公路工程中瀝青路面裂縫的預防

張 卓

(黑龍江省公路勘察設計院)

1 設計方面充分考慮材料性質并選用適合材料

在進行半剛性路面設計時，首先應選用抗沖刷性能好、干縮系數和溫縮系數小、抗拉強度高的半剛性材料做基層。選用松弛性能好的優質瀝青做瀝青面層。在缺少優質瀝青的情況下，應采取改善瀝青性質的措施。在穩定度滿足要求的前提下，優先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。瀝青面層采用密實型瀝青混凝土。采用合適的瀝青面層厚度，確保半剛性基層在使用期間不會產生干縮裂縫和溫縮裂縫。為進一步提高表面層抗溫度裂縫性能，可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝青混凝土表面做一封層，也可設置應力消減(應力吸收)中間層。

瀝青選用具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優質國產或進口瀝青。在條件許可的情況下，可在瀝青中摻加各種類型的改性劑，以提高其性能指標。骨料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應添加一定數量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同時應盡量降低骨料的含水量。混合料級配確定瀝青混合料的高溫穩定性、疲勞性和低溫抗裂性，路面表面特性和耐久性是相互制約的，照顧了某一方面性能，可能會降低另一方面性能。所以混合料配合比設計，實際上是在各種路用性能之間搞平衡或最優化設計，根據當地的氣候條件和交通情況做具體分析，盡量互相兼顧。

2 施工期間采用的預防處理措施

(1)提高路基的強度和穩定度。

路基是路面的基礎，路基又是經受行車荷載影響較大的深度區域，該深度區域具有足夠的強度和整體穩定性對保證路面結構的強度和穩定性極為重要，否則將產生不均勻沉降使路面發生開裂。因此，必須采取有效措施處理好影響路基工作區的穩定性和強度的關鍵環節，最大限度地減小路基完工后的沉降量。

路基的強度主要是在填筑過程中形成的，必須嚴格控制路基的填筑工藝，確保路基強度。填筑材料首選石、砂、礫類土，其次選用含礫、砂低液限粘土，再次選用低液限粘土。粉質土和有機土不能用于填筑路基。

壓實度是反映路基強度的重要指標，也是提高路基強度和穩定性的最經濟、最有效的技術措施，施工中必須嚴格檢測控制，使其達到規定值。填土層的厚度對壓實度有直接的影響，施工中要插桿掛線，每層的松鋪厚度不應大于30cm。檢測壓實度試坑要打到下一層頂面，凡是檢測結果達不到規定值的要加壓處理或推除重填。

降低地下水位是提高路基強度的重要措施。路面底下80cm路床是路基的關鍵部位，它直接承受和吸收路面的擴散應力，要有足夠的強度和穩定性。當開挖后發現地下滲水，無論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑，土質差的地段要進行換填處理，確保其強度和穩定性。

(2)基層應有合理厚度。

當基層厚度增加時，其承載能力也迅速增加，試驗證明，半剛性基層厚度由10cm增加到25cm時，其承載力提高為原來的3倍。

(3)修筑防裂路面。

研究表明，面層反射裂縫明顯地受瀝青面層厚度的影響，厚度超過15.0cm的面層可有效地防止受拉疲勞所產生的裂縫，還可以降低車輛荷載引起的剪應力。國外資料介紹，在貧混凝土上鋪筑10.0cm的瀝青面層時，在形成反射裂縫前可累積通過標準軸載10×10次。如果瀝青面層加厚到15.0cm，則可通過20×10次。如瀝青面層加厚到17.5cm則可放心使用。

(4)選擇防裂性能好的材料

選用抗沖刷能力好，干縮、溫縮系數小、抗拉能力高的半剛性材料做基層，最好使用溫度膨脹系數低的骨料。選用松弛性能好的優質瀝青做面層，保證瀝青的針入度、延度等指標;在缺少優質瀝青的情況下，應采用某些添加劑或聚合物，以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩定性能。在穩定度滿足要求的前提下選用針入度較大的瀝青做面層，國外的研究表明:在瀝青混凝土中使用軟的瀝青可以阻止低溫收縮及高溫疲勞作用兩種機理引起的裂縫擴展。采用密實型瀝青混凝土面層空隙率對面層的疲勞壽命有很大影響，密實型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢，同時也延緩了裂縫的擴展。瀝青混合料的集料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。同時應合理選配混合料級配，兼顧其高溫穩定性，疲勞性能和低溫抗裂性能，以及路面耐久性等各方面的要求。在條件允許的情況下，可以采用間斷級配、大空隙、密實型的瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)混合料和采用改性瀝青。也可采用橡膠瀝青或聚合物改性瀝青在瀝青混凝土表面做封層，以進一步提高表面層的抗溫性。

(5)設置應力吸收層。

在基層與面層之間鋪橡膠瀝青中間層、預制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層、低粘度瀝青混凝土層等均勻應力吸收層。

(6)新鋪半剛性基層的開裂預防技術。

在半剛性基層上鋸縫，即在結構層碾壓前切割一條縫直到底層。縫寬為0.5mm，內填瀝青砂或瀝青乳液，隨即將切縫快速封閉，然后以正常方式碾壓該層。其目的就是預先制造更直、更多規則間距的裂縫(通常間距為2～3mm)，這樣它比自然裂縫更細、裂縫位移更小，從而避免裂縫邊緣的快速惡化和減緩裂縫貫穿瀝青層。