淺議風積沙地帶高速公路瀝青路面反射裂縫問題與防治

黃運華

中路高科交通檢測檢驗認證有限公司陜西分公司 陜西 西安 710065

引言

該高速公路在竣工驗收時，經(jīng)路面檢測發(fā)現(xiàn)，風積沙地帶瀝青路面出現(xiàn)較多等間距橫向裂縫，針對該裂縫的成因進行了調(diào)查研究，得出該裂縫為反射裂縫。為此對反射裂縫的成因和防治措施進行探討，達到提升高速公路施工質(zhì)量及使用年限、降低道路隱患、保障行車安全等目的。

1 反射裂縫成因

瀝青面層主要是為了滿足路面的功能要求而設(shè)置的，具有平整、耐磨、防水、防塵、減小噪聲等作用。但由于其本身的強度與半剛性材料相比很小，所以在路基、基層發(fā)生不均勻沉降和溫度變化出現(xiàn)裂縫時，會反射到瀝青路面上來，形成反射裂縫。國內(nèi)外瀝青路面調(diào)查研究表明，半剛性路面基層的反射裂縫主要是非荷載型的，是由于溫度的冷縮和材料的干縮而引起的，在某些情況下也可能是由溫度和荷載共同作用而產(chǎn)生的[1]。

結(jié)合該高速公路所處地理與氣候狀況、施工過程質(zhì)量控制情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，反射裂縫的形成有以下主要原因。

1.1 地理與氣候狀況

該高速公路處于半干旱大陸性季風氣候區(qū)的沙漠邊緣，全年有風天氣較多、冬季嚴寒漫長、夏季降雨時間短且集中、晝夜溫差較大，都易引起半剛性基層溫縮產(chǎn)生開裂，誘發(fā)反射裂縫；由于氣溫的降低使瀝青的延度降低，所以在冬季時半剛性基層的溫縮裂縫，更容易引起瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。

1.2 施工過程質(zhì)量控制情況

由于路基采用風積沙填筑，風積沙的透水性與吸水性均較大，會使基層混合料處于失水狀態(tài)；以及該地區(qū)處于半干旱區(qū)域、日照強烈、風力大、蒸發(fā)量較大等施工條件。同時因工程進度關(guān)系，施工半剛性基層混合料在配置時選擇了較高的膠凝材料摻量，使混合料早期強度較高，利于下一道工序開展；但較高的混合料膠凝材料摻量，最終將使混合料齡期強度增高，使半剛性基層變?yōu)閯傂曰鶎樱瑒傂曰鶎釉跊]有預(yù)裂切縫的情況下，會等間距產(chǎn)生干縮裂縫。再者地處風積沙地帶，施工養(yǎng)護用水困難，部分施工段落存在養(yǎng)護不到位的情況。以上原因會造成新鋪筑的半剛性基層隨著混合料中水分的減少產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力，水分減少的越快、越多，所產(chǎn)生的干縮應(yīng)力越大。所以在鋪筑瀝青面層前未產(chǎn)生干縮裂縫的半剛性基層，在鋪筑面層后不易再產(chǎn)生干縮裂縫，但若在鋪筑面層前基層已產(chǎn)生了干縮裂縫，鋪筑面層后原來的干縮裂縫會繼續(xù)拉開和擴展。

2 預(yù)防措施與治理

（1）半剛性基層目前最普遍使用的是水泥穩(wěn)定碎石與石灰粉煤灰穩(wěn)定碎石兩種類型。從強度和剛度來說，水泥穩(wěn)定類早期強度、剛度高，增長速度快，一個月以后基本可達到設(shè)計強度的要求；而石灰粉煤灰穩(wěn)定類早期強度低，增長速度慢，半年后才能達到設(shè)計強度。從變形能力和裂縫數(shù)量來說，水泥穩(wěn)定類比石灰穩(wěn)定類更為嚴重，前者的干縮系數(shù)約為后者的5倍以上，水泥穩(wěn)定類的反射裂縫更為嚴重。因此，在條件允許的情況下，最好選擇石灰粉煤灰穩(wěn)定類基層，這樣可大大減少反射裂縫的產(chǎn)生。

（2）合理控制膠凝材料摻量與及時養(yǎng)生。應(yīng)重視過高的膠凝材料摻量對于半剛性基層的負面作用，同時注重已成型基層的養(yǎng)生，可對基層進行覆蓋灑水、噴灑養(yǎng)護劑、改性瀝青乳液封閉等措施防止水分快速流失，減少裂縫的產(chǎn)生。

（3）適當控制基層材料中細集料的含量及塑性指數(shù)，細集料中小于0.075mm的顆粒含量不應(yīng)超過5%。工程實踐證明，基層混合料中小于0.075mm顆粒含量較大，及塑性指數(shù)較高時，在混合料硬化過程中，自身收縮較大，極易形成干縮裂縫。

（4）為避免或減少出現(xiàn)反射裂縫，基層混合料應(yīng)具有嚴格的級配范圍，對于水泥穩(wěn)定類型、石灰粉煤灰類型與無機結(jié)合料級配碎石應(yīng)按規(guī)范規(guī)定的級配范圍確定參配比例，或者進行專項的試驗論證選取抗沖刷能力好、干縮、溫縮系數(shù)小的半剛性基層材料作為基層，最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料，減少溫縮與干縮。

（5）選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青作瀝青混合料，保證瀝青的針入度、延度等指標，在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下，可對瀝青進行改性處理，以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能。對瀝青混合料中的集料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性能強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。在選配混合料級配時，應(yīng)兼顧其高溫穩(wěn)定性、疲勞性能和低溫抗裂性能，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。

（6）對于基層已經(jīng)出現(xiàn)干縮和溫縮裂縫的部位，必要時可鋪設(shè)土工布或玻璃纖維網(wǎng)，增強兩者之間的連接，防止在這個薄弱部位出現(xiàn)的開裂向路面反射。對于瀝青面層出現(xiàn)的反射裂縫，應(yīng)及時對裂縫進行清理后，注入改性瀝青進行封堵，防止雨水滲入基層及路基，造成進一步破壞。尤其在冬季時，由于瀝青的延度降低，裂縫的開裂程度會加劇，宜在此時對反射裂縫進行灌縫封閉處理。

3 結(jié)束語

通過對該高速公路所處自然環(huán)境及施工過程質(zhì)量控制的調(diào)查研究和分析不難發(fā)現(xiàn)，風積沙地帶高速公路建設(shè)的一些自然環(huán)境的制約和施工過程質(zhì)量控制中存在的不足，是反射裂縫形成的主要原因。反射裂縫不僅瀝青路面有裂縫，更嚴重的是路面基層的裂縫，如果雨水順著這種裂縫滲入路基，會造成路基軟化、強度下降、冰凍膨脹等一系列的質(zhì)量問題；同時反射裂縫會影響瀝青路面的整體性，造成路面松散、行車噪聲增大等質(zhì)量問題。應(yīng)重視反射裂縫的產(chǎn)生原因和預(yù)防處理措施，避免路面出現(xiàn)過早損壞及使用壽命降低。