公路瀝青混凝土路面裂縫原因及防治措施

王琳琳 駐馬店市公路事業(yè)發(fā)展中心

一、公路瀝青混凝土路面裂縫類型

（一）橫向裂縫

橫貫垂直于公路路面中心線的瀝青混凝土路面的裂縫，稱為橫向裂縫。其裂縫寬度不一致，裂縫長(zhǎng)的貫穿整個(gè)瀝青路面，有的只是部分開(kāi)裂。在裂縫剛出現(xiàn)時(shí)，橫向裂縫于公路的兩側(cè)出現(xiàn)，然后逐漸延伸到公路的中間，裂縫邊緣剝落。嚴(yán)重時(shí)，隨著裂縫邊緣的剝落快速增加，支縫也迅速變多。橫向裂縫中包括兩種：低溫橫向裂縫和溫度疲勞裂縫。由于瀝青混凝土熱脹冷縮的特性，隨著溫度的變化會(huì)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象，其溫度收縮系數(shù)在25x10-6到40x10-6之間，溫度較高時(shí)應(yīng)力吸收功能良好。在寒冷的冬季，收縮變化已大大超過(guò)瀝青路面拉應(yīng)力極限，使瀝青路面薄弱處產(chǎn)生低溫橫向裂縫；而在溫度升降現(xiàn)象明顯的北方，溫度應(yīng)力在瀝青路面的表現(xiàn)更為顯著，在反復(fù)的溫度應(yīng)力作用下，疲勞裂縫便會(huì)相繼出現(xiàn)。

（二）縱向裂縫

從縱向裂縫的分布來(lái)看，其走向與公路路面中心線保持平行，長(zhǎng)短與寬度存在差異，并伴有少量的支縫。與橫向裂縫一樣，裂縫早期沒(méi)有或只有很少的支縫，裂縫發(fā)展嚴(yán)重后，裂縫邊緣剝落而且伴隨著大量的支縫。大多數(shù)縱向裂縫以數(shù)米長(zhǎng)和筆直的形式出現(xiàn)在路基附近。一般在新老結(jié)合部位最容易產(chǎn)生縱向裂縫。

（三）網(wǎng)狀裂縫

其特點(diǎn)是裂縫縱橫交錯(cuò)，產(chǎn)生形似蜘蛛網(wǎng)的裂縫，裂縫寬度大于1cm，裂縫間距一般在40cm以下，面積大于1m2。初始形態(tài)的網(wǎng)狀裂縫通常是沿著輪軌出現(xiàn)多個(gè)平行或者單個(gè)縱縫，隨著時(shí)間的推移，在縱縫之間逐漸出現(xiàn)了斜向和橫向的連接縫，最終形成網(wǎng)狀裂縫。

（四）反射裂縫

碾壓成型的半剛性基層，在溫濕度和交通荷載反復(fù)作用下，碾壓成型的半剛性基層由底部向頂部開(kāi)裂，逐漸反射到瀝青面層，路面裂紋形狀和基層相似。此現(xiàn)象多發(fā)生在公路的“白改黑”路段。

二、公路瀝青路面裂縫出現(xiàn)的原因

（一）疲勞開(kāi)裂

若路面并沒(méi)有明顯的永久變形，沿著輪跡帶出現(xiàn)的裂縫都屬于疲勞開(kāi)裂。瀝青混凝土路面受到路面行駛輪載的作用，會(huì)出現(xiàn)彎曲變形。受到荷載作用，面層底部存在的彎拉應(yīng)變大于材料疲勞限度，加大底面開(kāi)裂幾率，逐漸向表面擴(kuò)散。觀察其狀態(tài)可以發(fā)現(xiàn)，初期裂縫為縱向平行且細(xì)微的，后期受到行車負(fù)荷作用逐漸發(fā)展為網(wǎng)狀或龜背狀裂縫，并且呈連片狀態(tài)。

（二）反射裂縫、低溫開(kāi)裂

若存在濕度變化，或水泥混凝土路面板塊接縫錯(cuò)臺(tái)，都會(huì)導(dǎo)致橫向收縮裂縫出現(xiàn)，自面層上有所反映，間隔一定距離可見(jiàn)面層存在橫向反射裂縫，這是水泥穩(wěn)定類基層的常見(jiàn)情況。橫向裂縫初期并明顯，但下雨時(shí)會(huì)出現(xiàn)水分積累，并對(duì)裂縫產(chǎn)生侵蝕作用，導(dǎo)致裂縫邊緣出現(xiàn)碎裂，長(zhǎng)此以往裂縫逐漸加大，最終發(fā)展為不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫，對(duì)路面行車產(chǎn)生一定影響。

（三）裂縫走向平行于行車方向，裂縫長(zhǎng)寬不一

若施工中并未依照規(guī)范要求對(duì)冷接縫進(jìn)行處理，冷接縫結(jié)合不緊密，縱向溝槽回填壓實(shí)不到位，極易出現(xiàn)沉陷問(wèn)題，或新舊路面交界部位存在差異化沉降，都會(huì)導(dǎo)致此種裂縫問(wèn)題出現(xiàn)。

（四）檢查井周圍環(huán)狀裂縫

受到溫度應(yīng)力、彎拉應(yīng)力等因素的作用，處于檢查井附近的瀝青混凝土路面極易出現(xiàn)破壞，在差異化的使用時(shí)間下，破壞形狀在長(zhǎng)度、寬度和深度方面各有不同，均為環(huán)狀裂縫。

三、公路瀝青混凝土路面裂縫防治措施

（一）預(yù)防措施

1.提高瀝青路面的設(shè)計(jì)質(zhì)量

在瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及公路類型、等級(jí)，選擇合適的瀝青材料的種類、用量以及混合比例。為提高瀝青混凝土路面施工質(zhì)量，應(yīng)選用松弛性能好、延展度強(qiáng)、針入度高的優(yōu)質(zhì)瀝青材料，如SBS改性瀝青材料。而路面瀝青的鋪設(shè)厚度應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、交通運(yùn)輸量、施工時(shí)間以及地質(zhì)水文條件等進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，最小厚度應(yīng)該控制在18cm左右，避免鋪設(shè)厚度不足而降低路面抗變能力和強(qiáng)度，降低裂縫的發(fā)生率。優(yōu)化設(shè)計(jì)瀝青混凝土級(jí)配、瀝青路面結(jié)構(gòu)等，不僅可以減少瀝青使用量，還可以提高路面性能。

2.嚴(yán)格把控材料質(zhì)量

瀝青是混凝土路面施工中的主要材料，在施工中要嚴(yán)格把控瀝青材料質(zhì)量，確保所選用的瀝青材料各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)都符合國(guó)家相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)選擇與正規(guī)的材料供應(yīng)廠商合作，從源頭上控制材料質(zhì)量。路面基層材料優(yōu)先選擇抗拉性能好、抗沖刷能力強(qiáng)的材料，應(yīng)適當(dāng)增加礦料，如碎石、工業(yè)礦渣等，減少或避免使用水泥、石灰等干縮性強(qiáng)的材料，增強(qiáng)路面基層的強(qiáng)度和抗變形能力。此外，嚴(yán)格控制瀝青混合料的比例，在混合料中適當(dāng)增加粗骨料以及減少水的含量，以提高路面的壓實(shí)度，減少收縮裂縫。

3.加強(qiáng)施工質(zhì)量的監(jiān)督管理

瀝青混凝土路面施工質(zhì)量對(duì)于路面裂縫的產(chǎn)生有著直接的影響。因此，應(yīng)從以下4個(gè)方面加強(qiáng)瀝青路面施工質(zhì)量的控制：第一，應(yīng)安排專人對(duì)進(jìn)場(chǎng)的施工材料進(jìn)行檢查，對(duì)選定的石料、礦粉、瀝青等材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，均符合質(zhì)量控制體系的要求，方可投入使用。還應(yīng)清理路基表面雜物，確保表面干凈，避免雜物混入瀝青混合料。第二，在瀝青路面施工中，都是機(jī)械化作業(yè)，應(yīng)對(duì)瀝青路面施工所用到的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理的配置，同時(shí)還應(yīng)保持施工現(xiàn)場(chǎng)瀝青混合料充足，確保施工的連續(xù)性，避免在機(jī)械化作業(yè)下因供應(yīng)不足而影響瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量。第三，在攤鋪施工中，對(duì)于不符合全幅攤鋪的施工路段，一般采用2臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行前后緊跟式的方式攤鋪模式，避免出現(xiàn)“先冷卻后攤鋪”的情況，保證了混合料熱接工藝，同時(shí)下二層的施工接縫應(yīng)間距15cm以上。第四，嚴(yán)格把控混合料的溫度、碾壓強(qiáng)度、平整度等，特別注意接縫的處理，確保接縫處結(jié)合緊密且平整，同時(shí)還應(yīng)做好相關(guān)的防護(hù)工作，提高施工質(zhì)量，減少裂縫的產(chǎn)生。

（二）治理措施

1.壓漿法

當(dāng)路面的高填方路段出現(xiàn)縱向裂縫時(shí)，應(yīng)采取有效措施進(jìn)行治理，如果治理不及時(shí)，將會(huì)影響路基的穩(wěn)定性，威脅車輛運(yùn)行的安全。因此，當(dāng)出現(xiàn)縱向裂縫時(shí)，應(yīng)采取壓漿法進(jìn)行治理。選用普通硅酸鹽水泥，按350gm/m3的量灌入裂縫中，注漿壓力設(shè)置為1.5MPa。在壓漿作業(yè)前，應(yīng)先使用環(huán)氧砂漿封堵表層裂縫，預(yù)埋注漿管的間隔為15m，從一端開(kāi)始?jí)簼{，依次進(jìn)行直到相鄰注漿管中溢出漿液為止。

2.普通灌縫

由于灌縫具有操作簡(jiǎn)單、使用設(shè)備簡(jiǎn)單、修補(bǔ)速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在裂縫治理中應(yīng)用較為廣泛。在瀝青混凝土路面灌縫時(shí)，一般采用的是AH-90＃型號(hào)的瀝青材料，并在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)瀝青材料進(jìn)行預(yù)熱處理，并將溫度控制在150℃～160℃，通過(guò)容器將預(yù)熱后的瀝青灌入裂縫中，分2-3次進(jìn)行，灌縫結(jié)束后，待瀝青溫度恢復(fù)在正常溫度后即可恢復(fù)正常通行。

3.進(jìn)口灌縫膠修補(bǔ)裂縫

采用進(jìn)口灌縫膠修補(bǔ)路面裂縫后，能有效提升路面的平整性、彈性性能、抗碾壓能力等。采用該治理技術(shù)，灌縫膠一般采用美國(guó)進(jìn)口的路面密封膠，在使用前為提高密封膠的流動(dòng)性和黏結(jié)力，須將固體的密封膠加熱至180℃的液體狀態(tài)，使瀝青混合料更好地黏合在一起。冷卻后的密封膠彈性回復(fù)率高達(dá)99%。在灌縫膠修補(bǔ)裂縫時(shí)，應(yīng)按照封閉交通—路面清理—灌縫預(yù)熱—養(yǎng)護(hù)撒料的程序進(jìn)行施工，在施工中密封膠應(yīng)高于路面2-3mm。

4.路面再生

瀝青路面再生技術(shù)，可根據(jù)施工溫度分為冷再生和熱再生2種，結(jié)合路面基層損壞情況和瀝青路面面層的厚度，確定選用不同的路面再生技術(shù)。2種施工工藝在具體施工中大體都是對(duì)廢舊瀝青混合料進(jìn)行粉碎、翻松等，再通過(guò)重新拌和、攤鋪、碾壓等工序，重新形成再生層的過(guò)程。

5.稀漿封層

在路面裂縫產(chǎn)生的初期，一般采用稀漿封層的方法進(jìn)行治理，能增加瀝青路面的使用壽命和提高路面的防滑耐磨性能。稀漿封層的混合料一般采用礦料、乳化瀝青、填料、水以及外加劑等配合而成。在稀漿封層施工中，利用機(jī)械設(shè)備將適當(dāng)級(jí)配的混合料，按照設(shè)計(jì)配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上，進(jìn)行封層處理，待其固化后，恢復(fù)路面的使用性能，防止進(jìn)一步損壞。

四、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前市政公路的建設(shè)依然存在諸多問(wèn)題，尤其是裂縫問(wèn)題危害較大，有必要分析瀝青混凝土路面裂縫實(shí)際情況，制訂正確措施以及解決方案，解決裂縫問(wèn)題以延長(zhǎng)公路使用壽命，確保車輛實(shí)現(xiàn)安全行駛并減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。