沥青膜剥离的机理
1.沥青膜移动
在沥青一集料一水的三相体系中,由于水浸人沥青-集料界面,为达到热力学的平衡,沥青 膜发生剥离,会沿着集料表面收缩,成为小球,对破损的路面调查经常可以看到在已经松散成 为坑禧后集料表面部分或完全暴露,表面几乎没有沥青,沥青膜则发生收缩和移动,揉成了一 些油球、油皮、油条,表面反而为水分湿润,沥青与石料成为互不相干的分离物,沥青混合料就 松散了。这也是由于沥青与集料粘附性丧失导致沥青混合料内部粘结力丧失的典型的过程。
2.沥青膜分离
沥青膜与集料之间有一层很薄的水层,或者有灰尘时,沥青膜发生剥离,但并没有破损,沥 青膜即使仍然裹覆在集料表面上,但已经丧失了粘结力。这实际上是剥落和沥青膜移动的前 奏,如果在此过程中水分被干燥,沥青膜仍然可以与集料发生粘结,因面此过程是可逆的。当 多孔集料中的水分在施工过程中未充分干燥时,集料中的水汽容易造成这种后果。
3.沥青膜破裂
当沥青膜由于种种原因造成与集料分离以后,沥青膜在集料表面不可能是一样厚的,在集 料的棱角、尖角及粗糙处,沥青膜比其他部位要薄。尤其是路面肯定是要承受汽车荷载的作用 的,在石料与石料之间产生相对的位移和磨擦也是不能避免的,沥青膜便会发生刺破或擦破。 而当沥青膜一旦破裂后,沥青膜的移动也就难以避免。
4.起泡
当沥青路面的温度较高,沥青粘度较低,再突然遇到降雨时,沥青可能沿水珠往上泛形成 起泡,随着温度的继续上升,水分到达集料的表面,沥青置换到了外面,造成剥落。
5.水力冲刷和孔隙压力
当路面上有水时,汽车的通过会形成一种水力冲刷现象。在轮胎前面的水受轮胎挤压挤 人路表面的空隙中,造成水压力,轮胎通过后在轮胎的后方又形成负压,将空隙中的水吸出,这 种挤入和吸出的反复循环,便形成了水力冲刷,并逐渐将沥青膜从集料表面脱离。对空隙率较 大的沥青面层,孔隙中充满了水,甚至是封闭的,在车辆荷载作用下,轮胎压力即使不能使水分 流动,造成冲刷,也在孔隙中造成压力和负压,这种孔隙水压也是导致沥青膜剥离的重要原因。 水力冲刷和孔隙水压还会发生在沥青层的下部,当底面层采用沥青碎石或I型沥青混凝土等 空隙率较大的结构时,空隙内充满的水往往是密闭的,半刚性基层也很难使水分逸出或排走, 在荷载作用下,沥青膜也受到不间断的水力冲刷(对连通的孔隙)或孔隙压力(对密闭孔隙),最 终导致沥青膜的剥离。
6.粘结层破坏
水分浸人沥青膜和集料之间后,沥青膜上下有两层水膜,水分使集料带有负电荷,进一步 排斥略带负电荷的沥青膜,从而导致沥青膜的剥离和破坏,丧失粘结力。