淺析瀝青混凝土路面裂縫類病害的成因與防控措施

蘇琦

（蘇交科集團檢測認(rèn)證有限公司）

引言

瀝青路面裂縫是公路常見且主要病害之一。原因主要是水文，地質(zhì)，荷載，溫差，瀝青質(zhì)量差，設(shè)計和施工不當(dāng)，以及基層的影響。像國內(nèi)二，三級公路，一般采用半剛性基層和薄瀝青混凝土表面。半剛性基層具有很強的承載能力，但容易產(chǎn)生裂縫，并逐漸在瀝青表層形成反射裂縫。

1 瀝青路面裂縫的分類及成因

1.1 橫向裂縫分類

橫向裂縫可分為兩種類型：荷載型裂縫和非荷載型裂縫。

1.1.1 荷載型裂縫

荷載裂縫是由于路面設(shè)計不當(dāng)和施工質(zhì)量差，或者由于車輛嚴(yán)重過載引起的，導(dǎo)致瀝青表面層或半剛性基層中產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強度。

1.1.2 非負(fù)荷裂縫

非負(fù)荷裂縫是橫向裂縫的主要形式。有兩種情況：瀝青表面溫度裂縫和基層反射裂縫。

（1）表面溫度裂縫

溫度裂縫有兩種：①低溫收縮裂縫：瀝青材料在高溫條件下具有良好松弛性能，溫度升高引起的變形不會產(chǎn)生裂縫，但是當(dāng)溫度過低時，瀝青材料逐漸硬化并開始收縮。此時，半剛性基層的底部將產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)瀝青混合料的應(yīng)力松弛不能跟上溫度應(yīng)力時，混合物的剛度急劇增加。由于瀝青表面層被約束在路面中，一旦表面層中產(chǎn)生的收縮拉伸應(yīng)力或拉伸應(yīng)變超過瀝青混合物的拉伸強度，瀝青表面層就會破裂。②溫度疲勞裂紋：這種類型的裂紋主要發(fā)生在溫差大的區(qū)域。

（2）基層反射性裂縫

碾壓成型的半剛性基層，在溫度、濕度和行車荷載反復(fù)作用下，經(jīng)過幾個月或1～2年后將產(chǎn)生水平位移、出現(xiàn)橫向裂縫，并逐漸向上反射到瀝青層表面而產(chǎn)生裂縫。

1.2 縱向裂縫類型

縱向裂縫可分為兩種情況：①由于地下障礙物、軟土地基處理不當(dāng)或路基壓實不均勻，路面不均勻沉降造成，例如在半填充和半切割的路基上發(fā)生；②當(dāng)瀝青表面層展開時，兩個接頭處理不好，在驅(qū)動載荷的作用下，很容易形成縱向接縫。

2 總體預(yù)防措施

2.1 提高路基工作區(qū)的強度和穩(wěn)定性

路基是路面的基礎(chǔ)，必須嚴(yán)格控制路基填筑過程，否則會出現(xiàn)不均勻沉降，路面破裂。

2.1.1 瀝青混合料的抗裂要求比

瀝青針入度適當(dāng)提高可以有效地阻止反射裂縫向面層擴散，對抗拉疲勞的研究表明，適當(dāng)增加瀝青量的瀝青混合物抗永久變形性差時，瀝青混合物的稠度大大提高，穩(wěn)定性提高，拉伸疲勞壽命也增加。

2.1.2 重視瀝青路面的厚度

瀝青面層的厚度必須保持一致，如厚薄不等，就會因各種條件下所產(chǎn)生的應(yīng)力不能均勻分布，從而產(chǎn)生裂紋或裂縫。

2.1.3 橫向施工縫施工工藝

在橫截面5個位置，使用3m長的尺子放置在縱向上。鋪砌部分末端的尺子懸掛在墻壁上。切口的位置由鋪砌層和標(biāo)尺的分層決定。切割機器后，取下刀片。當(dāng)鋪路繼續(xù)進行時，應(yīng)清潔縫合鋸留下的砂漿，涂上少量粘性瀝青，攤鋪機熨平板從接縫處展開。在攤鋪機離開接頭后，碾壓機在軋制過程中橫向滾動。

2.1.4 縱向施工縫施工技術(shù)

縱向施工縫采用斜縫。當(dāng)正常鋪設(shè)時，兩個攤鋪機采用接縫鋪設(shè)的形式。鋪砌的鋪砌部分的前部留下10～20cm寬，并且不作為后部高度基準(zhǔn)面被壓碎。約5～10cm的鋪砌層重疊，最后以熱接縫的形式卷起接縫以消除接縫。如果兩個攤鋪機相隔很短的距離，它們也可以被壓碎一次。

2.1.5 半剛性基層反射裂縫處理

半剛性裂縫的處理對于瀝青混凝土路面裂縫尤為重要，如不處治不當(dāng)，將造成瀝青混凝土路面反射裂縫。以往公路工程基層多為普通型水泥穩(wěn)定碎石，為減少裂縫和不規(guī)則裂縫的產(chǎn)生，大多數(shù)采用了基層施工完成后進行預(yù)切縫，并做熱瀝青灌縫和玻纖布處理?，F(xiàn)在基本上都改為了抗裂型水泥穩(wěn)定碎石，這兩種基層的設(shè)計除了在級配上有一定區(qū)別外，主要體現(xiàn)在于對抗裂型水泥穩(wěn)定碎石對于小于0.075mm顆粒含量的控制更加嚴(yán)格。溫度收縮裂縫和收縮裂縫大大減少，但所有裂縫都是不可避免的。為了減少或延遲瀝青路面層上半剛性基層的反射裂縫，必須使用玻璃纖維來處理基層中的裂縫。

2.2 預(yù)防措施

2.2.1 橫向裂縫的預(yù)防

（1）根據(jù)“公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范”的有關(guān)要求，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件和道路等級選擇符合要求的瀝青類型，以減少或消除瀝青路面的溫度收縮裂縫。

（2）合理組織施工，攤鋪作業(yè)應(yīng)盡可能連續(xù)，盡可能避免冷接縫。

（3）橋涵的回填應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)砂礫等材料，并按要求填充全壓；在嚴(yán)重的沉降中，應(yīng)首先進行軟土地基處理，合理組織施工，以減少回填位置。均勻安頓下來。

2.2.2 防止縱向裂縫

（1）舊路加寬或半填半挖。應(yīng)首先清理路基，并根據(jù)填充物的厚度要求逐步升高和完全滾動。

（2）盡可能采用全寬鋪面進行表層施工。如果沒有全寬鋪設(shè)條件，則兩個攤鋪機可以盡可能地鋪設(shè)前后鋪設(shè)，以避免前寬混合物被冷卻，并確保攤鋪的后半部分，混合物是熱連接的。

2.2.3 預(yù)防網(wǎng)狀裂縫

（1）采用高低溫變形能力的優(yōu)質(zhì)瀝青，根據(jù)要求控制瀝青混合料的攪拌質(zhì)量。

（2）鋪設(shè)瀝青面層前，仔細(xì)檢查下承重層的施工質(zhì)量，及時清除泥灰等碎屑，處理弱層，確保下承層的穩(wěn)定性。

3 瀝青路面裂縫處理

在瀝青路面產(chǎn)生裂縫后，應(yīng)及時處理，防止水等有害物質(zhì)的侵入，影響道路的使用壽命。通常對裂縫處理所用的原材料為乳化瀝青或密封膠兩種。

4 施工工藝

4.1 開槽

通常，對于裂縫寬度小于1.5cm的裂縫，根據(jù)所需的尺寸將溝槽沿裂縫方向開槽。在開槽過程中，凹槽的邊緣必須是直的和整齊的。對于裂縫寬度小于1cm的裂縫，可不做開槽處理。

4.2 清理槽縫

壓縮氣體和鼓風(fēng)機用于清潔接縫中的松散顆粒和碎屑。如果壓縮氣體不能除去接頭中的碎屑，則必須通過鐵鉤等工具清除碎屑。

4.3 預(yù)熱

外部液化氣罐與噴火裝置連接，在灌裝前加熱槽，溫度達到80～100℃，有利于接縫膠與瀝青混凝土的粘接。

4.4 填充

當(dāng)密封橡膠加熱溫度達到188℃時，加熱爐板自動停止加熱并進入保溫狀態(tài)。此時，具有設(shè)置在灌裝機上的壓平裝置的壓力噴嘴均勻地將密封膠填充到罐中。填充接頭填充兩次，第一次填充到溝槽深度4/5，第二次填充完成。

4.5 傳播保護

在新填充的密封膠表面撒上石粉或細(xì)砂。膠水冷卻到常溫后，可以打開流量。一般冷卻時間為15min。裂縫處理完成后，應(yīng)設(shè)立專人進行連續(xù)觀察。如果發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)填料被車輪壓碎，則應(yīng)重新填充以進行再加工。

5 結(jié)語

瀝青路面裂縫已成為瀝青路面的主要危害之一。我認(rèn)為各級公路管理部門都應(yīng)該給予足夠的重視。根據(jù)其原因，從道路設(shè)計，原材料進入施工到施工線，采取一系列預(yù)防和改善措施，以減少裂縫或根本沒有裂縫，或盡量減少不可避免的裂縫活動。同時，要建立健全的質(zhì)量保證體系，從管理部門，設(shè)計部門到施工單位，加大重視力度、逐步落實到位，力求從本上減少瀝青裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。