瀝青膜剝離的機(jī)理
1.瀝青膜移動(dòng)
在瀝青一集料一水的三相體系中,由于水浸人瀝青-集料界面,為達(dá)到熱力學(xué)的平衡,瀝青 膜發(fā)生剝離,會(huì)沿著集料表面收縮,成為小球,對(duì)破損的路面調(diào)查經(jīng)常可以看到在已經(jīng)松散成 為坑禧后集料表面部分或完全暴露,表面幾乎沒(méi)有瀝青,瀝青膜則發(fā)生收縮和移動(dòng),揉成了一 些油球、油皮、油條,表面反而為水分濕潤(rùn),瀝青與石料成為互不相干的分離物,瀝青混合料就 松散了。這也是由于瀝青與集料粘附性喪失導(dǎo)致瀝青混合料內(nèi)部粘結(jié)力喪失的典型的過(guò)程。
2.瀝青膜分離
瀝青膜與集料之間有一層很薄的水層,或者有灰塵時(shí),瀝青膜發(fā)生剝離,但并沒(méi)有破損,瀝 青膜即使仍然裹覆在集料表面上,但已經(jīng)喪失了粘結(jié)力。這實(shí)際上是剝落和瀝青膜移動(dòng)的前 奏,如果在此過(guò)程中水分被干燥,瀝青膜仍然可以與集料發(fā)生粘結(jié),因面此過(guò)程是可逆的。當(dāng) 多孔集料中的水分在施工過(guò)程中未充分干燥時(shí),集料中的水汽容易造成這種后果。
3.瀝青膜破裂
當(dāng)瀝青膜由于種種原因造成與集料分離以后,瀝青膜在集料表面不可能是一樣厚的,在集 料的棱角、尖角及粗糙處,瀝青膜比其他部位要薄。尤其是路面肯定是要承受汽車(chē)荷載的作用 的,在石料與石料之間產(chǎn)生相對(duì)的位移和磨擦也是不能避免的,瀝青膜便會(huì)發(fā)生刺破或擦破。 而當(dāng)瀝青膜一旦破裂后,瀝青膜的移動(dòng)也就難以避免。
4.起泡
當(dāng)瀝青路面的溫度較高,瀝青粘度較低,再突然遇到降雨時(shí),瀝青可能沿水珠往上泛形成 起泡,隨著溫度的繼續(xù)上升,水分到達(dá)集料的表面,瀝青置換到了外面,造成剝落。
5.水力沖刷和孔隙壓力
當(dāng)路面上有水時(shí),汽車(chē)的通過(guò)會(huì)形成一種水力沖刷現(xiàn)象。在輪胎前面的水受輪胎擠壓擠 人路表面的空隙中,造成水壓力,輪胎通過(guò)后在輪胎的后方又形成負(fù)壓,將空隙中的水吸出,這 種擠入和吸出的反復(fù)循環(huán),便形成了水力沖刷,并逐漸將瀝青膜從集料表面脫離。對(duì)空隙率較 大的瀝青面層,孔隙中充滿(mǎn)了水,甚至是封閉的,在車(chē)輛荷載作用下,輪胎壓力即使不能使水分 流動(dòng),造成沖刷,也在孔隙中造成壓力和負(fù)壓,這種孔隙水壓也是導(dǎo)致瀝青膜剝離的重要原因。 水力沖刷和孔隙水壓還會(huì)發(fā)生在瀝青層的下部,當(dāng)?shù)酌鎸硬捎脼r青碎石或I型瀝青混凝土等 空隙率較大的結(jié)構(gòu)時(shí),空隙內(nèi)充滿(mǎn)的水往往是密閉的,半剛性基層也很難使水分逸出或排走, 在荷載作用下,瀝青膜也受到不間斷的水力沖刷(對(duì)連通的孔隙)或孔隙壓力(對(duì)密閉孔隙),最 終導(dǎo)致瀝青膜的剝離。
6.粘結(jié)層破壞
水分浸人瀝青膜和集料之間后,瀝青膜上下有兩層水膜,水分使集料帶有負(fù)電荷,進(jìn)一步 排斥略帶負(fù)電荷的瀝青膜,從而導(dǎo)致瀝青膜的剝離和破壞,喪失粘結(jié)力。