公路路面施工裂縫的成因

郭華紅

(山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000)

1 公路路面裂縫原因

1.1 基層的干縮和溫縮

半剛性基層出現的干燥收縮開裂的問題主要是因為混合料的失水嚴重而造成的。干縮現象的出現與材料的性質和含水量存在直接的聯系，無機料穩定細粒土要比穩定粗粒土的干縮變形量會比較大，所以容易容易發生開裂的問題。在失水量達到25%時，石灰土的干縮系數達到(1 200～1 500)×10-6并產生(3 000～3 750)×10-6的干縮應變。

低溫干縮開裂主要是因為半剛性基層在施工的過程中因為高溫與常溫的影響作用，在冬季溫度下降比較快，混合料會出現急劇收縮的情況，此時會導致下層受到約束影響而產生收縮應力，如果在該應力超出材料的抗拉性能時，就會導致溫縮裂縫的存在，一般寬度會達到2～16 mm，溫差越大、約束越大就更加容易出現開裂的問題。路面開裂的發展與應力變化為：混合料因為溫度下降比較快而導致拉應力超出材料的抗拉強度時，就會出現裂縫的問題，在開裂之后其內部的應力會發生一定的變化，如果還有內部應力，就會繼續產生更加嚴重裂縫的問題。直到最終的裂縫發展到一定程度，應力消除之后才能逐漸的縮小裂縫。

1.2 路基壓實度不夠或不均勻沉陷

路基路面在進行設計的過程中，車輛荷載應用的是標準額定軸(BZZ-100)來進行分析。在公路項目建設完成投入使用之后，路基的工作區域深度已經達到了要求。投入運營后，車輛的持續重載碾壓作用之下，路基工作區的深度會持續的增加，但是往往會因為超載的影響而導致其實際深度超出預設深度，從而導致了部分的路基出現穩定性、強度嚴重不足的問題，路基也就會出現裂縫、沉陷、車轍、變形等問題。

1.3 瀝青面層的彎拉疲勞和老化

瀝青材料的是一種粘彈性的材料，具備較高的溫度敏感性。瀝青材料在高溫使用之下，應力松弛性能比較好，溫度的變化所產生的變形不會產生較大的溫度應力，但是氣溫持續下降之下，瀝青材料會逐步的發硬并且開始收縮，如果材料的低溫性能無法滿足該地區的溫度變化過大的溫度應力，此時半剛性基層也會產生嚴重的拉應力作用，瀝青混合料的應力松弛無法達到溫度應力的變化，混合料的勁度會有很大的提升，瀝青面層也會直接說道路面的約束，面層中所存在的拉應力超出材料的抗拉強度，就會導致開裂問題的出現。

1.4 反射裂縫

反射裂縫是因為基坑開裂反射現象的存在而導致面層開裂，也可能會造成基層開裂問題的出現。溫度裂縫的主要形式就是上大下小，有些裂縫是從面層直接開裂到基層結構中，有些則是只在面層結構上開裂。從溫度膨脹系數的方面進行分析，瀝青面層要比無機結合土大，在同期、同路段中，面層收縮應力會大于基層結構，此時會造成比較嚴重的接縫問題。新鋪設施工的半剛性結構結構，隨著水含量的逐漸降低，會導致干縮應力的存在，水分流失速度越快，就會導致干縮應力越大，此時也會導致嚴重變形的問題。在已經存在的干縮裂縫的面層結構，如果面層比較薄的情況下，半剛性瀝青基層部分的裂縫會先在面層底部出現，并且在短時間內就會形成發射裂縫的問題，如果在車輛持續的作用之下，拉應力與溫度應力聯合作用會導致反射裂縫發育較快，嚴重性也會比較大。

2 預防瀝青路面裂縫的對策措施

2.1 應用抗裂性能較強的施工材料

基層材料的性質往往會因為水分、溫度的影響而導致其出現開裂的問題，因此，在進行板剛性路面設計的過程中，需要使用具備較強抗沖刷、干縮性能較小的材料進行施工， 同時要滿足工程所需要的抗拉強度性能。應用水泥來取代石灰的方式，其抗裂性能更好。在施工中，應該加強對于半剛性基層材料的含水量控制，保證其處于工程要求的范圍內，并且碾壓施工結束之后需要立即進行養護施工， 同時還可以選擇在表層鋪設乳化瀝青封層。從大量的實踐經驗分析可以發現，將基層厚度從10 cm增加到25 cm之后，承載性能提升約3倍。由此可見，在成本合理性的基礎上，可以適當的增加基層厚度。

2.2 提高路基強度和穩定性

路基是整個結構部分的承載結構，同時也是主要承載車輛載荷的部分，其強度性能和穩定性也會直接影響工程的質量，所以需要加強施工的質量控制。

當前的公路運行中超載問題比較嚴重，所以在路基施工階段，其工作范圍內的深度應該大于設計深度尺寸，從而可以全面提升結構的承載性能。嚴格控制路基的填筑施工工藝，選擇合適的施工材料，以達到工程的質量要求。公路項目的建設施工，還容易存在碾壓不均勻、壓實度不足的情況，其承載性能就無法達到規定的要求，同時也會導致不同程度的沉陷問題，進而產生裂縫病害。因此，在施工過程中需要加強壓實度的控制，確保其強度和穩定性達到要求，否則將會導致工程質量出現嚴重問題。

2.3 選擇符合工程要求的混合料

根據工程的施工需要，選擇合適的瀝青施工材料，并且需要加強技術參數的控制，在達到穩定性的要求下，應該采用針入度比較大的瀝青材料制作面層，此時可以消除低溫收縮與高溫疲勞而導致的裂縫問題。如果沒有優質瀝青材料，可以在施工中加入一定量的添加劑或者聚合物，以保證材料的低溫抗裂與高溫穩定性達到要求。瀝青混合料中的集料應該使用粗糙度、堅硬度、耐磨性等都能夠達到要求的集料制作，以保證其達到要求。空隙率對于面層結構部分的疲勞性能產生直接的影響，密實性瀝青混凝土結構中的瀝青硬化速度比較慢，并且可以緩解裂縫的延展。

2.4 設置應力吸收層

深入的分析反射裂縫的形成原因與工作原理，明確基層與面層中的瀝青材料進行施工，可以根據需要在中間層的位置上設置吸收基層反射應力，以防止裂縫出現嚴重擴散的問題。

3 結束語

伴隨著公路事業的發展和進步，瀝青混凝土被大量的應用到工程實踐中，但是在長期的使用過程中，因為外部自然環境、車輛荷載的影響而導致出現裂縫的問題，并且容易出現沉陷、翻漿、松散等問題，并且會持續的擴展，導致整體結構出現損壞的問題，承載性能也無法滿足要求。基于此，在施工中需要充分分析裂縫原因，并且采取合理的處理措施，提升養護質量，滿足交通運行安全性與舒適性的需要。