半剛性基層瀝青路面抗裂施工技術(shù)分析

秦云飛 祁思文

（平頂山市佳洋路橋工程有限公司，河南 平頂山 467000）

瀝青路面的綜合性能顯著，具有較好的抗滑性、耐磨性、持久性，能夠減震、降噪、提高行車的舒適性，其中，基層主要采用半剛性基層，能夠提高路面的荷載，滿足車輛的運(yùn)行要求，保障交通的順利通行，此種特殊的路面結(jié)構(gòu)在施工中應(yīng)用廣泛。但是，由于受技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、自然等因素的影響，瀝青路面會(huì)造成一定的損害，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些裂縫，影響了路面的質(zhì)量，縮短了使用壽命，必須引起高度重視。應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，詳細(xì)研究相關(guān)的裂縫問題，使用合適的抗裂技術(shù)，做好各個(gè)環(huán)節(jié)的施工，并加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證公路的最終質(zhì)量，促進(jìn)公路事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 裂縫形成機(jī)理

1）水泥穩(wěn)定碎石基層開裂機(jī)理。無機(jī)結(jié)合料、骨料、細(xì)集料和水是半剛性基層的組成材料，通過均勻拌和、碾壓可構(gòu)成板體結(jié)構(gòu)。因?yàn)榛旌狭献陨泶嬖谝欢ㄈ毕?，?nèi)部材料若無法均勻分布，很可能在行車荷載和自然因素作用下出現(xiàn)受力不均現(xiàn)象，甚至產(chǎn)生疲勞應(yīng)力。一般情況下，微裂紋都是由應(yīng)力集中部位產(chǎn)生，在長期使用過程中，受多種因素的影響，混合料內(nèi)部將會(huì)由更多新的裂紋不斷出現(xiàn)，同時(shí)，已經(jīng)產(chǎn)生的裂紋將進(jìn)一步發(fā)展，甚至形成貫穿整個(gè)基層厚度的裂縫，最終導(dǎo)致基層開裂。

2）反射裂縫的產(chǎn)生機(jī)理。完成水泥穩(wěn)定碎石基層施工后，由于施工不當(dāng)或材料自身缺陷等等原因，將會(huì)導(dǎo)致水泥穩(wěn)定碎石基層受力不均現(xiàn)象，從而產(chǎn)生裂縫。一般來講，半剛性基層內(nèi)不僅含有微觀裂縫，還存在宏觀裂縫。若在鋪筑瀝青面層前，半剛性基層已產(chǎn)生了很多宏觀裂縫，這種情況下，在汽車荷載作用下基層裂縫頂端和瀝青面層底部相結(jié)合的位置很容易產(chǎn)生應(yīng)力集中及消除現(xiàn)象，從而產(chǎn)生疲勞應(yīng)力。隨著應(yīng)力作用的不斷加深，瀝青面層內(nèi)部的微裂縫將迅速擴(kuò)展，最終形成貫穿瀝青面層的裂縫，即反射裂縫。

3）瀝青面層裂縫的產(chǎn)生機(jī)理。由于混合料拌和不均勻等原因，在瀝青混凝土內(nèi)部很可能形成大量細(xì)小裂縫。在荷載和溫度等因素的長期作用下，瀝青面層內(nèi)部的裂縫處將會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。同時(shí)，在卸除外在荷載作用時(shí)，則應(yīng)力集中現(xiàn)象將會(huì)消除。而新的荷載作用下，還會(huì)再次產(chǎn)生應(yīng)力集中，如此反復(fù)循環(huán)，最終導(dǎo)致疲勞裂縫出現(xiàn)，并逐漸擴(kuò)展，形成貫穿整個(gè)瀝青面層的裂縫。

2 工程概況

某公路工程為雙向四車道工程，隨著沿線經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通量越來越多，且重載超載現(xiàn)象嚴(yán)重。據(jù)現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，該路段出現(xiàn)了大量病害問題，包括車轍、裂縫、松散等。其中，裂縫問題最為嚴(yán)重，經(jīng)檢測分析，多為基層裂縫。為此，本文提出了采用抗裂縫劑用于穩(wěn)定碎石基層防裂施工。為保證施工效果，本文以抗裂縫劑水泥穩(wěn)定碎石基層試驗(yàn)段和普通水泥穩(wěn)定碎石基層試驗(yàn)段進(jìn)行對比分析。

3 半剛性基層瀝青路面抗裂施工技術(shù)要點(diǎn)

1）拌和。基層施工中拌和是最主要的一道工序，水泥用量、含水量、級(jí)配等都是控制要點(diǎn)。拌和施工中，要時(shí)刻關(guān)注水泥含量，做好定時(shí)抽檢工作，若不符合規(guī)定要求，則須及時(shí)處理，避免出現(xiàn)混合料質(zhì)量不合格現(xiàn)象。

2）運(yùn)輸。運(yùn)料前，先清理干凈運(yùn)料車廂，并將一層隔離劑均勻涂抹到車廂四周和底板。裝料時(shí)，需前、中、后多次移動(dòng)裝料，避免材料離析。為避免混合料運(yùn)輸過程中溫度散失過快，或水分蒸發(fā)過快，需覆蓋苫布，做好保溫工作。攤鋪機(jī)和運(yùn)輸車之間保持一定安全距離，避免碰撞。

3）攤鋪。攤鋪施工前，先清理干凈下承層頂面，并做拉毛處理。根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況，控制攤鋪系數(shù)在1.30～1.35，現(xiàn)場攤鋪應(yīng)具有連續(xù)性，不得中斷，若遇特殊情況，中斷時(shí)間超過2h，須設(shè)橫向接縫，從而保證施工質(zhì)量。

4）碾壓。攤鋪過程中，緊跟攤鋪機(jī)后，采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2～3遍靜壓，隨后采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2～4遍強(qiáng)振，并通過膠輪壓路機(jī)進(jìn)行2～3遍碾壓。最后采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2～3遍碾壓，消除明顯輪跡。在整個(gè)碾壓過程中，要實(shí)時(shí)做好壓實(shí)度測量工作，保證壓實(shí)度達(dá)到98%以上。

4 半剛性基層瀝青路面抗裂施工檢測分析

本文以抗裂縫劑連續(xù)施工技術(shù)和常規(guī)技術(shù)施工的瀝青路面進(jìn)行對比分析，試驗(yàn)檢測內(nèi)容包括含水量、壓實(shí)度、抗壓強(qiáng)度、層間粘結(jié)強(qiáng)度、裂縫對比等，以此驗(yàn)證抗裂縫劑連續(xù)施工技術(shù)的可行性。

1）基層含水量和壓實(shí)度檢測?；鶎訑備仭⒛雺旱淖罱K目的是將含水量控制在合理范圍內(nèi)，從而減少和控制干縮裂縫產(chǎn)生。待完成碾壓施工后，應(yīng)及時(shí)檢測水泥穩(wěn)定碎石基層的含水量。經(jīng)檢測可知，道路抗裂縫劑基層連續(xù)施工工藝的含水量范圍為5.9%～6.2%，相比最佳含水量6.1%，可滿足±0.2%的允許范圍，說明采用抗裂縫劑后，基層含水量滿足規(guī)定要求。通過壓實(shí)度檢測結(jié)果可知，道路抗裂縫劑基層連續(xù)施工工藝的壓實(shí)度平均值為98.6%，常規(guī)技術(shù)施工工藝壓實(shí)度平均值為96.7%，相比設(shè)計(jì)要求≥98%，道路抗裂縫劑基層連續(xù)施工工藝可滿足規(guī)范要求，施工效果良好。

2）基層抗壓強(qiáng)度檢測。針對試驗(yàn)段水泥穩(wěn)定碎石基層在齡期7 d時(shí)進(jìn)行取樣檢測，檢測結(jié)果為添加抗裂劑路段的抗壓強(qiáng)度平均值為8.93MPa，未添加抗裂劑的路段抗壓強(qiáng)度平均值為8.63MPa。由此可見，無論是否添加抗裂劑均可達(dá)到達(dá)到抗壓強(qiáng)度規(guī)范要求，但相比之下，添加抗裂劑路段的抗壓強(qiáng)度相對較高，說明道路抗裂縫劑基層連續(xù)施工工藝可進(jìn)一步提升路面的耐久性和使用壽命。

3）基、面層間粘結(jié)強(qiáng)度檢測。工后1年對2個(gè)試驗(yàn)段鉆芯取樣進(jìn)行層間粘結(jié)強(qiáng)度檢測分析。檢測結(jié)果為添加抗裂劑路段，層間抗剪強(qiáng)度平均值為0.81MPa，外觀表現(xiàn)為“整體、密實(shí)、相嵌”；未添加抗裂劑路段，層間抗剪強(qiáng)度平均值為0.58MPa，外觀表現(xiàn)為“層間裂紋、面層裂縫”。由此可見，相比常規(guī)施工工藝，摻加抗裂劑半剛性基層連續(xù)施工工藝層間抗剪強(qiáng)度更高，多出了0.23MPa，增加了39.7%。同時(shí)，觀測2個(gè)試驗(yàn)段芯樣的外觀，常規(guī)施工工藝芯樣出現(xiàn)了裂縫現(xiàn)象，而摻加抗裂劑半剛性基層連續(xù)施工工藝外觀效果良好，表面緊致，芯樣完整。由此說明，摻加抗裂劑半剛性基層連續(xù)施工工藝可有效提升基、面層間粘結(jié)強(qiáng)度。

4）裂縫檢測。工后4年，對2段試驗(yàn)段進(jìn)行裂縫情況檢測，經(jīng)檢測可知，常規(guī)施工工藝路段裂縫數(shù)量為60～100條/km，摻加抗裂劑半剛性基層連續(xù)施工工藝路段裂縫較少，僅為7～15條/公里，裂縫數(shù)量大幅下降，且路面光滑、平整度良好。表明使用摻加抗裂劑半剛性基層連續(xù)施工工藝后，可大大降低裂縫數(shù)量，具有良好的抗裂性能。

5 結(jié)束語

綜上所述，近年來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，瀝青路面成為高等級(jí)公路最常用的一種路面形式。在汽車荷載和溫度等因素反復(fù)作用下，瀝青路面往往會(huì)產(chǎn)生大量病害，特別是半剛性基層瀝青路面裂縫問題最為突出。為了有效控制裂縫，必須了解其產(chǎn)生機(jī)理，根據(jù)不同裂縫類型采取具有針對性的處治措施。