市政工程瀝青混凝土路面裂縫的探究

王原寧

（蘭州市政建設集團有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

隨著城市化進程的不斷推進，市政道路建設得到了廣泛的關注。在市政工程中，瀝青混凝土路面是一種常見的路面結構形式，具有行車舒適、噪聲低、耐磨性好等優點。蘭州新區位于蘭州北部秦王川盆地，氣溫變化較大，四季分明，氣候干燥少雨，風速較大且持續時間長，氣溫年差較大，最高溫可達30 ℃以上，最低溫可達零下20 ℃以下。作為甘肅省的國家級新區，在過去幾年間，基礎設施建設不斷完善，交通網絡日益發達，道路面層幾乎全部采用瀝青混凝土面層，然而，在實際使用過程中，瀝青混凝土路面出現橫向裂縫、縱向裂縫、網狀裂縫，嚴重影響路面的使用壽命和行車安全。因此，分析瀝青混凝土路面裂縫的產生原因，并采取有效的防治措施，對于提高市政工程的質量和安全性具有重要意義。

1 瀝青混凝土路面裂縫的成因

對蘭州新區多條市政道路瀝青混凝土路面裂縫分析，其橫向裂縫占比最大，其次是縱向裂縫，最后是網狀裂縫。產生這些裂縫的主要原因有以下幾方面：

1.1 材料因素對瀝青混凝土路面的質量有著至關重要的影響

瀝青混凝土路面是目前道路工程中廣泛采用的高級路面，其裂縫的產生原因和材料因素密切相關。瀝青的黏度、溫度敏感性、延展性等性能參數都會影響路面的裂縫產生。例如，黏度較低的瀝青在高溫下容易軟化，導致路面變形，進而產生裂縫。同時，溫度敏感性較高的瀝青在溫度變化時容易發生收縮或膨脹，從而產生裂縫。集料的強度、耐磨性、吸水性等性能參數也會影響路面的裂縫產生。如果集料強度不足，容易在車輛荷載作用下發生破碎，導致路面裂縫。此外，吸水性強的集料在水分侵蝕下容易發生膨脹，進而產生裂縫。為了改善瀝青混凝土路面的性能，通常會添加一些添加劑，如抗剝落劑、抗車轍劑等。這些添加劑對路面的裂縫產生也有一定影響。例如，抗剝落劑可以增強瀝青與集料的黏附性，減少水分滲透，從而降低路面裂縫的產生。然而，過量使用抗剝落劑可能會降低路面的耐久性，增加裂縫產生的可能性[1]。

1.2 設計因素對瀝青混凝土路面裂縫的影響

如果路面結構設計不合理，如基層厚度不足、面層厚度不均等，會導致路面的強度和穩定性下降，致使路面承載能力不足，產生裂縫。道路排水設計不良會導致路面長時間積水，加速瀝青混凝土的老化、剝落和開裂。瀝青混凝土的配合比設計不合理，也會導致路面抗裂性能下降，產生裂縫。

1.3 施工因素對瀝青混凝土路面裂縫的影響

如果施工工藝不合理，如拌和溫度控制不當、運輸環節控制不到位、攤鋪碾壓設備行駛速度把控不嚴、壓實度不足、碾壓不到位、接縫處理不當等，會導致路面的密實度不足，產生裂縫。施工質量不達標，如路基壓實度不足、路面厚度不均、碾壓溫度控制不當等，都會導致路面的強度和穩定性受到影響，也會導致路面裂縫的產生。工期過短，導致路面養護時間不足，也會影響路面的質量。

1.4 環境因素對瀝青混凝土路面裂縫的影響

溫度變化會導致路面材料熱脹冷縮，產生溫度裂縫。蘭州新區市政道路瀝青混凝土路面受溫度變化的影響較大。在高溫季節，路面溫度升高，瀝青混合料變軟，容易出現車轍和推移現象，形成網狀裂縫。在低溫季節，路面溫度下降，瀝青混合料收縮，容易產生收縮裂縫。濕度變化會導致路面材料性能變化，產生裂縫。例如，長期受到雨水沖刷、陽光暴曬等自然因素的影響，路面材料容易老化、變形，從而導致路面出現縱縫。降雨會使路面長時間處于濕潤狀態，導致瀝青混合料的黏附性降低，容易出現剝落和松散現象，形成網狀裂縫。交通載荷是引起市政道路瀝青混凝土路面網狀裂縫的重要因素之一。如果車輛載荷過大或者分布不均，會使路面產生過大的應力，導致路面開裂。車輛行駛速度過快會使路面受到的沖擊力增大，也容易導致路面開裂。

1.5 市政工程道路基層對瀝青混凝土面層裂縫的影響

基層施工質量是影響瀝青混凝土面層裂縫的主要因素之一。如果基層施工質量控制不嚴格，如壓實度不足、厚度不均等，會導致基層出現不均勻沉降，進而在瀝青混凝土面層產生裂縫。如果基層材料質量不佳，如水泥劑量不足、含泥量高等，會導致基層強度不足，容易在瀝青混凝土面層產生裂縫。蘭州新區道路瀝青混凝土面層的橫向裂縫，大部分是由基層反射到瀝青混凝土面層的，主要表現為3～5 m 一道的橫向裂縫，其產生的原因主要為基層材料由半剛性材料變成了剛性材料。

2 瀝青混凝土路面裂縫的類型

2.1 橫向裂縫

橫向裂縫是指與道路中線近于垂直的裂縫，這類裂縫通常由于溫度變化、半剛性基層收縮等引起。橫向裂縫分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫，荷載性裂縫主要是由于交通荷載引起的結構性破壞裂縫，而非荷載性裂縫主要是由于瀝青面層溫度收縮和半剛性基層的收縮裂紋引起的。橫向裂縫最初并不會對行車輛行駛造成太大影響，但橫向裂縫病害不斷演化后，將會對道路結構和行車安全造成影響[2]。蘭州新區晝夜溫差較大，瀝青混凝土路面的橫向裂縫大部分屬于非荷載性裂縫。

2.2 縱向裂縫

縱向裂縫是指與道路中線基本平行的裂縫，這類裂縫通常由于路基回填材料質量、施工工藝等因素引起。縱向裂縫一般發生在高填方路段或加寬路段，或者由于路基不均勻沉降引起的。蘭州新區市政道路瀝青混凝土路面縱向裂縫主要體現在道路中線位置和地下管線溝槽位置。

2.3 網狀裂縫

網狀裂縫是指相互交錯的裂縫，這類裂縫通常由于瀝青與集料配比不當、施工工藝等因素引起。網狀裂縫一般表現為路面強度不足，承載能力差。蘭州新區市政道路瀝青混凝土路面的網狀裂縫相對來說比較少，主要是在高溫季節車輛行駛產生的推移和車轍引起的。

2.4 反射裂縫

反射裂縫是指由基層裂縫反射到面層。現在市政道路絕大部分采用水泥穩定碎石和水泥穩定砂礫作為基礎材料，該材料為半剛性材料，容易產生裂縫。

3 瀝青混凝土路面裂縫的防治措施

結合蘭州新區市政工程瀝青混凝土路面產生裂縫的原因分析和路面裂縫的構成，為防范新建項目出現同樣的問題，減少瀝青混凝土路面的裂縫，主要從以下幾方面進行防治。

3.1 加強對材料的質量控制

選擇優質的瀝青、水泥、砂、石等材料，確保材料質量符合規范要求；加強原材料的檢驗和試驗工作，確保材料性能穩定可靠；對于不合格的材料應及時進行更換或處理，避免使用劣質材料影響工程質量。保證材料的配合比合理，在施工過程中隨時根據進場材料的檢測數據對施工配合比進行修正，以提高路面的抗裂性能。同時，加強材料的運輸和儲存管理，防止材料受潮或污染。其中，對瀝青主要關注其性質、等級、種類以及含量。根據不同的施工環境和工程需求，選擇合適的瀝青，確保其具有良好的黏結性、耐久性和抗疲勞性能。同時，對于進場的瀝青，需要進行嚴格的檢測，確保其質量符合相關標準。對粗集料要求具有足夠的強度和耐磨性，同時保持適當的顆粒級配。常用的粗集料有碎石、碎礫石等。在選擇粗集料時，要確保其干凈、干燥，并具有穩定的物理和化學性質。對細集料要求具有較好的嵌擠性和黏附性，同時保持適當的顆粒級配。常用的細集料有天然砂、機制砂等。對于細集料的選擇，同樣需要確保其干凈、干燥，并符合相關質量標準。對填料要求具有較好的填充效果，同時能夠改善瀝青混凝土的物理和化學性能。常用的填料有礦粉、石灰巖粉等。對于填料的選擇，需要確保其干燥、無雜質，并符合相關質量標準。

3.2 優化結構設計增加路面的承載能力

蘭州新區位于黃河上游，地處甘肅中部黃土高原低丘緩坡區域，土質疏松、濕陷性強、保水能力差，在瀝青砼路面設計中，要優化結構，增加路面的承載能力。例如，增加基層厚度、采用雙層瀝青面層等。在結構設計過程中，充分考慮溫度變化對路面結構的影響，采取相應的措施降低溫度應力。例如，可采用柔性基層或設置應力吸收層，降低溫度應力對路面的影響。同時，應考慮排水設計，避免路面長時間積水。在路面結構中設置防水層，防止水分滲透對路面造成破壞。防水層可采用改性瀝青防水涂料或卷材防水層。同時，在路面排水系統設計中，應充分考慮防水要求，防止水分滲透對路面造成破壞。此外，結構設計要充分考慮車輛荷載、交通量等因素。基層結構形式可采用水泥穩定碎石、水泥穩定砂礫、級配碎石等，提高基層的承載能力和水穩定性。

3.3 優化施工工藝提高施工質量

在以后的瀝青混凝土路面施工時，要合理確定拌和時間，確保瀝青混凝凝土充分混合。嚴格控制拌和過程中溫度，避免過高或過低影響瀝青混凝土的性能。選擇大型專業的運輸車輛，規劃好運輸路線，確保瀝青混凝土在運輸過程中不發生離析、滲漏等問題。根據攤鋪設備性能和道路寬度，合理選擇攤鋪機數量，減少縱向冷接縫。采用先進的碾壓設備和技術，保證路面的密實度和平整度。加強施工現場的質量監管，確保材料質量和施工質量符合要求。合理安排工期，保證路面有足夠的養護時間。在路基施工過程中，要保證壓實度足夠；在路面攤鋪過程中，要保證攤鋪厚度均勻、碾壓溫度控制適當；在施工過程中要注意排水系統的設置，避免積水對路面造成損害;同時，應合理安排施工時間，避免低溫施工等不利條件。在施工過程中，要嚴格按照規定的溫度和碾壓工藝進行操作，保證路面的壓實度和均勻性。重視接縫處理工作，采取合理的接縫處理技術，確保接縫質量。嚴格控制原材料質量，對進場的原材料進行嚴格檢驗，確保其符合設計要求。加強混合料施工配合比設計，對瀝青混凝土的混合料配合比進行設計，并進行檢測。通過檢測混合料的性能指標，如抗壓強度、抗折強度、穩定性等，確保混合料的配合比滿足工程要求并具有良好的路用性能。加強施工過程檢測，主要包括混合料的溫度、壓實度、厚度、平整度等方面的檢測。通過施工過程的檢測，確保瀝青混凝土的施工質量符合相關規范和標準。瀝青混凝土施工完成后，進行成品檢測。主要包括外觀質量、尺寸偏差、強度等方面的檢測。通過成品檢測，確保瀝青混凝土的施工質量符合設計要求和相關規范。

3.4 充分考慮環境因素對路面的影響

應充分考慮蘭州新區環境因素對瀝青混凝土路面的影響，采取相應的措施。例如，針對溫度變化較大的影響，可以選擇溫度穩定性好的材料，或者在基層和面層之間設置應力吸收層來緩解溫度應力。在夏季和秋季高溫時段，可以通過噴水、遮陽等方法降低路面溫度，避免因溫度過高導致路面車轍和推移現象的產生。在冬季低溫時段，可以通過撒鹽、噴灑防凍液等方法防止路面結冰，避免因溫度過低導致路面收縮裂縫的產生。同時，應加強對交通荷載的限制和管理，避免超載車輛對路面的損害。通過限制車輛載荷的大小和分布，可以減少因車輛載荷過大對路面的損害。可以在路面上設置限載標志或者采取其他交通管理措施來限制車輛載荷。通過控制車輛行駛速度，可以減少因車輛行駛速度過快對路面的沖擊力。可以在路面上設置限速標志或者采取其他交通管理措施來控制車輛行駛速度。

3.5 加強基層施工質量管理

為了確保基層施工質量，應嚴格控制基層材料的配合比和水泥劑量，確保基層強度符合設計要求；加強基層施工過程中的質量監管，確保壓實度、厚度等關鍵指標符合規范要求；對于特殊地質條件或環境因素，應采取相應的施工措施，如加強排水、降低地下水位等。對于已經出現的裂縫基層應及時進行處理和修復，避免裂縫反射到瀝青混凝土面層。例如，蘭州新區市政道路工程在施工過程中發現了水泥穩定碎石基層出現裂縫問題。經過調查和分析發現，主要是由于基層剛性太強，新區早晚溫差大基層收縮引起的。為了解決這一問題，施工單位采取了以下措施：首先在保證基層鉆心取樣滿足要求的前提下，將設計的5%水泥穩定碎石配合比調整到4.5%左右；其次提高了材料質量標準；最后延長基層養護時間，由常規的7 d 延長到14 d，并做好保溫和保濕措施。經過一段時間的施工后發現基層裂縫問題得到了有效解決并且工程質量得到了顯著提高。對已出現的基層裂縫采用灌縫處理并鋪設聚酯玻纖布，防止裂縫發射到瀝青混凝土面層。

3.6 加強養護管理

在蘭州新區市政工程瀝青混凝土路面使用過程中，應加強養護管理。定期對路面進行檢查和維護，及時發現并處理裂縫等病害。對于已經出現的裂縫，應根據具體情況采取相應的處理措施，對于3 mm 以下的裂縫一般情況下可以不作處理；3～5 mm 的裂縫，要先對裂縫區域進行清掃，然后將空氣抽空，倒入瀝青將其堵住。在處理大于5 mm的裂縫時，需要將裂縫的上、中層銑刨，然后再進行處理。根據裂縫的大小和程度選擇合適的修補方法，可以采用熱補、冷補、灌縫等技術進行修補。同時，加強路面的平整度和排水設施的檢查和維護，防止積水對路面造成損害[3]。

3.7 引入新技術新材料

隨著科技的不斷進步，一些新的技術和材料在市政工程瀝青混凝土路面建設中得到了廣泛應用。例如，采用新型的防水材料可以提高路面的防水性能；采用新型的瀝青材料可以提高路面的耐久性和抗老化性能。因此，在市政工程瀝青混凝土路面建設中，應積極引入新技術新材料，以提高路面的整體性能和使用壽命[4]。

4 結語

總之，市政工程瀝青混凝土路面裂縫的產生原因多種多樣，需要從施工工藝、結構設計、自然環境因素等多方面進行分析和防治。通過嚴格控制施工工藝、優化結構設計、加強養護管理以及引入新技術新材料等措施，可以有效地減少市政工程瀝青混凝土路面裂縫的產生，提高路面的整體性能和使用壽命。