公路瀝青路面裂縫現(xiàn)狀及防護(hù)策略研究

薛玉海

(山西平陽(yáng)路橋有限公司，山西臨汾 041000)

隨著城市化建設(shè)的不斷深入發(fā)展，城市交通道路建設(shè)也逐步升級(jí)。許多城市的道路也逐漸由之前的水泥道路慢慢升級(jí)為瀝青路面，瀝青路面由于其材質(zhì)的特性以及施工工藝的局限，使得瀝青路面在使用一段時(shí)間之后容易產(chǎn)生裂縫，裂縫處經(jīng)歷長(zhǎng)期的風(fēng)吹雨淋將大大降低路基強(qiáng)度。尤其是交通頻繁地段，裂縫經(jīng)過反復(fù)碾壓對(duì)路面產(chǎn)生了較大的破壞，因此，瀝青路面的裂縫防治就至關(guān)重要，以下將就此展開探討。

1 瀝青路面裂縫現(xiàn)狀

1.1 瀝青路面裂縫類型

我國(guó)道路上瀝青路面裂縫的主要類型從外觀形狀來(lái)劃分主要有橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂和不規(guī)則裂縫等。橫向裂縫即裂縫走向與道路走向呈垂直分布，且周邊通常出現(xiàn)少量的支縫，最初可見于道路兩邊，逐漸貫穿道路中央。縱向裂縫走向與道路走向一致，其產(chǎn)生的原因有很多，如路基沉降不均，施工搭接不良，結(jié)構(gòu)承載力不足等多種因素，不同因素造成的裂縫表現(xiàn)形態(tài)也是各不相同。龜裂現(xiàn)象表現(xiàn)為紋路如龜殼紋路，且隨著車輛的反復(fù)碾壓紋路逐漸增多擴(kuò)散。而不規(guī)則裂紋表現(xiàn)為裂紋形狀和走向缺乏統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，在負(fù)載反復(fù)作用下擴(kuò)大貫通。

1.2 瀝青路面裂縫危害

瀝青路面初期出現(xiàn)裂紋或者裂紋形態(tài)較小的時(shí)候并不會(huì)對(duì)道路產(chǎn)生太大的破壞或影響，但隨著裂紋的不斷擴(kuò)散和車輛的反復(fù)碾壓，裂縫逐漸增大增多尤其是出現(xiàn)貫穿性裂縫后，以及隨著風(fēng)吹日曬和雨淋雪凍，道路路基的強(qiáng)度將明顯降低，嚴(yán)重的甚至危及行車安全。瀝青路面裂縫的危害逐步發(fā)展通常需要經(jīng)歷以下三個(gè)階段，初期表現(xiàn)為裂縫處出現(xiàn)鼓脹，裂縫周圍路基趨于灰土粉化，路基強(qiáng)度降低，路面材料輕微凸起。而在裂縫形成中期，由于雨水冰雪的灌入，往往容易對(duì)路基材質(zhì)產(chǎn)生腐蝕風(fēng)化，同時(shí)隨著車輛長(zhǎng)時(shí)間的碾壓作用，裂縫形態(tài)進(jìn)一步擴(kuò)散，裂縫周邊路面已不在同一平面，在相同負(fù)載的作用下，顯得尤為脆弱。尤其是在雨雪天氣，雨雪灌入路基后，在過往車輛的碾壓摩擦作用下使路面出現(xiàn)嚴(yán)重推擠，將瀝青粒料和水泥碎石粒料磨成漿狀物唧出，即通常所說的唧漿病害。而瀝青路面裂縫的最終階段也是危害最嚴(yán)重的階段，即瀝青路面裂縫在反復(fù)唧漿危害的作用下，路面出現(xiàn)大量的坑坑洼洼，路面起伏變化非常明顯，不僅不利于行車，而且有可能發(fā)生更為嚴(yán)重的龜裂現(xiàn)象。甚至更嚴(yán)重的出現(xiàn)路面或者橋面坍塌的現(xiàn)象，危及行車安全。這就是瀝青路面裂縫危害發(fā)展的三個(gè)階段，因此，非常有必要對(duì)路面裂縫進(jìn)行防治，一方面能夠提高道路服務(wù)年限，節(jié)省國(guó)家道路交通支出，另一方面能夠確保行車的安全和舒適性。

2 路橋工程中瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)

當(dāng)前我國(guó)道路瀝青路面的主要材質(zhì)為瀝青和瀝青混合物，而瀝青是由石油中提取出來(lái)的，因此瀝青的提取以及瀝青混合物的比例是否恰當(dāng)對(duì)瀝青路面裂縫的產(chǎn)生有著直接的影響，一旦瀝青提取不純或者混合比例不科學(xué)，容易造成路面材質(zhì)對(duì)于溫度較為敏感，在長(zhǎng)期的熱脹冷縮應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生裂縫。

2.2 基層材料的性質(zhì)

基層材質(zhì)也即路基的材質(zhì)，基層材質(zhì)與路面通過粘結(jié)作用而緊密聯(lián)系在一起，但是路基材質(zhì)與路面材質(zhì)收縮或者膨脹的幅度不一致也容易產(chǎn)生路面裂縫。目前，基層材料的收縮開裂情況主要有兩種，一種是干燥收縮開裂，另一種則是低溫收縮開裂。干燥收縮主要是由于基層材質(zhì)混合過程中缺乏水分，使得基層材質(zhì)顆粒間隙縮小時(shí)產(chǎn)生裂縫。低溫收縮開裂，顧名思義是由于溫度變化引起的，因?yàn)榛鶎愉佋O(shè)往往是在高溫下進(jìn)行的，而環(huán)境溫度如果與作業(yè)溫度反差過大的話，施工后由于低溫使得材質(zhì)收縮產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮應(yīng)力超過路面抗拉強(qiáng)度時(shí)就容易產(chǎn)生裂縫，這些現(xiàn)象在北方冬天的施工路面較為常見。

2.3 施工原因

施工工藝與瀝青路面質(zhì)量直接掛鉤，正所謂三分材料七分施工，一旦施工不當(dāng)，路面質(zhì)量就很難保證。如在路面軟土基礎(chǔ)施工過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)地基進(jìn)行反復(fù)碾壓確保地基強(qiáng)度，否則基礎(chǔ)不牢出現(xiàn)沉降或者塌陷，由此產(chǎn)生的路基剪應(yīng)力很容易對(duì)路面造成損傷。另外一些缺乏資質(zhì)的施工隊(duì)伍在施工過程中為了趕工期不按照要求施工，甚至在材料使用過程中以次充好，雖然工程結(jié)束后路面看起來(lái)正常完好，但是往往道路使用壽命不長(zhǎng)。在路橋工程施工過程中，由于瀝青材料屬性和車輛的碾壓作用，使得瀝青路面層集料容易離析，這就減小了路基材質(zhì)與瀝青路面的粘合力，路基不容易壓實(shí)，在長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)力作用下容易產(chǎn)生路面開裂現(xiàn)象。

3 路橋工程中瀝青路面裂縫的防治策略

3.1 提高路基工作區(qū)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性

路基是路面的基礎(chǔ)，車輛行車過程中對(duì)路面的作用力最終將會(huì)傳遞到路基深度區(qū)域，因此，路基的鋪設(shè)應(yīng)當(dāng)確保路基具有足夠的強(qiáng)度從而保證路基和路面的整體穩(wěn)定度，減少車輛應(yīng)力作用下產(chǎn)生的路基沉降等破壞并造成無(wú)法完全修復(fù)的損傷。提高路基工作區(qū)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的手段主要有以下幾個(gè)方面:1)嚴(yán)格控制路基的填筑工藝，確保路基強(qiáng)度。路基強(qiáng)度的提高主要依靠填筑過程的工藝質(zhì)量，在填筑材料選取方面應(yīng)當(dāng)合理選擇剛性和強(qiáng)度較高的砂石，而嚴(yán)禁使用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度差的粉土和有機(jī)土。在高速公路的瀝青路面工程中，由于高速公路重型車輛較多，且在高速狀態(tài)下對(duì)路面作用力更大，因此，在有條件的情況下可以適當(dāng)擴(kuò)大路基工作區(qū)的廣度和深度，提高路基強(qiáng)度。2)路基應(yīng)當(dāng)壓實(shí)提高強(qiáng)度，這就需要對(duì)路基的壓實(shí)度進(jìn)行反復(fù)多點(diǎn)實(shí)地測(cè)量，確保路基整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。3)降低地下水位，提高路基強(qiáng)度。地下水的存在將對(duì)路基整體強(qiáng)度產(chǎn)生很大的影響，因此一旦出現(xiàn)地下水滲透，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)密處理。

3.2 設(shè)置應(yīng)力吸收層

瀝青路面裂縫的出現(xiàn)很大程度上是應(yīng)力作用的結(jié)果，因此，設(shè)置應(yīng)力吸收層能夠很大程度的降低路面受到的載荷沖擊，可以從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行應(yīng)力吸收層設(shè)置:1)可以在基層與面層結(jié)合處的中間層鋪設(shè)橡膠瀝青，加入橡膠瀝青可以緩解路面和基層相互作用時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力與剪應(yīng)力。2)采用專用薄膜吸收應(yīng)力。專用應(yīng)力吸收薄膜可以有效減少裂縫出現(xiàn)位置由于相對(duì)位移而產(chǎn)生的應(yīng)力，可以避免裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)散。通過有效降低應(yīng)力強(qiáng)度因子，減少應(yīng)力對(duì)路面的破壞和影響。通過專用薄膜的吸收應(yīng)力，能夠有效的將瀝青路面的基層與基層之間緊密的聯(lián)系在一起，不會(huì)因受到外力的作用而輕易受到破壞。3)采用土工格柵加筋瀝青路面進(jìn)行路面加固，采用這種方式能夠控制車轍對(duì)路面的負(fù)載作用，減少反射裂縫和疲勞裂縫的反復(fù)作用。

3.3 施工控制裂縫發(fā)生

裂縫的產(chǎn)生一方面與瀝青路面鋪設(shè)路基的材質(zhì)有關(guān)，另一方面也與施工的工藝和裂縫控制技術(shù)手段緊緊聯(lián)系在一起，通過提高施工工藝能夠有效的降低裂縫發(fā)生的概率，可以考慮從以下幾個(gè)方面著手進(jìn)行:

1)施工過程中可有效控制裂縫的發(fā)生，理論上來(lái)說，半剛性基層碾壓時(shí)的含水量應(yīng)當(dāng)保持在最佳含水量的九成左右，同時(shí)確保合理科學(xué)的壓實(shí)度。路面壓實(shí)后，還要進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，防止由于暴曬基層出現(xiàn)干燥性收縮裂紋，在路面保濕養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，應(yīng)立即噴灑瀝青乳液，形成透層或粘層，然后盡快鋪瀝青面層。

2)瀝青混合料如果達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度，也可以減少反射裂縫，所以需要在制備瀝青混合料時(shí)控制好加熱時(shí)間和加熱溫度，防止瀝青的老化，通過重復(fù)碾壓使瀝青混合料達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度，也可起到減少反射裂縫的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

路橋工程瀝青路面裂縫的類型和產(chǎn)生的原因都是多種多樣的，但是都會(huì)或多或少的對(duì)道路使用產(chǎn)生一定的影響，縮短道路的使用壽命，因此，實(shí)現(xiàn)防治瀝青路面裂縫，早期一旦發(fā)現(xiàn)進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)救是非常有必要的，同時(shí)在施工過程中應(yīng)當(dāng)注重對(duì)裂縫產(chǎn)生的可能進(jìn)行工藝控制和改進(jìn)。本文就此進(jìn)行了相關(guān)的研究，希望能夠從路橋施工的各個(gè)環(huán)節(jié)和階段采取相應(yīng)的措施，從源頭解決裂縫危害，從而加強(qiáng)道路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

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