淺談半剛性基層瀝青路面裂縫防治

李 靜

1 半剛性基層瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因

我國(guó)現(xiàn)行JTG D50-2006瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中推薦瀝青路面采用半剛性基層。在實(shí)際應(yīng)用中存在半剛性基層的溫縮裂縫或干縮裂縫引起瀝青路面層產(chǎn)生的反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫。此類裂縫主要是非荷載作用產(chǎn)生的，在某些情況下也可能是由溫度和荷載共同作用的。

還有瀝青路面的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫主要是由于行車荷載引起的。在車輪荷載作用下，半剛性基層承受的應(yīng)力大于其使用材料的抗彎拉強(qiáng)度時(shí)，半剛性基層的底部就會(huì)開裂。在行車荷載的反復(fù)作用下，特別是超限車輛作用下，底部的裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到上部，同時(shí)也使瀝青面層產(chǎn)生開裂破壞。

2 影響裂縫產(chǎn)生的主要因素

2.1 瀝青基瀝青混合料的性質(zhì)

瀝青混合料是一種熱脹冷縮型材料，其在溫度變化超出瀝青混合料的極限拉應(yīng)力后，便產(chǎn)生低溫裂縫和溫度疲勞裂縫。瀝青混合料的低溫抗裂性等指標(biāo)是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素，瀝青原材的低溫抗裂性又是決定瀝青混合料低溫抗裂性的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中，影響最大的是溫度敏感性，溫度敏感性大的瀝青更容易開裂。

2.2 基層材料的性質(zhì)

基層材料的收縮性愈小，面層裂縫愈小。目前崇信公路管理段養(yǎng)護(hù)的公路路面基層類型有兩種:水泥穩(wěn)定砂礫基層和石灰穩(wěn)定砂礫基層，砂礫的性質(zhì)決定了基層的強(qiáng)度和對(duì)溫縮等變形的抵抗能力。

目前在半剛性基層施工中均采用天然砂礫，集料級(jí)配控制不嚴(yán)格，為提高強(qiáng)度，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)采用加大水泥含量的方法提高混合料強(qiáng)度，水泥含量提高，基層的強(qiáng)度也相應(yīng)提高，但脆性也增大，易出現(xiàn)收縮開裂，是基層早期出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的主要原因。

2.3 氣候條件

極端最低溫度、降溫速度、低溫持續(xù)時(shí)間、升降溫循環(huán)次數(shù)是氣候條件影響路面溫縮裂縫的重要因素。

2.4 交通量和車輛類型

半剛性基層中的最大拉應(yīng)力，通常是由最重的車輪荷載產(chǎn)生的，目前就崇信公路管理段養(yǎng)護(hù)的公路來看，大部分為超重的拉煤車，交通量大于設(shè)計(jì)。車輛類型大于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸載BZ-100，是造成瀝青路面裂縫破壞嚴(yán)重的主要原因。

2.5 施工因素

主要有半剛性基層混合料施工碾壓時(shí)的含水量、壓實(shí)度、基層的養(yǎng)護(hù)時(shí)間及養(yǎng)護(hù)質(zhì)量、暴曬時(shí)間等因素，對(duì)裂縫的產(chǎn)生都有較大的影響。

3 瀝青路面裂縫的防治

半剛性基層瀝青面層的荷載性裂縫和非荷載性裂縫，可從如下兩方面進(jìn)行防治:

1)在施工期間從材料到施工工序都嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及規(guī)范控制，同時(shí)可采用相應(yīng)的預(yù)防裂縫或處理措施;

2)在維修養(yǎng)護(hù)時(shí)選用合適的加鋪層體系。有條件時(shí)未獲得最佳效果可綜合應(yīng)用這兩類方法。

3.1 半剛性基層施工應(yīng)有合理厚度和施工方法

半剛性基層的強(qiáng)度隨厚度增加，其承載能力也迅速增加，試驗(yàn)證明，半剛性基層厚度由10 cm增加到25 cm時(shí)，其承載力提高為原來的3倍。

在施工過程中一般二級(jí)公路由于半剛性基層設(shè)計(jì)厚度為25 cm～27 cm，為保證施工壓實(shí)度，施工單位將一層分為12 cm+13 cm，15 cm+12 cm或13 cm+14 cm兩層施工，使半剛性材料結(jié)構(gòu)厚度小于最小壓實(shí)厚度，在重載車的作用下，薄的半剛性基層易產(chǎn)生過大拉應(yīng)力而出現(xiàn)開裂。在施工時(shí)應(yīng)避免設(shè)置過厚或過薄的基層，一般攤鋪層壓實(shí)厚度宜為18 cm～20 cm，在有特重型的壓實(shí)設(shè)備并經(jīng)實(shí)測(cè)能保證壓實(shí)度的條件下，可適當(dāng)增加壓實(shí)厚度。

3.2 選擇符合規(guī)范要求的材料

1)選用級(jí)配符合要求的半剛性材料作基層。目前半剛性基層采用天然砂礫，施工級(jí)配難控制，施工所用材料與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)送樣樣品差別較大。就平?jīng)龅貐^(qū)來說，幾乎沒有符合規(guī)范要求級(jí)配范圍的天然砂礫，各地的天然砂礫都缺少4.75 mm以下的細(xì)集料，只有摻配水洗砂方可符合規(guī)范要求級(jí)配。

2)選用性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做面層，保證瀝青的針入度，延度等指標(biāo)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐慕煌考皻夂驐l件采用改性瀝青以提高瀝青的低溫抗力性能。在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，選用針入度較大的瀝青作面層。

3)采用密實(shí)型瀝青混凝土面層。空隙率對(duì)面層的疲勞壽命有較大影響，密實(shí)型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢，同時(shí)也延緩了裂縫的擴(kuò)展。

4)瀝青混合料的集料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好，與瀝青粘附性好的材料，確保混合料的抗剝落性能不小于4級(jí)，使用機(jī)制砂代替圓顆粒的天然砂。

3.3 改善約束條件，設(shè)置應(yīng)力吸收層

在基層與層面之間鋪設(shè)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(yīng)力吸收層，可分散應(yīng)力，起到延緩甚至能阻止裂縫的發(fā)生，由于成本較高，目前在二級(jí)公路路面設(shè)計(jì)中運(yùn)用較少，大部分在高速及一級(jí)公路上使用。今年總段鳳嵋一級(jí)高

等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)維修工程中采用同步碎石封層作為應(yīng)力吸收層——改性瀝青路面，對(duì)裂縫進(jìn)行處治，處治后行車至今效果很好，長(zhǎng)期效果有待進(jìn)一步觀察。

3.4 施工時(shí)控制裂縫發(fā)生的措施

1)施工方面，控制半剛性基層碾壓時(shí)的含水量為最佳含水量，在混合料拌合過程中，隨時(shí)檢測(cè)集料含水量，使混合料含水量與最佳含水量偏差不超過1%，壓實(shí)度必須達(dá)到規(guī)范要求，同時(shí)要防止過壓現(xiàn)象發(fā)生，碾壓完成后要及時(shí)保濕養(yǎng)護(hù)，防止基層干曬，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后立即噴灑透層瀝青，盡快鋪瀝青面層，縮短基層暴曬時(shí)間。在半剛性基層混合料拌合時(shí)嚴(yán)格控制水泥含量，水泥劑量不得超過6%。在施工前應(yīng)根據(jù)料場(chǎng)材料做驗(yàn)證，在強(qiáng)度達(dá)不到要求時(shí)，首先調(diào)整。改善集料的級(jí)配和混合料結(jié)構(gòu)形態(tài)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，不宜盲目地增加水泥劑量。

2)拌合瀝青混合料時(shí)控制好加熱時(shí)間和加熱溫度，既不使瀝青老化也不能使施工溫度低于規(guī)范要求，面層在鋪筑時(shí)要及時(shí)碾壓，使瀝青混合料達(dá)到規(guī)范要求，也可預(yù)防反射裂縫的產(chǎn)生。

3)提前進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，減少裂縫發(fā)展。在工程竣工后，交由養(yǎng)護(hù)單位進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)查路面裂縫等破損情況，及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，以延長(zhǎng)路面使用壽命。目前預(yù)防性養(yǎng)護(hù)采用較多的有:瀝青混凝土罩面，同步碎石封層，稀漿封層和微表處等，都能較好的對(duì)已出現(xiàn)的路面裂縫進(jìn)行處治，防治裂縫進(jìn)一步發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

半剛性瀝青路面由于交通量和地理環(huán)境不同，在行車過程中總會(huì)出現(xiàn)裂縫，目前還沒有一個(gè)能完全杜絕裂縫的產(chǎn)生措施，但隨著施工機(jī)械化程度的提高和施工工藝水平的不斷提高，注重原材選擇，重視施工監(jiān)測(cè)，提高施工質(zhì)量，嚴(yán)把施工細(xì)節(jié)，使半剛性基層瀝青路面收縮性降低到最小，能大量減少裂縫的產(chǎn)生，延長(zhǎng)半剛性瀝青路面的使用壽命。

［1］ 張滿海.淺析瀝青路面裂縫的原因及防治［J］.山西建筑，2010，36(34):278-279.