半剛性基層瀝青路面裂縫的防治措施

彭德新

摘要：針對公路瀝青路面結構半剛性基層施工現狀，簡單分析路面產生裂縫的原因，并提出了相應對策措施。

關鍵詞：瀝青路面；裂縫；防治措施

1 前言

我國公路經過十幾年的建設，大部分瀝青路面均采用半剛性基層，其應用技術也越來越熟，施工企業也積累了豐富的經驗，但是半剛性基層對應變很敏感，對于正常施工的半剛性基層瀝青路面而言，路面交通荷載重復作用下半剛性基層的這種因溫度和濕度變化產生的干、縮裂縫會擴展到瀝青路面面層引起開裂。路面裂縫不僅影響路面美觀、降低平整度，更重要的是路面開裂后路表水通過裂縫滲到路面基層、底基層甚至土基，削弱基層、土基的強度，從而加劇路面的破壞，縮短路面的使用壽命。

以某工程為例：該工程路面結構形式：15cm水泥穩定礫石基層+下封層+4cm中粒式瀝青面層+3cm細粒式瀝青面層。施工時間為2005年6月至8月，工程竣工后進行路面工程質量評定，進行了路表彎沉值、取芯、馬歇爾、橫坡度、平整度等指標的測定，均符合設計要求。在2005年底個別地段出現少量的橫向絲狀裂縫，進入嚴冬、春融后，原絲裂縫明顯增大，最大橫向裂縫寬3~5mm，裂縫數量也增多，一般5~30m一道，多居路面兩側邊緣，彎道外側。

2 產生裂縫的原因分析

半剛性基層材料的干縮性和溫縮性相對較大，故在其施工碾壓、養生過程甚至在瀝青面層鋪筑后，半剛性基層會不可避免地產生裂縫；因而在開放交通后，在一定的氣候因素和交通因素的作用下，便會產生路面裂縫。

2.1 半剛基層瀝青路面反射裂縫

反射裂縫通常由溫縮和干縮共同作用產生的。路面結構都是鋪筑在地表，地表隨著季節的變化產生溫差，隨著路面結構深度的增加，結構內部的溫差逐漸減小，即在結構內部存在一定的溫度梯度從而產生溫縮。

同時因該工程半剛基層在高溫季節施工，成型初期內部含水量大，且未被瀝青面層封閉，此時基層內部的水分必然要蒸發，從而發生由表及里的干燥收縮。所以，修建初期的半剛性基層同時受到干燥收縮和由晝夜溫差引起的溫度脹縮疲勞作用的綜合效應，這個階段是以干燥收縮為主，溫度收縮為輔的綜合過程。

眾所周知，反射裂縫在瞬間是不可能貫穿整個路面寬度的，除非在應力作用時，裂縫的長度已經等于或大于相對于整個路面寬度的臨界長度。較為合理的發展過程是裂縫首先在路表面某些位置產生，然后再向兩側擴展。一般情況下，反射裂縫多出現在輪跡處，因為溫度對反射裂縫的影響在整個路面寬度內都是相同的，而行車荷載則是以一定的頻率分布在車道上。

2.2 下封層的施工

下封層的主要作用是防止進入瀝青路面的水下滲侵入到基層中同時使面層和基層間形成足夠的結合力，基層與面層結合良好可以使薄瀝青面層不產生滑動、推移等破壞。施工中通常在基層表面噴灑適量的乳化瀝青，然后均勻地撒布單粒徑碎石并以輕型輪胎壓路機穩壓，碎石覆蓋率一般是整個面的60%~65%，但實際操作中，通過人工很難做到均勻撒布，特別是在無法封閉交通施工路段，下封層就無法有效起到阻止水分下滲的作用。

2.3 水的影響

因該工程地處山區，年降水量較大，地下水系豐富，路面設計結構面層為AM16，抗滑表層則采用AM13，空隙率達到6%以上，因而只要有降雨，抗滑表層內部總是處于飽水狀態；而下面層則會由于表面水少量的滲入，路面開裂以及基層中毛細水上升等原因使得有不少水分滯留在混合料的空隙中，隨著軸載重量和數量的增加，路面內部的水在重力的作用下可能形成很大的真空吸力，可使路面產生比降低抗剪強度更加嚴重的破壞，如翻漿和面層材料的剝落侵蝕等。

同時，半剛性基層集料施工配合比及水泥的劑量對路面半剛性基層收縮裂縫均產生一定程度的影響。通過本工程在施工中很好的控制水泥劑量，避免了因水泥劑量過大產生的收縮裂縫，建議在施工中每個工作日應做水泥劑量試驗，嚴格控制水泥劑量在設計范圍內，做到試驗結果及時指導施工。

3 防治措施

綜合以上分析，半剛基層瀝青路面裂縫形成有復雜的原因，與材料性能、結構層組合設計、施工環境、施工工藝等方面有關，其防治是一個綜合治理的過程，必須要結合施工現場實際情況做出全面的考慮，采取切實可行的措施才能取得預期的效果。

3.1 選擇合理的基層材料。控制集料中細集料的含泥量和塑性指數，以減少水穩集料中粘土含量。

3.2 進行合理的結構組合設計。

路面結構層的確定，在降雨量大的多雨濕熱地區，在滿足抗滑性能要求的同時盡量降低其空隙率。建議對下面層盡可能采用I型的密級配瀝青混凝土，一方面使路面水盡可能少地滲到基層中，另一方面，也可以阻隔基層中的毛細水，從而增加整個瀝青中面的水穩定性。

瀝青面層厚度的確定。所選用的瀝青面層厚度應考慮到足以抵抗基層裂縫反射對面層的影響同時要考慮到經濟可行。

此外，由于瀝青混凝土面層厚度與混合料級配的最大粒徑之比不當，施工中不利于壓實，造成孔隙率過大。因此合理考慮瀝青面層厚度與所選擇設計級配的最大公稱粒徑尺寸的關系也是應當予以重視的因素。

3.3 控制施工碾壓時的含水量。通過試驗發現，含水量每增加1%對基層干縮應變的影響相當于水泥劑量2~3倍。含水量較大情況下的基層混合料，具有較大的縮裂性質，嚴格控制含水量的混合料壓實后可以明顯降低縮裂程度，當基層混合料的含水量略低于最佳含水量（1%~2%）時，對施工壓實及強度造成影響，而且還明顯減少了水泥穩定基層的干縮裂縫。

3.4 減少半剛性基層的曝曬時間。在基層施工中，應注意濕治養生并及時做封層處理以防止基層初期破壞和干縮裂縫產生。對于已發生初期裂縫的基層應全面而詳細調查，如果裂縫較嚴重，則應采取切割、開挖的辦法并利用合適的材料重新鋪筑基層。

3.5 設置完善的路面內部排水結構，尤其是設置好路邊緣的排水設施。