市政道路路面產(chǎn)生裂縫的原因及控制方法

劉艷玲 劉一

中國(guó)水利水電第三工程工程局有限公司 陜西西安 710000

交通設(shè)施是我國(guó)最為基礎(chǔ)的設(shè)施，因此交通工程的修建對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步提升有著十分重要的作用。自改革開(kāi)發(fā)以來(lái)，市政道路作為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心工程項(xiàng)目，是城市建設(shè)的基礎(chǔ)工程，不僅與居民有著密切的關(guān)系，而且還關(guān)系著城市的市容市貌，更是評(píng)價(jià)城市建設(shè)水平的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。市政道路中的路面施工是整個(gè)工程中的關(guān)鍵，其施工質(zhì)量與路面的平整程度有著直接聯(lián)系，還會(huì)影響到市政道路后期的安全性與舒適性。但事實(shí)上，始終道路工程的施工工序比較復(fù)雜，往往會(huì)因氣候變化、地質(zhì)條件等因素的干擾，導(dǎo)致市政道路路面出現(xiàn)裂縫，對(duì)道路的安全性和施工質(zhì)量帶來(lái)負(fù)面影響。因此，應(yīng)該根據(jù)道路路面出現(xiàn)裂縫的原因制定科學(xué)、合理的解決方案，并在道路工程施工中全面落實(shí)，進(jìn)而保證道路路面的平整程度，提高市政道路的質(zhì)量。

1 市政道路路面裂縫的類型

我國(guó)市政道路工程路面裂縫主要分為三種類型：不規(guī)則裂縫、橫向裂縫以及縱向裂縫。具體而言：

1.1 不規(guī)則裂縫

市政道路路面產(chǎn)生不規(guī)則裂縫的原因有：①施工人員在施工過(guò)程中對(duì)于混合料的攪拌并不均勻，表層的平整程度有待提升，造成路面的整體平整度較差，導(dǎo)致道路在后期使用中受壓力影響產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。②施工人員對(duì)瀝青混合料進(jìn)行拌和時(shí)，并未對(duì)拌和溫度、時(shí)間予以合理控制，使得瀝青混合料發(fā)生氧化變硬，一旦受到高荷載，其拉應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于混凝土自身抗拉能力的閾值，進(jìn)而形成不規(guī)則裂縫。

1.2 橫向裂縫

市政道路路面產(chǎn)生橫向裂縫的原因有：①道路路基的填土尚未壓實(shí)緊密，造成路基沉降不均勻，出現(xiàn)橫向裂縫。②溫度疲勞形成裂縫。特別是我國(guó)北方地區(qū)，實(shí)際溫差較為明顯，使得市政道路工程在施工中其瀝青表層會(huì)形成溫度應(yīng)力，長(zhǎng)期下去造成路面溫度疲勞裂縫。③市政道路指溫度較低的環(huán)境下進(jìn)行施工，其拉應(yīng)力會(huì)高于瀝青混凝土的最大拉應(yīng)力，從而造成橫向裂縫。

1.3 縱向裂縫

市政道路路面產(chǎn)生縱向路面的原因有：①混合材料填縫不均衡，造成道路地基自身的綜合性能與承受荷載能力減弱，繼而形成縱向裂縫。②相關(guān)管理人員對(duì)道路路基施工質(zhì)量的管控并不到位，導(dǎo)致路基在施工中發(fā)生損壞，造成不均勻沉降，引起縱向裂縫的形成。

2 市政道路路面產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 載荷過(guò)大

市政道路路面之所以會(huì)產(chǎn)生裂縫，最主要原因就是超載過(guò)于嚴(yán)重。超載車輛累積量日益增多，使得設(shè)計(jì)彎道值有所降低；車輛與超載所形成的沖擊效果會(huì)在一定程度上令道路路面出現(xiàn)損壞；超載車輛在上坡和下坡的過(guò)程中，會(huì)對(duì)瀝青表層的剪切造成損壞。除此之外，車輛的超載會(huì)使路面抗拉硬程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于瀝青表層所確定的抗拉硬度，從而使得市政道路路面產(chǎn)生裂縫。

2.2 溫度變化

瀝青混凝土具有極強(qiáng)的熱脹冷縮特點(diǎn)，在道路工程施工前期的變化趨勢(shì)并不明顯，但隨著道路施工的不斷進(jìn)行，會(huì)受到諸多因素的影響，造成實(shí)際施工情況與所設(shè)計(jì)的施工計(jì)劃并不相符。與此同時(shí)，水泥在拌和的過(guò)程中會(huì)在一定程度上釋放熱量，由于混凝土自身的導(dǎo)熱性較差，使得混凝土溫度急劇上升，甚至高達(dá)70℃，進(jìn)而對(duì)道路工程中混凝土內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)面影響，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能造成一定程度的破壞，讓市政道路路面形成裂縫。市政道路路面出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵就是溫度變化，對(duì)其進(jìn)行整體性的干預(yù)時(shí)，如果混凝土自身抗壓能力的閾值小于外部所遭受的壓力，就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.3 材料質(zhì)量

現(xiàn)階段，我國(guó)市政道路工程施工中通常采用半剛性材料，其結(jié)構(gòu)收縮性相對(duì)于其他材料而言有著極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，但如果半剛性材料本身具有質(zhì)量問(wèn)題，那么材料在使用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。由此可見(jiàn)，工程中所使用材料的質(zhì)量直接決定著市政道路路面是否會(huì)發(fā)生裂縫。要想充分掌握半剛性材料的質(zhì)量情況，就應(yīng)從材料的延展性和施工進(jìn)度入手，因?yàn)椴牧系难诱剐詴?huì)影響材料的綜合質(zhì)量與材料所承受荷載的強(qiáng)度。與此同時(shí)，道路路面與基層收縮能力之間有著極大的差別，造成材料剛性產(chǎn)生變化，從而使得市政道路路面出現(xiàn)裂縫[1]。

3 控制市政道路路面產(chǎn)生裂縫的有效方法

3.1 合理設(shè)計(jì)應(yīng)力吸收層

要想對(duì)市政道路路面裂縫進(jìn)行有效控制，首先施工單位應(yīng)該對(duì)應(yīng)力吸收薄膜的設(shè)置加以重視，因?yàn)閼?yīng)力薄膜能夠在一定程度上降低道路路面產(chǎn)生裂縫的概率，還能縮短裂縫增大的時(shí)間，進(jìn)而避免道路路面出現(xiàn)裂縫。其次對(duì)市政道路路面進(jìn)行施工時(shí)盡可能采用土木隔棚加筋的方法，可以對(duì)路面中的大裂縫進(jìn)行補(bǔ)救，再加上土木隔離加筋有多種方法，所呈現(xiàn)的施工效果也大不相同。再者為了避免道路路面發(fā)生裂縫現(xiàn)象，在施工中就應(yīng)使用半剛性基層，同時(shí)在基層上面予以鋸縫處理。對(duì)結(jié)構(gòu)層開(kāi)始碾壓工作之前，需在基層處割開(kāi)一道細(xì)縫，0.5cm寬即可，之后將瀝青砂放入其中，并對(duì)切縫進(jìn)行密封。只有這樣，才能最大限度防止道路裂縫增大，進(jìn)而保證市政道路的質(zhì)量。

3.2 嚴(yán)格把控原材料質(zhì)量

施工工人在選擇水泥型號(hào)時(shí)，應(yīng)該選用耐久性強(qiáng)、干縮性小以及有著極高強(qiáng)度的水泥，之后根據(jù)道路工程施工工期、施工技術(shù)和道路等級(jí)等要求選用最為恰當(dāng)?shù)膬?yōu)質(zhì)水泥。在進(jìn)行細(xì)集料的選擇時(shí)，需要嚴(yán)格按照選取細(xì)集料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選用有著極強(qiáng)耐久性、質(zhì)地比較堅(jiān)硬的細(xì)集料，并盡量使用利用機(jī)器生產(chǎn)的機(jī)制砂，因?yàn)闄C(jī)制砂自身的棱角特性相對(duì)于其他細(xì)集料而言比較高，再者就是機(jī)制砂所含的雜質(zhì)較少，更加干凈。對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌或者清洗集料時(shí)所使用的水補(bǔ)鞥呢含有堿、酸等有機(jī)物，防止有機(jī)物對(duì)混凝土的施工質(zhì)量或者集料自身特性造成不利影響。另外，在施工中應(yīng)選用等級(jí)較好的骨料，骨料中不得包含黏土塊或有機(jī)物，對(duì)于骨料的壓碎值應(yīng)滿足相關(guān)要求，為了保證骨料具有較大的收縮性，應(yīng)選擇較細(xì)的骨料，所以在市政道路工程中小于0.075mm的細(xì)料不能高于15%。與此同時(shí)，要合理控制混凝土攪拌和運(yùn)輸時(shí)間，有效避免由于運(yùn)輸和攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致混凝土水分蒸發(fā)，影響混凝土坍落度，進(jìn)而產(chǎn)生溫度裂縫問(wèn)題的發(fā)生。在混凝土澆筑時(shí)，可以采用分層和分塊的方式，最大化提升混凝土結(jié)構(gòu)散熱能力，進(jìn)而減少由于溫度變化而產(chǎn)生的路面裂縫[2]。

3.3 提高混合料加工質(zhì)量

要想有效提高工程中混合料的生產(chǎn)加工質(zhì)量，可以采取以下四種措施：第一，采用廠拌機(jī)鋪進(jìn)行碎石級(jí)配與水泥穩(wěn)定碎石，以此來(lái)確?；旌狭霞?jí)配組合的優(yōu)化，避免開(kāi)裂；第二，充分結(jié)合目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、工程施工現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)以及生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)，從而確定骨料級(jí)配、含水量與水泥的使用量；第三，廠拌設(shè)備中的各種計(jì)量系統(tǒng)必須要經(jīng)過(guò)相關(guān)技術(shù)監(jiān)督局的校訂，讓混合料的含水量、水泥含量和骨料級(jí)配與配比要求相符；第四，如果混合量中水泥含量、含水率與骨料級(jí)配中車料之間存在較大的差異，會(huì)使得攤鋪后的水泥穩(wěn)定碎石層出現(xiàn)收縮不均，進(jìn)而形成裂縫，基于這種情況，要保障施工中使用的各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，將混合料攪拌均勻，同時(shí)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混合料進(jìn)行分批檢測(cè)，并及時(shí)調(diào)整。

3.4 混合料的攤鋪與碾壓

市政道路工程對(duì)混合料進(jìn)行攤鋪、碾壓時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：①精確估計(jì)混合料的運(yùn)輸距離以及運(yùn)輸前的交通條件，保證充足的運(yùn)輸車輛，確保攪拌站與施工現(xiàn)場(chǎng)的施工材料不會(huì)出現(xiàn)斷檔情況，應(yīng)連續(xù)攤鋪。②要保證水泥穩(wěn)定碎石層的緊密度、平整度和均勻度，可以采用機(jī)械進(jìn)行攤鋪，其攤鋪機(jī)的鋪筑寬度不能高于7m，攤鋪機(jī)的前行速度應(yīng)保持在3m/min—5n/min。③攤鋪機(jī)的機(jī)械性能完好，倘若在攤鋪過(guò)程中發(fā)生離析、骨料“積窩”以及細(xì)料集中等現(xiàn)象，要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行翻拌、補(bǔ)料，確?；旌狭蠑備伒木鶆蛐?。④碾壓過(guò)程中所使用的輪胎壓路機(jī)、單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)以及三鋼輪靜壓路機(jī)三者缺一不可，保證碾壓設(shè)備齊全。⑤進(jìn)行碾壓工作時(shí)，應(yīng)取30-50m為一個(gè)碾壓路段，按照輪胎壓路機(jī)、單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)與三鋼輪靜壓路機(jī)的順序進(jìn)行碾壓。如果壓實(shí)厚度高于180mm，必須采用26t的單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)與18t的三鋼輪靜壓路機(jī)，使得水泥穩(wěn)定碎石基層壓實(shí)密度有所提高。⑥應(yīng)該嚴(yán)格按照一基層一攤鋪，一基層一養(yǎng)護(hù)的步驟開(kāi)展工作[3]。

3.5 對(duì)施工過(guò)程加強(qiáng)控制

市政道路工程在施工期間，需要按照相關(guān)的施工要求進(jìn)行施工，確保瀝青路面的防裂措施可以呈現(xiàn)最好的效果。具體而言：進(jìn)行填土施工時(shí)，不得摻雜淤泥、有機(jī)物等雜質(zhì)，其壓實(shí)值也應(yīng)與有關(guān)規(guī)定相符；對(duì)舊路進(jìn)行加寬施工時(shí)，填充路基前要對(duì)邊坡松土予以清理，依照填土厚度采取恰當(dāng)?shù)奶幚泶胧?，并進(jìn)行全方位碾壓。與此同時(shí)，對(duì)路面基層進(jìn)行施工時(shí)，要采用混合料，其含水量應(yīng)符合相關(guān)施工要求，之后開(kāi)展碾壓工作，保證碾壓力度，進(jìn)而提高基層本身的硬度。還要對(duì)基層的維護(hù)工作加以重視，盡快對(duì)其封層處理，以便于在一定程度上降低干縮縫出現(xiàn)的概率。另外，施工人員應(yīng)該對(duì)基層材料的級(jí)配進(jìn)行改進(jìn)，保證細(xì)集料的含水量，加強(qiáng)碾壓技術(shù)，避免出現(xiàn)振過(guò)現(xiàn)象。礦料拌和的粗細(xì)程度應(yīng)保持一致，需依照配合比對(duì)石油的比例予以分配。不僅如此，對(duì)各基層采取鋪筑之前，要保證基層表面的整潔程度，可以適當(dāng)進(jìn)行撒布粘層油，這樣可以有效提升道路路面基層的攤鋪效果。對(duì)路面表層進(jìn)行施工的過(guò)程中，最好采用全幅攤鋪的方式，確保混合料能夠熱接，進(jìn)而使得施工效果明顯提升[4]。

4 市政道路路面產(chǎn)生裂縫的后續(xù)處理

市政道路路面基層水泥穩(wěn)定碎石在鋪筑完成之后乃至瀝青面層鋪筑前要加強(qiáng)監(jiān)控。一旦水泥穩(wěn)定碎石基層的表面產(chǎn)生裂縫，確定該裂縫不會(huì)持續(xù)延伸，可以采用土木隔棚或者是抗裂貼對(duì)裂縫加以處理，之后將瀝青混凝土面層予以鋪筑，避免裂縫逐漸拓展到市政道路的瀝青路面上。對(duì)于瀝青路面而言，如果瀝青混凝土的油面面層產(chǎn)生裂縫，要及時(shí)對(duì)其灌注乳化瀝青，降低因雨水、雪水的滲入使得市政道路出現(xiàn)損壞。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著人們生活水平的持續(xù)提高，對(duì)道路工程施工質(zhì)量提出更高的要求，不僅推動(dòng)了我國(guó)公路建設(shè)企業(yè)的發(fā)展，還會(huì)讓其面臨巨大的挑戰(zhàn)，其中威脅市政道路安全使用的關(guān)鍵因素就是路面裂縫。為此，市政道路的相關(guān)施工單位應(yīng)該根據(jù)道路的實(shí)際情況，對(duì)路面產(chǎn)生裂縫的誘因予以合理分析，并制定科學(xué)有效的控制措施，最大限度降低市政道路路面出現(xiàn)裂縫的概率，進(jìn)而提升道路施工質(zhì)量，以便于促進(jìn)我國(guó)市政道路建設(shè)的發(fā)展。