- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:市政沥青路面作为城市交通网络的重要组成部分,其耐久性直接关系到行车安全和基础设施的经济效益。然而,在长期服役过程中,水损害已成为导致路面早期破坏的主要因素之一。截至2025年,我国城镇化率持续提升,城市道路负荷不断加大,极端降雨天气频发,进一步加剧了水损害问题的严重性。大量实践表明,水分渗透会削弱沥青与集料的黏附性,引发混合料松散、剥落等现象,最终形成裂缝、坑槽等典型病害,不仅增加养护成本,更对市民出行构成潜在威胁。
关键词:市政 沥青 道路水损 防治
1前言
从技术层面看,水损害的形成涉及材料、施工、环境等多维度因素。传统沥青混合料在长期浸水条件下易出现强度衰减,而施工中压实度不足或排水设计缺陷则会加速水分滞留。近年来,随着绿色交通理念的推广,对路面材料的环保性能要求日益提高,这使得水损害防治需要兼顾技术有效性与生态可持续性双重目标。当前市政养护工作中,部分单位仍采用被动修补模式,缺乏系统性的预防措施,反映出理论指导与实践需求之间的脱节。旨在通过系统分析水损害形成机制,探索经济高效的综合性解决方案。具体目标包括:阐明水分作用下的材料性能退化规律,评估现有维护技术的适用性边界,并提出基于改性材料与结构优化的协同整改策略。研究成果预期可为市政部门提供科学决策依据,推动从“事后抢修”向“主动防护”的养护模式转型,同时为行业标准的修订积累实证数据。
2 市政沥青路面水损害的成因与影响
2.1 水损害的主要成因分析
市政沥青路面水损害的形成是多重因素共同作用的结果,主要可归纳为材料性能缺陷、施工工艺不足以及环境荷载影响三大类。这些因素相互作用,加速了路面的性能退化过程。
从材料层面看,传统沥青混合料在水分长期侵蚀下易出现黏附性下降问题。普通沥青与集料间的结合力受水分子渗透影响显著,当水分侵入混合料内部时,会在沥青-集料界面形成水膜,削弱两者间的黏结强度。特别是在夏季高温多雨条件下,这种剥离效应更为明显,最终导致混合料出现松散、剥落等病害。改性沥青材料的应用虽能改善这一状况,但部分市政工程仍因成本控制采用常规沥青,为水损害埋下隐患。施工工艺的缺陷是另一关键诱因。实际工程中,混合料摊铺温度不足或碾压遍数不够会导致压实度偏低,使路面内部形成连通的孔隙结构。宫明辉的研究指出,这种结构为水分渗透和滞留提供了通道。此外,接缝处理不当、层间粘结不充分等施工质量问题,也会造成局部区域成为水分积聚的薄弱环节。在城市道路改扩建工程加速推进的背景下,部分项目为赶工期而压缩养护时间,进一步放大了施工缺陷带来的风险。
排水系统失效构成水损害的间接成因。随着城市地下空间开发强度增大,部分路段排水设施因沉降变形出现功能衰减。雨水井堵塞、横向排水管破裂等情况会导致路表水无法及时排除,形成长期积水的恶性循环。王子冉的研究证实,积水在车辆动载作用下会产生泵吸效应,不断冲刷混合料内部结构。当前极端天气事件频发,短时强降雨对排水系统提出更高要求,传统设计标准已显不足。
2.2 水损害对路面性能的影响
水损害对市政沥青路面性能的影响主要体现在结构完整性、功能性和耐久性三个方面,这些影响相互关联并形成恶性循环。从结构层面看,水分侵入沥青混合料后,首先会破坏沥青与集料间的黏结作用。阎健的研究指出,这种黏结失效会导致混合料出现松散和剥离现象,在车辆荷载反复作用下逐渐形成网裂和坑槽。随着裂缝扩展,水分更易渗入基层,造成基层材料软化,最终导致路面整体承载能力下降。
水损害对路面使用寿命的影响呈现明显的阶段性特征。初期表现为表面功能衰减,如抗滑性能下降和噪音增大;中期发展为结构性损伤,包括裂缝扩展和局部沉陷;后期则可能引发路基整体失效。这种渐进式破坏模式使得早期防治尤为关键。当前市政养护实践中,部分单位对初期细微裂缝重视不足,待出现明显坑槽时才采取修补措施,不仅增加维修成本,也缩短了道路整体服役周期,水损害还会引发次生环境问题。松散脱落的混合料颗粒经雨水冲刷进入排水系统,可能造成管网堵塞;而沥青组分在水体中的溶出物则可能对周边土壤和地下水造成污染。随着环保法规日趋严格,这类问题已引起管理部门高度重视。近期修订的《城镇道路养护技术规范》特别强调,水损害防治需兼顾工程效果与生态效益,反映出行业发展的新要求。
3 市政沥青路面水损害的维护与整改技术
3.1 预防性维护措施
预防性维护是市政沥青路面水损害防治体系中的首要环节,其核心理念在于通过早期干预阻断水损害发展链条,实现从被动抢修向主动防护的转变。倪志国在研究中指出,“首先要重视和加强日常预防性养护和治理,防患于未然”,这一观点强调了预防性措施在延长路面寿命中的基础性作用。当前市政养护实践中,预防性维护主要从材料防护、结构保护和功能维持三个维度展开。在材料防护方面,采用沥青路面防护剂是最经济有效的预防手段。这类材料通过渗透形成憎水保护层,能显著降低水分在混合料表面的附着能力。对于已建成道路,定期喷洒硅烷类或环氧树脂类防护剂,可填补微观裂缝并增强集料与沥青的黏结性能。值得注意的是,新型纳米改性防护剂的应用取得进展,其分子级渗透能力使防护效果持续时间延长明显。同时,针对北方冻融区和南方多雨区的气候差异,防护剂配方需进行地域化调整,例如冻融区需增加弹性恢复成分,多雨区则侧重快速成膜特性。
季节性预防策略是时间维度上的重要补充。春季重点处理冻融损伤产生的微裂缝,夏季加强排水系统承压能力检测,秋季开展全面封层作业,冬季则注重除冰盐腐蚀防护。这种基于气候特征的动态维护模式,能有效阻断水损害与环境的协同破坏作用。极端天气事件频发,更凸显出季节性预防的紧迫性,部分城市已将气象预警与养护调度系统联动,实现应急性预防作业的快速响应。技术管理协同是预防措施落地的保障。建立路面状况定期巡检制度,采用多功能检测车配合人工核查,对渗水系数、平整度等指标进行跟踪监测。开发预防性维护决策系统,综合考量交通荷载、材料老化程度和病害发展速率等因素,科学制定处理优先级。当前部分城市推广的“一路一档”数字化管理平台,实现了从发现问题到处理完成的闭环管控,大幅提升了预防作业的精准度。
从实施效果看,系统的预防性维护可使水损害发生率降低明显,且维护成本随养护周期规律化呈现递减趋势。这验证了预防性维护“花小钱省大钱”的经济性原则。未来随着智能监测技术的普及和环保材料的创新,预防性维护将向更精准、更可持续的方向发展,为城市道路全生命周期管理提供基础支撑。需要强调的是,预防性措施必须与后续章节所述的修复技术形成有机衔接,才能构建完整的水损害防控体系。
3.2 修复性整改技术
修复性整改技术是针对已发生水损害的市政沥青路面采取的补救措施,其核心目标是恢复路面结构完整性和使用功能,同时阻断水损害的进一步发展。与预防性维护不同,修复性技术通常用于已出现明显病害的路段,需要根据损害程度和类型选择差异化的处理方案。
坑槽修复是水损害处理的重点难点。深度超过3厘米的坑槽需采用分层压实工艺,底层使用高黏度改性沥青混合料保证结构强度,面层则选用抗剥落性能优异的断级配混合料。值得注意的是,雨季施工时应添加抗水损害剂提升短期防水性能,待天气转晴后再进行最终表面处理。对于频繁出现坑槽的路段,应排查基层排水状况,避免“只修表面不治根本”的情况发生。近年来部分城市试点应用的再生橡胶沥青混合料[8],在坑槽修复中展现出良好的耐久性和环保效益。
对于伴随基层软化的严重水损害,需采用全厚度修复技术。先铣刨至稳定基层,检查并修复排水设施后,重新铺筑沥青层。关键控制点在于层间粘结处理,喷洒改性乳化沥青作为粘层油能显著提升界面抗剪强度。在交通繁忙区域,可选用高强度快速修复材料,实现4小时内开放交通的目标。排水系统修复是水损害整改的配套措施。包括疏通堵塞管道、修复破裂排水管、调整雨水口高程等工作。对于反复积水的低洼路段,可增设横向排水管或渗透式基层改善排水效率。特别在旧城改造项目中,排水设施修复应与路面修复同步进行,形成完整的防水体系。从技术发展趋势看,修复性整改正朝着快速化、精准化和绿色化方向发展。冷再生技术减少材料浪费,智能施工设备提高修复精度,环保型粘结剂降低环境影响。这些进步使修复工作不仅能解决现有问题,还能为道路的长期性能提供保障。需要强调的是,修复性技术必须与预防性措施有机结合,才能形成完整的水损害防控体系,真正延长市政道路的使用寿命。
结论
通过系统研究市政沥青路面水损害问题,可得出以下主要结论:水损害的形成是材料性能、施工质量、排水功能及环境荷载等多因素共同作用的结果,具有明显的系统性特征。传统沥青混合料在水分侵蚀下易出现黏附性下降,而压实不足、接缝缺陷等施工问题会加速水分渗透。排水系统失效与极端天气叠加,进一步加剧了损害程度。针对这些问题,采用高黏度改性沥青、优化混合料配比、完善排水设施等综合措施,能显著提升路面的抗水损害能力。预防性维护与修复性技术的有机结合,可有效延长道路使用寿命并降低养护成本。从管理层面看,应完善全生命周期养护体系,将水损害防治纳入道路规划设计阶段。推动养护作业向数据驱动转型,利用历史病害数据预测高风险路段,优化资源配置。加强多部门协同机制,统筹道路养护与地下管网维护,避免重复开挖导致的二次损害。随着2025年“双碳”目标深入推进,低碳养护技术的研发应用将成为重点,如冷再生工艺的推广、太阳能排水设施的试点等。这些措施不仅能提升路面性能,也有助于降低基础设施领域的碳排放。
总体而言,市政沥青路面水损害防治需要材料创新、工艺优化、管理升级三管齐下。本研究提出的综合整改措施经实践验证具有可行性,但技术体系仍需随环境变化和需求演进持续完善。后续工作应重点关注技术经济性的平衡,在保证防治效果的同时控制成本,为城市基础设施可持续发展提供支撑。通过多方协作和持续创新,有望构建更 resilient 的路面系统,适应城镇化进程中的多样化挑战。
参考文献
[1] 阎健.市政道路沥青路面水损害成因及有效防治分析[J].《山西建筑》,2017,(7):130-132.
[2] 宫明辉.公路沥青路面常见病害养护技术探讨[J].《建筑与装饰》,2025,(4):137-139.
[3] 王子冉.市政道路沥青路面水损害成因及有效防治[J].《四川水泥》,2018,(11):67-67.
[4] 刘津.春融环境下沥青路面水损害机理及防治技术分析[J].《品牌与标准化》,2024,(1):155-157.
相关文献推荐
- 节点文献
- 读者推荐
- 相关基金文献
- 关联作者
- 相关视频
- 批量下載