半剛性基層瀝青路面裂縫的調(diào)查和分析

馬 學(xué) 文

(長(zhǎng)治市市政管理處，山西 長(zhǎng)治 046000)

?

半剛性基層瀝青路面裂縫的調(diào)查和分析

馬 學(xué) 文

(長(zhǎng)治市市政管理處，山西 長(zhǎng)治 046000)

以長(zhǎng)治市主城區(qū)2011年—2015年實(shí)施的部分有代表性的城市快速路和城市道路為樣本，調(diào)查分析了半剛性基層瀝青路面、增加應(yīng)力吸收層和柔性基層ATB的復(fù)合半剛性基層瀝青路面的裂縫情況，提出了半剛性基層瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工建議。

瀝青路面，半剛性基層，應(yīng)力吸收層，柔性基層，路面裂縫

0 引言

半剛性基層瀝青路面雖然經(jīng)過了近50年的發(fā)展和研究，裂縫問題仍然是一個(gè)難以根治的通病，沒有確切的行之有效的工程措施，以防治和減少裂縫的發(fā)生和發(fā)展。過去人們研究半剛性基層瀝青路面抗裂，并未從整體出發(fā)研究，造成了我國(guó)許多高速公路和城市道路在使用年限內(nèi)甚至投入使用1年～2年就出現(xiàn)路面開裂損壞。作為道路工程項(xiàng)目管理單位也是長(zhǎng)治市城市道路橋梁的后期管養(yǎng)部門，自2013年5月～2016年5月近3年時(shí)間持續(xù)對(duì)近5年實(shí)施的部分城市主干道及快速通道瀝青路面進(jìn)行了調(diào)查和分析，以期能總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)不足，更好的指導(dǎo)城市道路工程項(xiàng)目管理。

1 調(diào)查項(xiàng)目概況

2011年以來，長(zhǎng)治市委、市政府高度重視城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，相繼提出了“1+6”城鎮(zhèn)群的建設(shè)和“主城區(qū)舊城改造與新區(qū)建設(shè)并舉，舊城改造先行”以及“主城區(qū)一年初見效，二年大見效，三年大變樣”的城建工作要求和目標(biāo)，因而2011年—2015年間，主城區(qū)至壺關(guān)、長(zhǎng)治縣、長(zhǎng)子縣、屯留縣、襄垣縣、潞城市和長(zhǎng)安高速公路長(zhǎng)治東連接線等7條城際連接線，以及北外環(huán)路、西外環(huán)路、解放東街、五針街、太行街、英雄路、城東路、長(zhǎng)興路等數(shù)十條城市主干道和若干次干道、支路、背街小巷先后實(shí)施并完成，城市交通環(huán)境得到極大改善，城市面貌發(fā)生了巨大變化。本次所調(diào)查的項(xiàng)目為2011年—2015年具有一定代表性的3條城際連接線和5條城市主干道。

2 瀝青路面裂縫調(diào)查和分析

2.1 長(zhǎng)治至長(zhǎng)子縣城際連接線工程

路線全長(zhǎng)16.13 km，為舊路改擴(kuò)建工程，雙向六車道，規(guī)劃紅線50 m，2012年10月建成通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面。

裂縫調(diào)查：該工程從通車1年后的調(diào)查情況來看，路面裂縫較多，間隔25 m～35 m不等的橫向裂縫，沿地下主排水管溝有縱向裂縫，此外還有少量的龜裂破損。

原因分析:該工程為改擴(kuò)建工程，路基基礎(chǔ)較好，施工質(zhì)量尚可，縱向裂縫應(yīng)為縱向排水主管溝回填欠密實(shí)所致；橫向裂縫應(yīng)為水穩(wěn)基層干縮裂縫反射形成；局部龜裂應(yīng)是由于該路段載重車輛較多反復(fù)作用而致。

2.2 長(zhǎng)治至潞城市城際連接線工程

路線全長(zhǎng)12 km，規(guī)劃紅線60 m，為新建工程，雙向八車道，工程于2012年10月建成通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面。

裂縫調(diào)查：該工程從通車1年后的調(diào)查情況來看，路面裂縫較多，平均間隔25 m一道橫向貫通裂縫。

原因分析：該工程為新建道路，施工周期較短，路基壓實(shí)不足容易造成后期沉陷，特別是基層施工過程養(yǎng)護(hù)措施不足，面層施工控制一般，故造成橫向貫通裂縫較多。

2.3 長(zhǎng)安高速連接線工程

工程?hào)|起長(zhǎng)安高速逢善收費(fèi)廣場(chǎng)，西至市區(qū)東外環(huán)路，路線全長(zhǎng)11.62 km，規(guī)劃道路紅線50 m，斷面形式為四塊板，雙向六車道加輔道。工程于2015年6月全線建成通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，基層與面層之間加鋪了一層1 cm應(yīng)力吸收層(瀝青微表處)。

裂縫調(diào)查：工程分段建成通車，1年后路面僅有少量輕微裂縫，平均間隔200 m一道橫向裂縫，使用效果良好。

原因分析：路基路面施工過程控制較好，無(wú)明顯變形。半剛性基層與瀝青面層之間增加的1 cm應(yīng)力吸收層(瀝青微表處)，明顯改善了反射裂縫對(duì)瀝青面層的影響，從而提高了道路行車舒適性，并延長(zhǎng)了道路的使用年限。

2.4 北外環(huán)路道路改造工程

工程?hào)|起東外環(huán)路，西至西外環(huán)路，路線全長(zhǎng)6.96 km，規(guī)劃道路紅線70 m，斷面形式三塊板，雙向六車道加輔道。工程于2012年10月建成通車。路面結(jié)構(gòu)為半剛性瀝青路面。

裂縫調(diào)查：該道路通車1年后縱橫裂縫較多，部分路段縱向裂縫為舊路基(16 m)與加寬后新路基(50 m)銜接處；橫向裂縫平均每35 m一道，路面無(wú)明顯變形，使用狀況尚可。

原因分析：縱向裂縫應(yīng)為新舊路基不均勻沉降，加之該道路重型載貨車頻繁所致；橫向裂縫則應(yīng)為半剛性基層反射裂縫。

2.5 城東南路道路工程

工程北起解放東街，南至南外環(huán)路，路線全長(zhǎng)3.95 km，規(guī)劃道路紅線50 m，斷面形式三塊板，雙向六車道加非機(jī)動(dòng)車道。該工程分兩期建設(shè)，其中解放東街至南一環(huán)路于2012年建成通車，該段道路為舊路拆除重建；南一環(huán)路至南外環(huán)路于2013年建成通車，該段為新建道路。路面結(jié)構(gòu)均為半剛性瀝青路面。

裂縫調(diào)查：該道路通車1年后均有不同程度的裂縫，舊路拆除重建段局部路段有輕微縱向裂縫，處于新舊交接處，全線35 m～40 m出現(xiàn)分布不均的橫向裂縫。

原因分析：該道路縱向裂縫應(yīng)為新舊路基不均勻沉降所致；橫向裂縫則為基層結(jié)構(gòu)反射性裂縫。

2.6 西二環(huán)路道路建設(shè)工程

工程北起太行西街，南至五針街，道路全長(zhǎng)4.99 km，規(guī)劃道路紅線60 m，斷面形式三塊板，雙向六車道加非機(jī)動(dòng)車道。該道路工程為舊路拆除拓寬新建。2014年11月建成通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性瀝青路面，基層與面層之間為8 cm柔性基層(ATB-25)。

裂縫調(diào)查：工程為舊路拆除拓寬重建，從調(diào)查情況來看，雖然現(xiàn)狀客、貨交通量都較大，但全線路面基本無(wú)裂縫。

原因分析:該工程路面結(jié)構(gòu)采用了8 cm密級(jí)配瀝青碎石(ATB-25)的柔性基層，各結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量較好，全線路面基本無(wú)明顯裂縫，路面狀況良好。

2.7 太行街道路改造工程

工程西起湖濱大道，東至沿山路，路線全長(zhǎng)9.5 km，斷面形式為一塊板，雙向八車道加非機(jī)動(dòng)車道，規(guī)劃道路控制紅線60 m，該道路為舊路拆除重建。工程于2014年3月開工建設(shè)，同年9月全線建成通車。路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，其中湖濱大道—西外環(huán)段由于重載車輛較多，道路基層和面層之間為8 cm柔性基層(ATB-25)；西外環(huán)—沿山路段多為輕型客貨車，基層和面層之間為1 cm應(yīng)力吸收層(瀝青微表處)。

裂縫調(diào)查：通車1年后全線無(wú)裂縫，通車2年后湖濱路—西外環(huán)段路面未出現(xiàn)明顯開裂和變形；西外環(huán)—沿山路路面有輕微橫向裂縫，間距不等。

原因分析:該工程在道路面層和基層之間根據(jù)交通流量不同，在不同路段分別采用了8 cm密級(jí)配瀝青碎石(ATB-25)的柔性基層和1 cm應(yīng)力吸收層(瀝青微表處)，施工質(zhì)量控制較好，從之前調(diào)查結(jié)果來看，對(duì)防止瀝青路面早期開裂而言，采用8 cm密級(jí)配瀝青碎石(ATB-25)柔性基層效果要優(yōu)于采用1 cm應(yīng)力吸收層(瀝青微表處)，但前者造價(jià)要遠(yuǎn)高于后者。

2.8 英雄路道路改造工程

工程北起北外環(huán)路，南至南一環(huán)路，道路全長(zhǎng)8.7 km，規(guī)劃道路紅線寬40 m～50 m，雙向六車道加非機(jī)動(dòng)車道。北外環(huán)路至解放街于2014年12月建成通車。路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，基層與面層間為8 cm密級(jí)配瀝青碎石柔性基層(ATB-25)。

裂縫調(diào)查：工程為舊路拆除拓寬重建，從調(diào)查結(jié)果來看，現(xiàn)狀以客運(yùn)交通為主，全線路面基本無(wú)開裂。

原因分析：本工程路面結(jié)構(gòu)采用了8 cm密級(jí)配瀝青碎石(ATB-25)的柔性基層，各結(jié)構(gòu)層施工質(zhì)量控制得當(dāng)，較好地防治了路面反射裂縫，路面使用良好。

3 半剛性基層瀝青路面裂縫調(diào)查總結(jié)

通過對(duì)上述道路路面裂縫的調(diào)查和分析，本調(diào)查總結(jié)如下：

1)半剛性基層瀝青路面的裂縫普遍存在，根據(jù)路基壓實(shí)質(zhì)量控制和基層養(yǎng)護(hù)條件不同，裂縫的平均間距從20 m～100 m不等，說明通過加強(qiáng)施工質(zhì)量控制和半剛性基層養(yǎng)護(hù)，是可以有效減少半剛性基層路面橫向裂縫產(chǎn)生的，但由于半剛性基層溫縮和干縮特性的存在，單純通過施工質(zhì)量控制難以從根本上避免半剛性基層反射裂縫的產(chǎn)生。

2)半剛性基層和瀝青面層之間增加1 cm應(yīng)力吸收層，調(diào)查發(fā)現(xiàn)路面僅有少量輕微裂縫，裂縫的平均間距達(dá)到150 m～200 m，路面使用效果較好，可見增加的1 cm應(yīng)力吸收層，明顯改善了基層反射裂縫對(duì)瀝青面層開裂的影響，能夠減少路面裂縫特別是貫通性裂縫的產(chǎn)生，延長(zhǎng)道路的使用壽命。

3)半剛性基層和瀝青面層之間增加8 cm柔性基層(ATB-25)，再加上通過施工質(zhì)量控制和半剛性基層養(yǎng)護(hù)的施工措施，調(diào)查未發(fā)現(xiàn)有明顯裂縫，因此可以基本實(shí)現(xiàn)避免半剛性基層反射裂縫的產(chǎn)生。

4 半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)的施工建議

在交通科技日益發(fā)達(dá)的今天，雖然人們對(duì)柔性基層的呼聲越來越高，但由于造價(jià)高昂等種種原因，柔性基層仍然徘徊在設(shè)計(jì)施工人員考慮的邊緣，在未來較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，經(jīng)濟(jì)適用的半剛性基層瀝青路面會(huì)被繼續(xù)廣泛使用。應(yīng)用半剛性基層，路面反射裂縫的問題就難以避免，需要采取各種行之有效的技術(shù)措施來減緩和解決半剛性基層瀝青路面的開裂問題。裂縫是半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞的主要形式，路面病害往往是從路面裂縫開始，地面水通過裂縫進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，加上車輛荷載的反復(fù)作用，路面不斷出現(xiàn)各種病害，大大減少了路面的使用壽命。根據(jù)對(duì)上述道路路面裂縫的調(diào)查和分析結(jié)論，結(jié)合道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的工程實(shí)踐，對(duì)半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)和施工提出以下建議供參考：

1)對(duì)路基壓實(shí)度特別是半剛性基層養(yǎng)護(hù)問題高度重視，路基壓實(shí)度能夠直接影響路面的設(shè)計(jì)彎沉和路面的整體穩(wěn)定，半剛性基層養(yǎng)護(hù)的施工質(zhì)量則直接影響將來反射裂縫的出現(xiàn)頻率和嚴(yán)重程度。

2)瀝青面層建議采用性能較好的改性瀝青(例如SBS)，改性瀝青能夠延緩路面裂縫的產(chǎn)生，充分發(fā)揮瀝青面層的整體性作用，達(dá)到行車舒適和保證路面使用年限的目的。

3)根據(jù)交通荷載和路面使用要求的不同，可以選擇在半剛性基層和瀝青面層之間增加1 cm～2 cm的應(yīng)力吸收層或者增加6 cm～8 cm柔性基層(ATB)，可以明顯減少半剛性基層反射裂縫的產(chǎn)生，延長(zhǎng)路面使用壽命和提高道路服務(wù)水平，相比增加少量的工程材料費(fèi)用，獲得的經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)效益更大。

[1] 沙愛民.半剛性路面材料結(jié)構(gòu)與性能[M].北京：人民交通出版社，1998.

[2] 張紅春.半剛性基層瀝青路面綜合抗裂技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)博士學(xué)位論文，2008.

On investigation and analysis of semi-rigid basement asphalt roadbed cracks

Ma Xuewen

(ChangzhiMunicipalManagementDivision,Changzhi046000,China)

Taking some representative urban expressways and roads implemented in main districts from 2011 to 2015 in Changzhi as the sample,the paper investigates and analyzes the semi-rigid basement asphalt roadbed,indicates the addition of stress absorption layer and cracks of the composite semi-rigid foundation asphalt roadbed of the flexible basement ATB,and points out the structural design and construction suggestions for the semi-rigid basement asphalt roadbed.

asphalt roadbed,semi-rigid basement,stress absorption layer,flexible foundation,roadbed crack

1009-6825(2016)29-0131-02

2016-08-07

馬學(xué)文(1970- )，男，工程師

U416.217

A