公路路面施工中的裂縫防治措施

朱衛(wèi)國

摘 要：隨著我國經濟不斷發(fā)展，道路交通已經成為了重要基礎設施。公路的工程質量備受關注，文章根據公路路面施工中的裂縫產生原因進行分析，并且提出防治措施，望廣大同行給予指導。

關鍵詞：裂縫成因；級配；溫度；反射

公路路面質量是公路工程中重要的組成部分，路面混凝土裂縫成為了常見的質量問題，這些問題直接影響到公路的維護成本，并且對道路交通和經濟發(fā)展造成阻礙。所以公路路面的裂縫防治問題必須給予重視，在施工過程中要針對裂縫產生的原因進行分析，并且通過不同的技術控制方法來提高工程質量，達到滿足交通建設的需求。

1 溫度問題形成的裂縫

1.1 裂縫成因

瀝青路面的溫度是影響裂縫形成的主要因素，這種因素與裂縫的不同階段的溫度變化有著直接的關系。在溫度發(fā)生變化時，裂縫通過收縮力使瀝青本身產生抗拉力。這種裂縫被稱為溫縮裂縫。而裂縫的走向與交通方向相互垂直，并且分布相對均勻。而另一種與溫度有關的裂縫。是溫度與瀝青本身疲勞度有直接的關系，在溫度發(fā)生變化時，溫度的應力會發(fā)生改變，在抗拉性的影響下發(fā)生溫差作用，形成溫差疲勞性裂縫。溫度原因形成的公路路面裂縫主要與瀝青材料性能、集料配合比、路面層的結構有著直接的關系。另外施工環(huán)境和交通量也是影響施工因素的關鍵。

1.2 控制措施

在外界溫度下降的過程中，路面的材料顯示發(fā)生收縮，材料本身在收縮的作用下密度變大，使材質逐漸變硬。如果受到拉力影響，就會和收縮力相互作用，要是它們之間的平衡被打破就會出現開裂。拉應力大于溫度應力就會形成縱向裂縫，而溫度應力大于拉應力時就會出現橫向裂縫。提高路面基層厚度是控制溫度裂縫的有效途徑。路面基層層面在溫差的作用下，能夠發(fā)生相對的作用，基層和路面面層之間的阻力矩會變化，很多力都集中在裂縫出現的一端，使裂縫位置的瀝青集料強度降低，所以裂縫出現后其周圍的瀝青集料相對松散。這種松散性會隨著面層的厚度發(fā)生改變。加大基層厚度能夠避免裂縫的產生，基層越厚所能夠承受的溫差作用就越小。同時基層在摩擦力的影響下能夠將溫縮力和拉應力相互抵消，使裂縫尖端的集料密度加大。溫度裂縫在實際施工中十分常見，尤其在北方地區(qū)，早晚和季節(jié)性溫差較大，常見的溫差裂縫處理方法主要有灌油修補法、乳化瀝青稀漿封層和瀝青混合料罩面。

2 水損害與公路路面裂縫

2.1 裂縫成因

瀝青集料在理論上是不透水的，但是由于實際施工中，不能夠完全按照設計配合比進行攪拌，這使瀝青集料中容易出現毛細管道。其次，瀝青路面壓實度不均勻也是形成空隙里的關鍵。這些空隙一旦被水侵入就會使瀝青和集料之間的膠凝作用降低，同時在車輛行駛的作用下，產生坑洞和網裂。另外有的面層容易形成空鼓，這使雨水通過滲透集中在空鼓中，由于瀝青層的密封性，使空鼓中的水不能被排出，而到了冬季這些水在氣溫作用下就會結冰，并發(fā)生膨脹，直接造成塌陷，這種情況對路面的影響是致命的。

水損壞在瀝青集料中主要有兩種形式，分別為粘聚性破壞和粘附性破壞兩種。粘聚性破壞是瀝青被水浸泡，強度發(fā)生變化，粘度降低，使整體瀝青混合料的結構發(fā)生改變。同時水浸泡時間越長這種破壞就越明顯。粘附性破壞，是由于瀝青集料中除瀝青以外物質具有高于瀝青的吸水性，使瀝青由集料上被剝離，形成離析。通過這兩種水損壞現象表面，水損壞的本質在于降低瀝青集料的粘附力和粘結力。

2.2 控制措施

水損壞是不可避免的，要想延長瀝青路面的使用壽命就要在瀝青路面設計方面入手。首先是加強瀝青集料的級配設計，在面層和下封層必須使用密集型瀝青配料。瀝青混合料在形成后必須保證雨水和地下水不能滲透到面層內部，使瀝青混合料不接觸到水。其次是增強路面的結構設計，要設計合理的排水設施，保證路面在雨后不出現積水現象，降低水和瀝青混合集料的作用時間。需要注意的是加強排水措施只能起到緩解作用。所以還要注意瀝青混合料的耐水性。瀝青混合料的耐水性能夠有效緩解水損壞現象。有效的避免水損壞就要合理提高瀝青與集料的粘附性、級配優(yōu)選、合理控制空隙率、設置良好的路面內部排水系統(tǒng)等措施。

3 反射裂縫和半剛性層

3.1 裂縫成因

很多經過修補的地段容易反復出現裂縫，這種裂縫無論采取何種形式進行覆蓋和處理，都會在同一位置繼續(xù)生產裂縫，將其稱之為“反射裂縫”。這種裂縫生成后會在雨水、氣溫等因素的作用下，使路面的整體強度被破壞，而且裂縫的形式會不斷發(fā)生變化，裂縫的破壞面會程輻射型擴散。反射裂縫在產生的過程中主要受到疲勞、屈服與剪切屈服等力的作用，并在它們的聯合或單獨作用下產生裂縫生長。發(fā)生反射裂縫的位置稱之為半剛性基層，主要是指水泥穩(wěn)定粒料基層，導致半剛性基層開裂的主要因素有：（1）晝夜溫差大，產生收縮裂縫；（2）暴露時間長，產生溫度疲勞裂縫；（3）混合料拌和不均勻，產生不規(guī)則裂縫；（4）養(yǎng)生不當，產生干縮裂縫；（5）施工工藝不當，產生細微裂縫。

組成半剛性基層的材料為多種材料的融合體，其自身具備較強的熱漲性，并且容易在外界因素的影響下產生疲勞和干燥收縮。半剛性基層的結合料和穩(wěn)定材料在降溫過程中相互作用，使結合料產生體積收縮。干燥收縮是半剛性層集料其特點之一，干燥收縮中水分會在蒸發(fā)的作用下產生毛細管張力作用、吸附水分子間力作用、礦物晶體或凝膠體的層間水作用、炭化脫水作用而引起的整體的宏觀體積變化。這使半剛性基層中材料的抗拉強度明顯降低，再加上外界影響和車輛荷載作用。使半剛性層的基地產生拉力，最終形成裂縫，并逐漸朝著表面進行發(fā)展。

3.2 控制措施

半剛性層的裂縫控制要從基層控制開始入手，在施工上緊抓原材料、配合比、施工工藝、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)在原材料控制上，要保證級配的均勻性，做為集料粒徑不得大于31mm。在水泥的用量上要盡量的降低，使集料能夠滿足設計強度。水泥在配合比設計中可以相對下調5%，但是不能超過5.5%，這是因為水泥是主要的膠凝材料，如果用量過少會影響路面后期強度。

半剛性層的級配曲線應為一條平順的圓滑曲線，同時級配曲線應盡可能靠近級配區(qū)域的下限。拌和過程中，嚴格控制水泥用量和用水量，嚴禁隨意澆水、提漿，保證在最佳含水量的條件下碾壓成型。消除瀝青路面的反射裂縫還要從消除裂縫的形成根源入手，增強面層的抗拉強度，以及在面層及基層之間設置消力層等方面來考慮。常采用的方法有：使用土工織物，對舊混凝土路面采取碎石化處理，在面層下設應力吸收層或過渡層等方法來降低裂縫發(fā)生頻率。

4 結束語

公路路面的質量與交通安全及公路建設成本有著直接的關系，路面質量直接影響著交通效率，所以在施工過程中必須加強施工管理，提高公路路面的承載能力，延長公路的使用壽命。在施工過程中要積極創(chuàng)新施工，根據技術規(guī)范加強施工管理，加強做到施工工藝的合理性，通過管理創(chuàng)新來提高路基工程的施工質量，保證公路交通的使用效率。

參考文獻

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