiàn)松散和坑漕雨天行駛荷載作用下有限元分析圖示路面外表粗集料剝離破壞的現(xiàn)象破壞原因分析產(chǎn)生水損壞需要具備的條件：路面材料與路外表有一定的連通空隙；連通空隙內(nèi)的水處于飽和狀態(tài)，水體本身不能壓縮；有較強(qiáng)的外界壓力作用，是水對(duì)路面材料產(chǎn)生沖刷；瀝青與集料間親和力較差。瀝青混合料的滲透性法國(guó)工程師達(dá)西H.Darcy在垂直園管中進(jìn)行滲透試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果說明流量Q處于斷面面積呈直接比例外，正比于水頭損失h1-h2，反比于滲徑長(zhǎng)度L，引用了決定與土粒結(jié)構(gòu)和流體性質(zhì)的常數(shù)k。在滲透理論中，達(dá)西定律是描述飽和土中滲透的根本定律，其表達(dá)式為：達(dá)西定律滲水系數(shù)評(píng)價(jià)空隙介質(zhì)體滲水能力的技術(shù)指標(biāo)是滲水系數(shù)K。滲水系數(shù)主要取決于多孔介質(zhì)體材料本身的性質(zhì) 。瀝青混合料滲水系數(shù)取決于：材料的級(jí)配、棱角性、最大粒徑、壓實(shí)特性、水的溫度等ASTM PS 12901 柔壁滲水儀測(cè)定壓實(shí)瀝青混合料滲水系數(shù)試驗(yàn)方法 dd空隙率與顆粒形狀排列組合有關(guān)，理想化的