关键词：高速公路；水破坏；原因；措施

1、水破坏的基本概念

1）渗透破坏

渗透破坏是指水分通过沥青路面的微小裂缝、孔隙或者界面渗透入路基或路面结构内部，导致路面材料性能下降，结构损害加剧的过程。在高速公路沥青路面中，这种现象尤为常见且具有破坏性，因为长时间的水分渗透会导致路面材料结合力下降，进而影响路面的整体性和耐用性。

防治渗透破坏的措施包括但不限于改善排水系统设计、使用高性能防水材料、提高施工质量以确保路面的紧密性和连续性，以及定期维护和检修，以减少水分渗透的机会。

2）冻融破坏

冻融破坏是水破坏的一种形式，特别是在寒冷地区的高速公路沥青路面中十分常见。它指的是水分渗透进路面结构内部，当气温下降到冰点以下时，水分冻结成冰，体积膨胀，对路面材料产生内部应力。随着温度的回升，冰融化成水，减少了原来对路面材料的支撑，这个冻结和融化的循环过程会导致路面材料的结构破坏，减弱路面的承载能力，最终导致路面损坏，如裂缝、松散、坑槽等问题。

3）水力破坏

水力破坏指的是流水对路面结构造成的直接物理损害，这种现象在高速公路沥青路面中也较为常见。特别是在强降雨或洪水期间，水流的动力作用能够冲刷路面，甚至侵蚀和破坏路基，导致路面结构的部分或全部损坏。水力破坏不仅限于表面冲刷，还包括由于水流下渗造成的底部侵蚀，这种侵蚀可能导致路基材料的流失，造成沉降或坍塌，严重威胁道路的安全性和使用寿命。

1.2 水破坏对沥青路面的影响

1）结构强度降低

水破坏对沥青路面造成的结构强度降低是一个复杂且多方面的问题。沥青路面的结构强度是确保道路平整、安全和耐用的关键指标。水分渗透到路面结构中，特别是到达基层和底基层时，会引发一系列的物理和化学反应，导致路面结构强度的降低。

主要表现为：黏结力减弱、材料劣化、基层侵蚀和稳定性下降、冻融循环的影响等。水还可能携带溶解的盐和化学物质，这些物质可以与路面材料发生化学反应，如盐水侵蚀，进一步破坏沥青材料的结构，降低路面的耐久性。为了抵御水破坏对沥青路面结构强度的影响，需要采取一系列措施，包括优化路面和路基的设计，使用高质量的防水材料，改进排水系统，定期进行路面维护和检查等。通过这些综合措施，可以有效提高沥青路面的抗水损伤能力，确保路面的长期稳定性和使用寿命。

2）材料老化加速

水破坏对沥青路面造成的材料老化加速是一个不容忽视的问题。沥青作为一种石油衍生产品，具有良好的防水性和粘结性，但长期暴露于水和湿气环境下，其性能会逐渐退化，加速老化过程。这种加速老化对沥青路面的长期性能和耐久性产生负面影响。

水分可以渗透进沥青材料内部，与沥青中的某些化学成分反应，导致沥青黏结剂的水解。这种水解作用会削弱沥青的粘结力和弹性，使路面更容易出现龟裂和剥落现象。水分的存在可以加速沥青中的氧化反应。氧化会使沥青变硬、变脆，减少其柔韧性，增加裂缝的生成。在有水分的环境中，氧化反应的速度通常会比干燥环境快。流动的水可以携带路面上的微小沥青颗粒和填料，导致路面逐渐变薄，沥青膜厚度减小。这种洗蚀效应直接影响到路面的耐磨性和防水性。在寒冷地区，沥青路面的水分在冬季冻结后膨胀，破坏沥青的内部结构，而融化后又形成微孔和裂缝，为更多水分渗透提供通道，进一步加速了材料的老化过程。

1.3 水破坏的表现形式

1）坑洞

坑洞是最具代表性的一种水体损害形式。无论是普通的柏油路面还是改性的柏油路面，在雨水进入并被困住时，路面在雨水因素影响下，都会出现裂缝，导致路面出现空隙。由于非均质性的原因，空穴往往出现在裂缝最多的地方，因而空穴往往呈不规则的分布。

2）唧浆、网裂

由于长期处于高速行驶状态，雨水通过路面渗透进入路面，在路面上停留时，雨水会对路面上的细粒造成较大的冲击，从而导致路面上出现灰白的浆体。水泥也会被车辆压唧，然后从不同形状和宽度不同的缝隙（横缝、纵缝、斜缝、网裂）进入到路面，水泥还会因为水渗透到沥青混凝土的部分区域或单个通道而被压唧到路表面，导致路面出现网裂和变形。

2.1 特点

通常情况下，水破坏都会在雨季出现，在破坏开始的时候，会出现一些小块的网裂，并出现一些白色的浆液（唧浆），之后会变得松散，形成一个坑洞。出现水损伤的地方，通常透水比较严重，而在排水不顺畅的区域，如果将路面面层挖掘出来，就可以看到底下有一些积水或者是浮浆。大部分水破坏会出现在重车道上。

2.2 成因

（1）外部因素：1）降水和降雪。游离水经裂缝及结构物的孔洞渗入到沥青表层；2）大型重型交通工具所起的作用。游离水停留在路面水泥孔隙中以及路面与基层接触面上，一旦有交通流经过，就会对路面造成很大的水压，并对路面造成很大的影响。界面处的这个水压力会对基层顶面材料中的细料进行冲刷，经过多次的汽车冲击，累积下来的细料就会变成灰白色的浆液，而在汽车行驶离开的时候也会产生很大的吸力，这两种力的瞬间前后作用，可以将停留在基层顶面的浆液甩出表面。水泥浆喷出时，先从大粒径的沥青表面剥离，使表面发生下移，出现网状裂缝或凹陷。由于受压、抽吸等因素的共同影响，导致沥青混凝土空腔内游离水分向外扩散，大粒径的沥青先剥离，导致其强度逐步下降，最终使其出现局部松动，从而导致路面出现水毁。（2）内部因素：1）铺装排水设施不完善；2）铺装密实程度不够；3）铺装材料的离析。

3.1 表面层产生坑洞

因沥青混合料的非均质性，孔穴通常出现在含气量大的部分。不管表层的柏油水泥是致密型的或半敞型的，这种表层的水分损害——空穴都曾经发生过。在任何一条公路上，这样的损伤都是普遍存在的，只是在各路段上出现的凹坑数量和凹坑的大小不同而已。然而，当其应用于二类（II）路面时，其水分损伤更加严重。以一条高速公路为例，1995 年 9 月开通后，到 1996 年只出现了几处小坑，1997~1998 年累计修复了 1700 余处、2500 余处大坑，路面重新铺设 7000 余平方米。以 SMA（4 厘米厚度）路面为例，尽管 SMA 中加入了除纤维以外的其他防剥性物质，但由于 SMA 层间存在着游离水分渗透和残留，使得 SMA 层间存在水分，导致沥青从路面上剥离。上述研究结果说明，无论是普通的纯沥青，还是经过改良的、掺有防剥离剂的 SMA，一旦有游离水分进入并被困于空洞内，都会在长时间的使用过程中，发生脱胶和水损伤。

3.2 表面层和中间层同时产生坑洞以及局部表面产生网裂和形变

若表层与中层均为高空隙度的半开级配，底层为低空隙度的密实沥青，则更容易使游离水进入表层与中层。若表层为半开级配，中间层为密实沥青混凝土，则在长期雨淋时，自由水会通过表层渗透而进入中间层，并在表层和中间层中停留很久。高速车辆行驶使得该两个层面的沥青路面，出现局部剥离，造成路面网状开裂、变形（下陷）及向外挤压，甚至形成凹陷。这样的损坏也是很常见的。尽管上、中层为致密型沥青砼，但当其内部非均匀度过高，或部分区域内真实含气量过高时，仍可引起游离水分的渗透，进而造成路面的水分损伤。比如，一次降雨后，在 79.2 公里的道路上，出现了 10 个深度9~10 厘米的坑，修复面积 1.95 平方米。在寒冷的冻土地带，积雪会逐步渗透并停留在路面上，一个冬天会有多次的冻融循环。在春天融化过程中，由于表层游离水分的存在，使得表层出现了水分损伤，即孔隙、网状开裂等变形。以一条高速公路为例，在 1999 年春天，35 公里的一条道路上出现了 2 个积水破损，修复区域为 2.95 平方米。

3.3 唧泥、网裂、坑洞

由于雨水渗入（双层或三层）后会积聚于路基顶部，在高速行驶时，雨水会对路基表面的细粒级造成较大的冲击，从而导致路基表面出现灰白胶体。

然后，水泥会受到车辆的压力，穿过不同的形状和宽度的缝隙，到达路面。当水泥浆体含量较高时，会立刻出现凹陷。少量的雨水会造成铺装层网络开裂或扭曲，从而使得后续降雨更易于渗透，从而形成一个恶性循环，最后造成铺装层的损坏。在较为干燥的区域或降雨少的地方，尤其是在有渗水但并不明显的地方，这种冲刷、唧泥、空洞等现象会持续很长时间。然而，由于沥青砼材料的非均匀、渗透率高，再加上基层的劣化，使得一次降雨就会有起泡、空穴等现象，甚至在干燥的地方也是如此。

3.4 其他水破坏现象

当游离的水分渗入到路面中时，还会产生一种以严重车辙为特征的水分损伤。在水分的侵蚀下，矿料尤其是覆盖在粗颗粒上的油层逐步脱落，油层被破坏，导致油层变得疏松。车辆行驶过程中，轮胎底面发生了剪切变形，使得路面上出现了疏松的沥青砼挤压现象，导致轮胎底面下沉，轮胎底面隆起，造成了较大的车辙。如果不能得到有效的治理，在下雨期间或下雨之后，这些路面上的沟壑会形成一个水洼，使得雨水具有更强的渗透性，从而导致更加严重的水毁。许多公路上都出现了这样的情况。

4.1 沥青面层的各层都采用空隙率小的密实沥青混凝土

目前，在公路上铺装的沥青路面中，三层铺装的占绝大部分，二层铺装的很少。为了减小积水对道路的损害，应从多个角度去思考，怎样才能避免积水对道路的侵蚀。最大限度地避免沥青路面自身渗入水分非常关键。结果表明，只有一种稠密的沥青路面或者只有一种沥青砂质的沥青路面，其抗渗性能都不能满足工程的需要。事实上，在柏油路面上，哪些地方的孔隙度较大，当水分渗入时，该地方的水分就会流失。除特殊设计的排水层以及不适用于特殊设计的排水层外，其余每一层均应使用密实型的沥青混凝土。

4.2 提高沥青与矿料的粘结力要求

在高速、重型汽车行驶过程中，一旦水分渗入沥青，就极易引起路面开裂。沥青和矿物材料的性质、沥青掺入量和矿物材料的比表面是决定沥青胶凝性能的重要因素。在保证矿物材料被沥青完全覆盖的同时，应对沥青的掺入量进行适当的调整，以保证矿物材料的沥青薄膜的厚度。矿料比表面对其粘性也有很大的影响，加入一定比例的矿物粉末，既能起到填料的功能，又能增加其比表面。在使用这种材料做表层时，往往需要使用坚硬的石块，并且其需具有较高的抛光价值。坚硬的矿物材料通常是酸性的，对路面的附着力较弱，所以必须加入防滑剂来提高其附着力。

4.3 提高压实标准

要最大限度地增加沥青混合料的密实程度，减少道路表面的孔隙率，以最大限度地改善道路表面的防渗性能。目前，我国高速公路建设现场使用的压路机品种、吨位和技术性能均比十几年前有了较大幅度的增加，甚至超过了十几年前的情况，客观上，已经有了提升压实标准的基础。结果表明，只要严格要求、加强管理，水泥稳定土的密实度可达 98%以上。

4.4 路面结构中设排水层或防水层

从国内目前出现的病害情况来看，通常是在表层水分稀释之前，就已经出现病害。这与水泥砼路面有很大的区别，即只有当水达到基底顶部，并且出现了被冲蚀的空隙时，才会出现水毁。所以，若在其上铺一层厚厚的沥青路面，其排水效果将不会很好。当沥青路面厚度很小时，采用排水层及防水层可以有效地缓解或消除水损害。尤其是在多雨的地方，雨水进入道路后，很有必要将其排出道路。在过去的道路建设中，由于缺乏对道路内部排水问题的重视，造成了大量的道路积水问题。现有道路实验数据表明，当水分渗入到道路内部时，最好在底层增设透气式排水层，将水分迅速排除，以减少水分对道路的损害。

在降雨和车轮碾压等因素的影响下，高速公路沥青路面表层极易产生表层疏松，坑洞、拥包、纵横向裂缝，还有雨水沿着缝隙下渗而造成的啃边、局部沉陷、翻浆等问题。这类疾病多见于多雨季节，且多与水相关。采取上述措施，使水能尽快排出路外，从而减轻水破坏，使得高速公路沥青路面的水破坏现象得到缓解。

[1]伍顺和.浅谈高速公路沥青路面的水破坏及防范措施[J].黑龙江交通科技,2011(09):82.

[2]王景鹤.浅谈高速公路沥青路面水破坏的原因及防治措施[J].价值工程,2010(09):39.

[3]王晓明.高速公路沥青路面水破坏的成因及预防措施[J].建筑技术开发,2009(07):57+60.

[4]张阔.高速公路沥青路面水破坏的预防措施[J].交通世界(建养.机械),2009(01):89-90.

[5]沙庆林.高速公路沥青路面的水破坏及其防治措施(下)[J].国外公路,2000(04):1-5.

[6]沙庆林.高速公路沥青路面的水破坏及其防治措施(上)[J].国外公路,2000(03):1-4.