半剛性基層瀝青路面抗裂施工技術

楊文麗

（石家莊市京昆高速公路石太管理處，河北 石家莊 050223）

一、引言

高速公路路面結構大多采用瀝青混凝土結構形式。由于受到行車荷載、外界環境、公路自身老化等因素的長期影響，瀝青路面會出現一定的病害問題，導致基層穩定性和強度降低。半剛性基層瀝青路面抗裂施工技術主要是在混合料內加入一定量的抗裂縫劑，改善半剛性材料力學性能，提高公路整體質量，同時可解決施工中的環境污染問題。

二、工程概況

某高速公路工程全線長33.52km，設計行車速度為120km/h，為雙向四車道，路面寬度為22m，路面為改性瀝青混凝土結構。隨著車流量逐漸增大，重載超載車輛逐漸增多，經勘查發現該公路局部位置存在不同程度的病害問題，如車轍、裂縫、泛油、推移等，其中裂縫問題最為嚴重，多為基層裂縫。本文結合該路面基層裂縫問題，選擇了合理的抗裂施工技術，并制定出合理的施工工藝方案。

三、半剛性基層裂縫產生機理

（一）水泥穩定碎石基層開裂機理

半剛性基層是由多項材料經過碾壓構成的一種板型結構，組成材料有礦料、無機結合料等。由于混合料自身形狀特性，其內部各材料構成不均勻，長期在外界因素影響下，混合料各處受不均勻荷載作用，從而造成應變疲勞，在應力集中部位會出現裂縫現象，隨時間推移裂縫會逐漸擴散增大，甚至貫穿整個基層內部，導致基層開裂。

（二）發射裂縫產生機理

公路施工完畢后，受長期重載超載車輛碾壓以及外界環境長期影響，造成路面水泥穩定碎石基層各處受力不均，最終形成裂縫問題。半剛性基層裂縫可分為兩種，分別為宏觀裂縫和微觀裂縫，宏觀裂縫通常發生于瀝青面層鋪筑早期，在長期行車荷載影響下，基層和面層連接處應力應變集中作用，進而產生疲勞反應，隨時間推移，裂縫將貫穿整個瀝青面層內部，最終形成反射裂縫。

（三）瀝青面層裂縫產生機理

瀝青混合料內部由于礦料粒徑大小不同以及瀝青膠結料黏性，導致其內部無法均勻混合分布，瀝青混合料內部容易出現許多小裂縫問題，在溫度和荷載作用下，瀝青路面內裂縫逐漸集中，溫度驟變以及溫差變化時應力消除，反復變化后路面出現應變疲勞，最終產生疲勞裂縫。

四、半剛性基層瀝青路面抗裂施工技術在公路工程中的應用

（一）瀝青路面抗裂施工技術類型

1.瀝青面層抗裂技術

半剛性基層瀝青層厚度較低，基層強度不夠，路面容易產生裂縫，降低公路行車安全性。因此應加強瀝青面層厚度，將面層應力擴散分布均勻，提高面層的穩定性，減少應力集中，緩解瀝青面層的抗裂壓力。據研究得到瀝青面層厚度的最大值為20cm，當達到臨界值時，不僅會造成路面裂縫，還會增大施工成本。所以在施工時，應挑選合理的施工材料，同時優化材料的配比設計，提高瀝青面層的整體抗裂效果。

2.基層抗裂技術

通常在穩定碎石內加入少量骨架，結合骨架的嵌擠原理，降低水泥劑量，減少水穩碎石內的化學反應，并合理控制原材料的含水量和溫度，以提高路面的抗干縮性和抗溫縮性，這樣在減少水泥劑量的基礎上會降低基礎強度。因此，應以骨架來設計水穩碎石，降低骨料摩擦效果。

3.界面層抗裂技術

面層鋪設主要包括土工織物、應力吸收層以及玻璃纖維格柵，其中土工織物由于自身較好的融合性可有效與不同材料配合，但在外界溫度驟變的前提下，會出現水平位移，因此確保土工織物的良好保溫隔熱效果，可控制水平位移降低開裂幾率。應力吸收層的成本較低，可較好解決應力集中問題，提高基層整體抗裂效果。玻璃纖維格柵自身具有良好的抗高溫、抗腐蝕、抗壓效果，與瀝青材料融合后可增強其綜合效果，緩解面層拉應力的同時，減少裂縫數量。

（二）施工工藝

1.材料拌和

結合施工實際情況選擇合理的水泥拌和機，該項目選用WBC-500型號的水泥穩定土拌和機，并通過室內試驗確定所需機械量，在正式拌和前對拌和機進行安裝和調試，確保機械的正常使用。同時，通過室內試驗進行材料配合比設計，摻入5%左右的緩凝劑，以免出現拌和花白料。合理控制水泥劑量、用水量、拌和速度和功率，避免出現混合料離析現象。

2.基層混合料運輸及攤鋪

計算拌和樓與施工現場實際距離，根據距離長短，選擇合理型號的運輸自卸車來裝運混合料，以減少混合料在運輸過程中散失溫度，同時保證混合料在施工中可連續供應。通過室內試驗確定混合料攤鋪系數，以選取合理型號的攤鋪機進行攤鋪施工。攤鋪機在工作運行中應時刻保持直線行駛，并均勻連續地控制攤鋪溫度，提高面層平整度。

3.基層混合料的碾壓施工

基層混合料碾壓施工的方式為先一遍靜壓再一遍振動小幅度碾壓，然后再大小振各壓實一遍，最后再一遍靜壓處理。層次分明地設置碾壓區域，并設定好分解標識，前后輪的重疊范圍確保在50%左右，提高基層碾壓的連續效果。

4.瀝青面層攤鋪碾壓

提前將攤鋪機熨平板進行預熱處理，將溫度控制在混合料施工溫度范圍內，以免在施工中混合料黏結在車輪上，通常熨平板的預熱時間大致在30min左右，可根據實際情況適當對溫度時間進行調整。瀝青面層的碾壓主要有初壓、復壓、終壓三個步驟，瀝青面層碾壓過程中，應選用振動壓路機和單輪壓路機，并設定好碾壓遍數。

5.施工注意事項

施工前，對技術人員做好施工培訓并進行專業考核，通過室內試驗來檢驗原材料的性能指標，不滿足標準應及時摒棄。同時，確保各個機械車輛和設備可正常使用，提高施工質量。

（三）質量檢測

在試驗路段上進行半剛性基層瀝青路面抗裂施工，施工完畢后對施工質量進行檢測，通常檢測指標包含基層壓實度、含水量等。采用無核密度儀檢測基層的壓實度和含水量，同時人為觀察路面裂縫問題，對比試驗路段和常規路段裂縫情況，試驗路段壓實度檢測結果和裂縫觀測結果分別如表1、表2所示。檢測得到壓實度和含水量變化較小，施工材料開裂情況得到良好改善，半剛性基層瀝青路面施工質量良好，表面裂縫數量得到有效控制。

表1.試驗路段壓實度檢測結果

表2.裂縫觀測結果

五、結語

本文研究了半剛性基層裂縫產生機理處治方法，重點介紹4種抗裂施工類型，闡述了半剛性基層瀝青路面抗裂施工工藝，并在具體工程進行應用，證實了路面抗裂施工技術的合理性和實用性，可有助于指導實際施工。