路面基層裂縫原因分析及處理措施

鮑新慧

身份證號：41018419851008006X

路面基層裂縫原因分析及處理措施

鮑新慧

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近年來，半剛性路面在我國公路施工中得到了大量應(yīng)用。這種路面強度高、承載力強，但此類路面易變性，一旦受到溫度及濕度等因素的影響將會產(chǎn)生收縮或膨脹等現(xiàn)象，進而導(dǎo)致路面裂縫產(chǎn)生。 為此，本文在充分了解路面基層裂縫原因的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的處理措施。

路面基層；裂縫原因；處理措施

一、路面基層裂縫原因分析

1、混合料級配差，粗細骨料離析。在路面基層施工中經(jīng)常會用到一個粒料攤鋪機，在進行布料時，粗料比較容易鋪到布料機的左右兩側(cè)。這樣就會使得粗料和細料相互離析。基層的中央是粗料較為集中的地方，其級配相對較差，容易開裂。

2、干縮變形引起裂縫。基層內(nèi)部的水分如果發(fā)生變化，就會產(chǎn)生相應(yīng)的濕脹和干縮變形的情況。如果基層在水分較大的情況下硬化，那么，就會出現(xiàn)濕脹變形，但是這種形變不是很明顯。如果基層在非常干燥的空氣中發(fā)生了硬化，就會出現(xiàn)水分大量蒸發(fā)，進而使得基層出現(xiàn)收縮。周圍空氣的濕度越低，干縮就越快。這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在基層的表面，如果干縮變形遇到一定的障礙物或者其他的約束力，就會出現(xiàn)基層的裂縫。干縮變形引起裂縫的現(xiàn)象較為常見，究其原因，主要可分為以下幾個方面：

(1)原材料及顆粒級配問題。如果出現(xiàn)了干縮變形，多數(shù)情況下是因為基層中粗細顆粒的分配不均勻，砂和碎石的含泥量超過了一定的設(shè)計標準，而且級配較低。一旦泥土吸附在砂和碎石的表面，就會極大程度地影響基層的抗拉能力。另外由于含泥量較大，對于水分的需求也較為明顯，基層失水就會使得基層收縮變形，產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象。而且粗料是基層的骨架，粗料的級配越高越能保證基層的質(zhì)量，但是如果級配相對較低就會給裂縫以可乘之機。

(2)拌和用水問題。在基層施工的時候，遇到高溫的天氣就會認為地增加一些拌合用水。這樣也是為了減少在運輸和碾壓等過程的水分散失量。但是基層失水過多，就會出現(xiàn)干縮變形，進而引起裂縫。

(3)養(yǎng)護問題。一般在對路面基層進行養(yǎng)護時主要采取草席覆蓋的方法，定時對路面進行灑水，養(yǎng)護之后要及時地噴灑乳化瀝青。但是，大多數(shù)的公路建筑工程會忽視對乳化瀝青的噴灑，使得基層長期暴曬，其水分蒸發(fā)的速度明顯較快，而水泥的水化作用也隨著水分的蒸發(fā)而停止，這樣也會引起基層的裂縫。

3、溫度變化引起裂縫。基層在施工完成后是一個較大的整體，由于溫差的變化較大，會出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)的拉應(yīng)力超過了承受的范圍時，就會導(dǎo)致基層開裂。在這種情況下出現(xiàn)基層開裂的現(xiàn)象，最主要的原因就是基層的施工質(zhì)量較差或者是級配不夠好。

二、路面基層裂縫的危害

如果路面基層出現(xiàn)縱向裂縫或者較寬的橫向裂縫，基層整體性就會遭到嚴重破壞，造成基層質(zhì)量的降低。若是直接鋪筑瀝青混泥土，則會造成反射裂縫，破壞瀝青路面。主要機理為：

1、帶有裂縫的基層作為基層的整體強度降低，而且在外力荷載作用下瀝青混凝土處于復(fù)雜的三維應(yīng)力狀態(tài)。車輛通過不連接的板體時，瀝青砼面層由于裂縫兩側(cè)相鄰板塊產(chǎn)生豎向位移差，而出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力，造成瀝青砼面層荷載型反射裂縫。

2、由于路面暴露在大氣中，受氣溫周期性變化的影響，瀝青面層和水泥穩(wěn)定碎石基層都會膨脹，產(chǎn)生溫度應(yīng)力。由于裂縫的存在，使得路面基層的應(yīng)力不能連續(xù)，基層的溫度應(yīng)力便施加到瀝青面層上。因為裂縫對應(yīng)處的拉應(yīng)力過大，瀝青層便會出現(xiàn)開裂，形成溫度型反射裂縫。

3、瀝青路面面層滲入的水不斷通過基層擴散，逐漸使裂縫周圍基層軟化，在荷載作用下，面層極有可能發(fā)生彎拉開裂。

三、路面基層裂縫處理措施

1、改善罩面層性能

改善罩面層性能主要是為了提高罩面層的自身性能變形能力和抗拉強度。瀝青罩面層應(yīng)具有足夠的變形能力以消散行車荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，但為了避免出現(xiàn)車轍，其變形能力也不應(yīng)過大。

2、設(shè)置中間夾層。設(shè)置中間夾層措施包括多種，應(yīng)用較多的是SAMI層和土工織物夾層。

(1)SAMI中間夾層。廣義的SAMI是指應(yīng)力/應(yīng)變吸收薄膜，狹義的SAMI通常是指瀝青橡膠薄膜。瀝青橡膠是通過橡膠和瀝青進行熱反應(yīng)制成的。瀝青中加入橡膠粉后，使瀝青的力學(xué)性能發(fā)生了較大的變化，具體表現(xiàn)為針入度降低、軟化點提高、低溫延度增加，并明顯地增加了其回彈性能。在配制SAMI時，不僅要考慮其消散水平方向的應(yīng)變的能力，而且還要使其具備足夠地傳遞豎向荷載的能力，從而不引起過大的變形。

(2)土工織物夾層。夾層由瀝青和土工材料兩部分組成。瀝青是中間夾層的基本組成元素之一。為了減少中間夾層對溫度的敏感性，有必要對瀝青的彈性和塑性行為進行改善。應(yīng)用聚合物改性的瀝青能達到更好的效果，但相對來說費用較高，通常在非常惡劣的條件下使用這種改性瀝青，如在氣候特別冷的地區(qū)，或者裂縫移動很明顯的舊路面等。一般情況下，土工織物施工時在其上下表面都涂一些瀝青，從而與罩面層和舊路面板相連接。

總之，中間夾層的力學(xué)效果在很大程度上依賴于其與舊路面以及瀝青罩面層的粘結(jié)性能，這種粘結(jié)必須是均勻、永久的。粘結(jié)性的好壞直接關(guān)系到罩面結(jié)構(gòu)的承載能力、穩(wěn)定性以及使用壽命等。

3、設(shè)置防裂結(jié)構(gòu)層。目前設(shè)置的防裂結(jié)構(gòu)層主要有瀝青碎石或級配碎石，我國目前正著力于大粒徑瀝青混合料的研究，其主要形式有適用于面層的嵌擠骨架-密實型結(jié)構(gòu)(空隙率3%-6%)和嵌擠骨架-空隙型結(jié)構(gòu)(空隙率大于15%)。

4、優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。為了避免出現(xiàn)路面基層裂縫，就必須對結(jié)合設(shè)計方案進行改善和優(yōu)化，避免斷面或結(jié)構(gòu)突變現(xiàn)象。當(dāng)基層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生突變現(xiàn)象時，必須對其結(jié)構(gòu)細部進行處理，進而避免裂縫出現(xiàn)。

5、做好施工養(yǎng)護工作。在路面基層工程施工后，必須對其進行相應(yīng)的施工養(yǎng)護工作，這一環(huán)節(jié)對防止路面基層出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象具有極其重要的意義。通常情況下，可選取薄膜保濕、覆蓋、灑水等方法進行養(yǎng)護施工。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著我國社會經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，運輸行業(yè)也隨之發(fā)展起來，路面工程建設(shè)對我國經(jīng)濟發(fā)展就顯得尤為重要。路面基層裂縫是公路路面最為普遍的質(zhì)量問題，對裂縫成因進行全面分析，并采取相應(yīng)的防治措施進行處理，才能對基層裂縫進行有效的控制，才能提高路面質(zhì)量，這對整個公路工程路面施工質(zhì)量提升具有重要意義。

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

鮑新慧，女(1985-10)，身份證號碼：41018419851008006X，河南省鄭州市新鄭市，研究方向：公路工程，