市政道路瀝青路面裂縫成因與防治策略

馮登科

摘 要：市政瀝青路面長期處于外界復雜多變的環(huán)境下，勢必會出現(xiàn)裂縫、坑槽、車轍、擁包等病害，如不能及時處理，病害極易擴散，導致路面大范圍破壞，嚴重影響車輛行駛安全性和路面自然用壽命。路面病害具有普遍的存在性，造成了極大的經(jīng)濟損失，因此，其破壞類型、成因及破壞后的修補措施一直是路面養(yǎng)護技術研究熱點。

關鍵詞：市政道路；瀝青路面；裂縫成因

裂縫是瀝青路面最常見的病害，裂縫產(chǎn)生初期對瀝青路面使用性能影響并不大，主要是對道路美觀產(chǎn)生一定影響。但隨著裂縫的不斷擴展，不僅會降低瀝青路面的使用性能，還將加重路面病害程度，呈現(xiàn)惡性循環(huán)地發(fā)展狀態(tài)。這與瀝青混合料的性質(zhì)、天氣情況、交通量等因素密不可分，裂縫的產(chǎn)生往往具有規(guī)則性，且較為稠密、相互聯(lián)系，甚至出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫。在行車荷載長期反復作用下，極易破壞路面結(jié)構(gòu)，進而影響行車舒適性及安全性。為此，必須分析瀝青路面裂縫產(chǎn)生的具體原因，采取有針對性、指導性的處治措施，這對增強路面使用性能、降低公路養(yǎng)護成本，增加路面使用年限具有極為重要的現(xiàn)實意義。

1 瀝青路面裂縫類型及成因

按瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因，裂縫可分成荷載型裂縫和非荷載型裂縫。荷載型裂縫主要由于路面設計不周或施工原因，結(jié)構(gòu)層本身強度不足，不能適應日益增長的交通量及軸載作用而產(chǎn)生的強度裂縫，最初一般表現(xiàn)為縱向開裂，然后發(fā)展為網(wǎng)裂，由于我國普遍采用半剛性基層瀝青路面設計的前提下，這一類荷載裂縫并不是主要的。非荷載裂縫主要有兩種，一種是基層開裂在路面形成反射裂縫，一種是瀝青路面本身產(chǎn)生的低溫裂縫。我國新建高速公路早期路面開裂主要為非荷載裂縫，應該給予極大的重視。

1.1 路面龜裂裂紋

瀝青因其特有的性能被用于公路路面施工中，施工初期其容許拉應力比較大，但公路建成后由于長時間的老化以及車輛荷載的反復作用，瀝青的容許拉應力會大幅度降低，從而導致瀝青路面出現(xiàn)網(wǎng)格狀龜裂裂縫。隨著龜裂程度的加深，大量的水分有可能進入路面結(jié)構(gòu)層的內(nèi)部，導致坑槽等嚴重病害發(fā)生。

1.2 路面橫向裂縫

溫度應力是公路瀝青路面中橫向裂縫損害產(chǎn)生的主要原因之一。通常而言，瀝青材料在低氣溫狀態(tài)時其面層會產(chǎn)生收縮拉應力，當收縮拉應力的強度超出瀝青路面的極限抗拉強度時，則會造成瀝青路面的開裂，通常瀝青路面的橫向收縮不足，因此在瀝青路面極容易產(chǎn)生橫向的收縮裂縫。其次，如果瀝青路面材料處于溫度的反復升降狀態(tài)下，會在瀝青路面材料內(nèi)部出現(xiàn)反復的溫度應力，導致瀝青路面的面層出現(xiàn)疲勞開裂問題。

1.3 路面縱向裂縫

縱向裂縫也是公路瀝青路面的病害形式之一。在進行公路路基壓實施工工序時，如果壓實度不符合相關規(guī)范，或者由于荷載作用力超過了路面的承載力，都會引起路面縱向裂縫的產(chǎn)生。此外路面的排水設施不符合標準或公路施工還不完善，導致的路基水毀以及路基沉降問題同樣能引起縱向裂紋出現(xiàn)。

1.4 路面反射裂縫

反射裂縫的形成原因主要是瀝青路面下承層的裂縫傳遞到瀝青路面面層的裂縫，特別是對于采用半剛性基層的瀝青路面而言，由于溫度以及環(huán)境變化導致半剛性基層出現(xiàn)溫度應力裂縫或者干縮裂縫，這些裂縫都會造成瀝青面層底部的應力相對集中，從而使裂縫向公路路面進行擴展，最終導致了反射裂縫的產(chǎn)生。

2 市政道路瀝青路面裂縫防治策略

2.1 工程概況

本文以某市政工程兩個車道進行灌縫施工，據(jù)結(jié)果顯示，與不開槽方式相比，開槽灌縫方法效果更佳。根據(jù)工程實際情況，可選擇的具體裂縫灌縫方案如下：

標準槽灌注方案：該方案主要在縱向裂縫密封使用。機械開槽原裂縫后，僅密封灌注槽體即可。因貼封帶未設置到槽口兩側(cè)，可大大降低車輪接觸密封膠的面積，在氣溫較高的時間段施工時，可起到良好防粘輪效果。

寬槽貼封方案：水平向上，該方案能夠?qū)⒏鼮閺V大的伸拉空間提供給裂縫槽內(nèi)的密封膠。一般情況在主要用于較大溫差，且裂縫較少的地區(qū)。

2.2 施工流程

1）施工準備。施工前，需詳細檢驗使用材料，且按照路面裂縫實際情況，進行補縫設計方案的確定，并對切槽寬度的確定。除此之外，需按照刻槽寬度進行機械刀片的安裝。并對開槽機械、灌縫機械進行調(diào)試，保證具有良好技術狀態(tài)。同時按照路面裂縫實際情況，進行補縫設計方案的合理確定，待灌縫機開啟后，及時將密封膠摻加到密封膠加熱罐內(nèi)。根據(jù)材料施工情況，進行加熱、拌和施工。本次試驗段加熱溫度可控制在175℃～204℃，需根據(jù)所用機械合理控制溫度。加熱階段可在卡車后面掛好灌縫機，且在卡車上安裝好各類部件，如密封膠、開槽機等，向施工指定位置拖送，施工區(qū)設定為半幅，并將其封閉。

2）開槽施工。根據(jù)設計要求合理確定開槽尺寸，要求先將開槽機械的開槽深度調(diào)節(jié)好，隨后實施開槽施工。施工過程中，需嚴格按照裂縫寬度實際情況，進行開槽尺寸的準確調(diào)節(jié)，保證其與設計要求相符。根據(jù)技術要求，待裂縫灌縫放樣后，即可進行下一階段施工。

通常情況下，可在溫度較低的早晨進行開槽施工，一般以1.2到2.0cm作為橫向裂縫開槽寬度及深度，當無法在裂縫2邊切出新面，應適當加大開槽寬度，如1.5cm左右。只有確保開槽深度相同，才能保證刻槽機運行過程中，切割片符合裂縫需求。如選用標準槽貼封等方法，則需在1：1控制深寬比例。開槽環(huán)節(jié)，需對各個部件進行及時清理，防止舊瀝青、密封膠等粘黏到刀頭、墊片等上面，保證新切面存在于裂縫兩側(cè)，為合理控制開槽寬度，需做到刀片及時更換，以此達到灌封膠用量減少的目的。

3）清縫。槽內(nèi)雜物如碎渣等選取鋼刷清理，或裂縫兩側(cè)10范圍內(nèi)灰塵選取機械帶的吹風機等設備徹底清理干凈，確保槽口干凈、干燥。

4）灌縫施工。在槽內(nèi)充分灌入密封膠，縱向裂縫無需貼封，保證密封膠和路面高度一致。補縫時，如氣溫在5℃以下，如選取預熱設備及時預熱開槽位置，如該溫度條件下預熱無法進行，則直接補縫施工，將大大減小密封膠粘結(jié)性能。如補縫時溫度在5℃以上，則無需實施預熱施工，但進行預熱施工后，則具有更好的補縫效果。如175℃～193℃之間為密封膠加熱溫度范圍，可選取灌縫機刮平器壓力噴頭在槽內(nèi)均勻灌入密封膠，且在裂縫兩側(cè)設置寬度、厚度符合設計要求的封層。如選取標準槽貼封施工方法，槽內(nèi)兩側(cè)在施工后極易產(chǎn)生貼封帶，10到20cm為貼封兩側(cè)寬度范圍，1到3mm則為貼封厚度范圍。灌注遍數(shù)為2遍，根據(jù)槽深度第一遍進行50%灌注，第二遍需灌滿密封膠，后在槽口兩側(cè)位置分別貼封1到2cm。通過灌注施工，可降低密封膠冷卻后凹陷率。

5）開放交通。灌縫選取密封膠施工，充分冷卻密封膠后，即可清理干凈路面碎渣，之后允許車輛通行，通常情況下，可在15min內(nèi)控制冷卻時間。由于冷卻收縮作用，在槽體中間位置密封膠極易產(chǎn)生微小凹陷問題。經(jīng)大量實踐表明，此類凹陷不影響裂縫密封效果。除此之外，需嚴格按照氣溫實際情況，合理確定交通開放時間。

3 結(jié)束語

綜上所述，裂縫作為瀝青路面最主要的損害之一，長期以來都是市政道路路面工作的重點。瀝青路面面層開裂加速路面基層的水損壞，嚴重影響瀝青路面使用壽命。目前瀝青路面常用的裂縫修補技術主要以灌封、填縫、貼縫為主。灌封技術的應用，可有效封堵裂縫，提高工程質(zhì)量。

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