淺談低等級(jí)公路反射裂縫及處治措施

摘 要：道路鋪筑期間，會(huì)因?yàn)楦黝愐蛩赜绊懚霈F(xiàn)裂縫，降低道路工程質(zhì)量，縮短道路工程使用壽命，影響路基和路面強(qiáng)度。基于此，以南寧市江南區(qū)蘇圩鎮(zhèn)至延安鎮(zhèn)公路拓寬工程為案例，分析在低等級(jí)公路作業(yè)期間反射裂縫產(chǎn)生的機(jī)理和影響因素，論述反射裂縫出現(xiàn)對(duì)道路產(chǎn)生的危害，探究反射裂縫處理的措施。

關(guān)鍵詞：道路施工；反射裂縫；防治措施

中圖分類號(hào)：U416" " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號(hào)：2096-6903（2025）01-0014-03

0 引言

使用瀝青鋪設(shè)完成的道路工程，在實(shí)際應(yīng)用期間表現(xiàn)出來(lái)?yè)P(yáng)塵少、噪聲小、行車舒適、維修方便等特點(diǎn)，所以在現(xiàn)代道路工程施工之中被廣泛應(yīng)用。但瀝青道路工程在應(yīng)用的時(shí)候也經(jīng)常性的出現(xiàn)裂縫等病害，不僅導(dǎo)致瀝青道路的質(zhì)量出現(xiàn)嚴(yán)重降低，還會(huì)造成路面病害發(fā)生惡性循環(huán)[1]。

對(duì)瀝青道路的長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)代化的瀝青道路施工技術(shù)手段和管理模式不斷優(yōu)化和升級(jí)，從而使得瀝青道路在應(yīng)用期間較少的出現(xiàn)比較嚴(yán)重的病害問(wèn)題，也大幅度降低了瀝青病害問(wèn)題的出現(xiàn)概率。雖然瀝青道路的病害問(wèn)題有所改善，但是裂縫問(wèn)題尚未徹底根除，這既有施工材料、施工技術(shù)和施工設(shè)計(jì)的因素影響，也有周圍環(huán)境的影響。

1 工程概況

針對(duì)南寧市江南區(qū)蘇圩鎮(zhèn)至延安鎮(zhèn)公路拓寬工程進(jìn)行公路拓寬升級(jí)時(shí)，按照規(guī)劃完成長(zhǎng)約6.316 km的施工，路面寬度為7.5 m，路基寬度為8.5 m，按照雙車道三級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)完成項(xiàng)目段施工。

項(xiàng)目工程施工建設(shè)的主要內(nèi)容有拓寬加鋪瀝青混凝土路面及路肩硬化，加高原有路基擋土墻，調(diào)整路線彎曲半徑與縱坡，完善相關(guān)交通安全設(shè)施，并對(duì)沿線部分路段進(jìn)行美化綠化等。

2 反射裂縫機(jī)理與影響因素

2.1 反射裂縫機(jī)理

施工資料結(jié)果顯示，在瀝青路面使用過(guò)程中，由于受到內(nèi)部因素和外部因素的多重影響，出現(xiàn)了干縮裂縫問(wèn)題和低溫收縮裂縫問(wèn)題。在施工過(guò)程中由于交通荷載、溫度、濕度等各類因素的綜合影響，會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)出現(xiàn)的道路裂縫會(huì)發(fā)生規(guī)模化的擴(kuò)大，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)反射裂縫[2]。路面結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

反射裂縫的出現(xiàn)，一方面對(duì)行車的舒適性和路面美觀度造成影響，另一方面也會(huì)大幅度縮短瀝青路面的施工壽命，降低瀝青道路的品質(zhì)。瀝青道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)的裂縫可以通過(guò)斷裂學(xué)做出反映，所以在分析瀝青道路反射裂縫的時(shí)候具有比較好的應(yīng)用效果。當(dāng)前在分析瀝青道路反射裂縫的時(shí)候，重點(diǎn)是以計(jì)算的方式，對(duì)縫端應(yīng)力強(qiáng)度因子和縫端應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)比分析多種類型的防裂縫方案和計(jì)算得到的縫端應(yīng)力與應(yīng)力強(qiáng)度因子結(jié)果，了解影響瀝青道路反射裂縫出現(xiàn)的機(jī)理[3]。

2.2 反射裂縫影響因素

2.2.1 溫度影響因素

外部環(huán)境，尤其是溫度環(huán)境的變化，會(huì)對(duì)瀝青道路產(chǎn)生一定程度的影響，溫度影響因素可以按照每日的變化情況，或者是每年的變化情況而展開分析。在年溫度變化情況的影響之下，分析反射裂縫具有比較長(zhǎng)的周期，瀝青道路罩面層的底面位置和頂部位置所具有的溫度差值相對(duì)較小。在溫度較低的深秋或者冬季，舊混凝土板將會(huì)表現(xiàn)出收縮變形的特點(diǎn)，進(jìn)而會(huì)在瀝青罩面層內(nèi)出現(xiàn)比較明顯的拉應(yīng)力，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。在春末以及夏天時(shí)，舊混凝土板將會(huì)出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象，進(jìn)而會(huì)在瀝青罩面層內(nèi)出現(xiàn)比較明顯的壓應(yīng)力，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫[4]。

瀝青道路受到日溫度變化作用，從而會(huì)造成罩面的頂層位置發(fā)生變化幅度較大的溫度變動(dòng)，但是在底部的位置，溫度變化的幅度相對(duì)較小。若是在道路維護(hù)與管理的時(shí)候沒(méi)有做出良好的控制，必然會(huì)導(dǎo)致道路因?yàn)闇囟鹊淖兓霈F(xiàn)變形和翹曲等問(wèn)題。隨著溫度的不斷提升，將會(huì)導(dǎo)致瀝青的罩面層位置表現(xiàn)出比較大的拉應(yīng)力。當(dāng)瀝青路面底部位置出現(xiàn)壓應(yīng)力的時(shí)候，當(dāng)溫度出現(xiàn)比較快的變化頻率和比較大的變化幅度，那么其形成的壓力也會(huì)隨之增加，較為容易出現(xiàn)反射裂縫問(wèn)題。

2.2.2 荷載型反射裂縫

汽車在瀝青道路上的行駛，也會(huì)為反射裂縫的出現(xiàn)和加重造成影響。當(dāng)汽車從裂縫上行駛以后，裂縫的變化可劃分成3個(gè)過(guò)程：第一，軸載處于接縫的一側(cè)位置，此時(shí)接縫的兩側(cè)位置將會(huì)表現(xiàn)出比較大相對(duì)位移現(xiàn)象，從而會(huì)在罩面層當(dāng)中產(chǎn)生比較大的剪切應(yīng)力。第二，軸載處于接縫的頂面位置時(shí)，此時(shí)接縫的兩側(cè)沒(méi)有表現(xiàn)出相對(duì)位移的現(xiàn)象，或者是相對(duì)位移的幅度比較小，瀝青路面的罩面層主要承受彎拉應(yīng)力影響。第三，軸載從接縫上駛離的時(shí)候，在瀝青道路的罩面層內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)與第一次相反方向的剪切應(yīng)力，在整個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，罩面層會(huì)受到兩次剪切一次彎曲，并且兩個(gè)力是呈連續(xù)性的[5]。

3 反射裂縫出現(xiàn)對(duì)道路產(chǎn)生的危害

在瀝青道路應(yīng)用中，最為常見的危害類型便是反射裂縫。若管理養(yǎng)護(hù)部門沒(méi)有及時(shí)對(duì)裂縫做出處理，將會(huì)導(dǎo)致路面的裂縫不斷增大，嚴(yán)重影響行車的舒適性，也會(huì)影響道路的使用壽命。在裂縫剛開始出現(xiàn)時(shí)規(guī)模較小，不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，但隨著時(shí)間的推移，裂縫會(huì)受到汽車荷載、溫度、降水等影響而不斷增大。若此時(shí)沒(méi)有處理，會(huì)造成裂縫兩側(cè)位置的路面結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，增加土基內(nèi)的含水量，甚至?xí)?dǎo)致土基內(nèi)的含水量達(dá)到飽和狀態(tài)，顯著的降低結(jié)構(gòu)層承載能力。在受到大量行車荷載的影響下，將會(huì)出現(xiàn)沖刷泥漿的現(xiàn)象，使得路面被破壞的速度加快。

4 低等級(jí)道路反射裂縫處理措施

4.1 基層病害處治

路面損壞狀況是路面結(jié)構(gòu)的物理狀況和承載能力的表觀反映，對(duì)舊路面已出現(xiàn)病害的部位處治是抑制加鋪瀝青層反射裂縫的首要重點(diǎn)。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及檢測(cè)分析，蘇圩鎮(zhèn)敬團(tuán)村通往延安鎮(zhèn)的主要路段032縣道全線砼路面路況大部分完好，局部出現(xiàn)斷板、坑槽、龜裂現(xiàn)象，經(jīng)統(tǒng)計(jì)病害區(qū)域分布有37處/462 m2。水泥路面已出現(xiàn)的病害問(wèn)題在瀝青罩面層施工前需及時(shí)處理完畢，一般性碎板、開裂、下沉區(qū)域通過(guò)換板即可消除表面功能性病害。

具體處治措施為：損壞部分面板首先用切割機(jī)規(guī)則切縫，破碎挖掘機(jī)沿縫將損壞部分鑿除，觀察下承層級(jí)配是否存在含水量較大軟化、松散、空洞等現(xiàn)象。當(dāng)下承層級(jí)配不滿足要求時(shí)，還需將級(jí)配料按規(guī)定進(jìn)行處理，然后再恢復(fù)混凝土面板，強(qiáng)度與原混凝土強(qiáng)度保持一致。路面病害圖如圖2所示。

4.2 設(shè)置抗裂貼

項(xiàng)目基層是利用原有舊水泥混凝土路面層，并且道路兩側(cè)拼寬同強(qiáng)度水泥混凝土層，整體基層存在無(wú)法避免的縱橫施工縫和拼寬裂縫。對(duì)于剛性基層的瀝青混凝土面層而言，在溫度和荷載反復(fù)作用下，剛性基層的裂縫是極易擴(kuò)展反射至瀝青面頂層的。

為有效解決和延緩剛性基層裂縫擴(kuò)展至瀝青層，可在面層和基層間的裂縫處設(shè)置一抗裂層，本工程抗裂層采用施工簡(jiǎn)便、較好強(qiáng)度和耐久的抗裂貼。抗裂貼技術(shù)指標(biāo)要求如表1所示。抗裂貼施工前確保基層干凈平整無(wú)污染，然后在施工部分涂刷一層黏結(jié)劑，加強(qiáng)抗裂貼的黏結(jié)性。將抗裂貼按規(guī)范粘貼于基層各裂縫處，黏結(jié)牢固、無(wú)卷邊、無(wú)空鼓，下張抗裂貼保證與上張有一定的重疊，重疊寬度不小于5 cm。

4.3 瀝青接縫位置處理

利用切縫機(jī)切其斷面位置，從而保證接縫斷面位置是個(gè)垂直面。在檢查切縫位置的時(shí)候，可通過(guò)使用3 m直尺完成，全部切除在接頭位置因?yàn)樯洗文雺憾牟糠帧榱丝刂魄谐拈L(zhǎng)度，在結(jié)束攤鋪任務(wù)之前，要求用于攤鋪的設(shè)備震動(dòng)夯錘需要長(zhǎng)時(shí)間保持震動(dòng)，一直持續(xù)到完成攤鋪任務(wù)。

在碾壓施工處理期間，使用壓路機(jī)對(duì)瀝青道路展開橫向碾壓處理，從而實(shí)現(xiàn)從冷到熱的過(guò)渡處理，并且在碾壓期間要反復(fù)的使用細(xì)料完成填實(shí)處理，一直持續(xù)到使用3 m直尺進(jìn)行檢查，結(jié)果符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為止，并開始縱向碾壓處理。

在構(gòu)造物的接頭開始位置采取與冷接縫相同的處理方式，利用人工處理的方式完成終端位置的鋪筑工作，要求掛線平整處理。在填實(shí)細(xì)料的時(shí)候要求一邊進(jìn)行碾壓，一邊填實(shí)處理。工作人員要具有熟練的操作技能，并在最短時(shí)間內(nèi)快速完成填實(shí)處理工作，保證碾壓的溫度達(dá)到理想的狀態(tài)[6]。

4.4 強(qiáng)化養(yǎng)護(hù)管理

做好瀝青路面反射裂縫的灌注和封閉處理，在最短時(shí)間內(nèi)將瀝青路面所出現(xiàn)的翻漿/松散和坑槽進(jìn)行修補(bǔ)。夏季高溫天氣是做好瀝青路面養(yǎng)護(hù)工作的關(guān)鍵時(shí)期，負(fù)責(zé)瀝青養(yǎng)護(hù)的工作人員，要抓住夏季高溫期處理的機(jī)遇，對(duì)泛油、鏟除擁抱和波浪及時(shí)處理。在春雨和冬寒來(lái)臨之前，做好瀝青路面的修補(bǔ)工作，保證瀝青路面的使用質(zhì)量符合瀝青路面的通行需求。秋季溫度逐漸下降，容易受到冷空氣和風(fēng)雨的影響，在進(jìn)行瀝青路面養(yǎng)護(hù)的過(guò)程之中，要按照年度工作計(jì)劃制定養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目，在最短時(shí)間內(nèi)將瀝青路面所出現(xiàn)的坑槽進(jìn)行修補(bǔ)，并完成乳化瀝青稀漿封層。冬季受積水、冰凍的影響，養(yǎng)護(hù)工作難度逐漸加大，要認(rèn)清冰凍對(duì)路面所造成的不良影響，及時(shí)處理路面積水積雪。

4.5 處治效果

項(xiàng)目第三方交工檢測(cè)道路各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，評(píng)價(jià)結(jié)果為合格。目前已通車一年有余，經(jīng)業(yè)主單位后評(píng)價(jià)反饋及施工管理人員現(xiàn)場(chǎng)復(fù)查，項(xiàng)目瀝青面層無(wú)反射裂縫、坑槽、車轍等病害的出現(xiàn)，道路整體效果良好。項(xiàng)目在對(duì)剛性基層反射裂縫的防治措施取得了預(yù)期的效果，得到了業(yè)主和當(dāng)?shù)卣母叨日J(rèn)可。項(xiàng)目路面通車一年后效果圖如圖3所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

瀝青路面的反射裂縫是受到多種因素的影響而產(chǎn)生的，在進(jìn)行反射裂縫防治與綜合治理的時(shí)候，要求從多個(gè)方面展開綜合性的考量，一旦出現(xiàn)反射裂縫，要及時(shí)治理，避免出現(xiàn)急劇惡化的現(xiàn)象。在處理的時(shí)候，本文從重要裂縫問(wèn)題、接縫位置處理和后期管理3個(gè)角度進(jìn)行思考，通過(guò)合理的解決方法，保證瀝青路面反射裂縫得到控制。

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收稿日期：2024-06-10

作者簡(jiǎn)介：肖心毅（1993—），男，江西吉安人，本科，工程師，研究方向：路橋。