半剛性基層瀝青路面裂縫的防治措施

彭德新

摘要：針對(duì)公路瀝青路面結(jié)構(gòu)半剛性基層施工現(xiàn)狀，簡(jiǎn)單分析路面產(chǎn)生裂縫的原因，并提出了相應(yīng)對(duì)策措施。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；裂縫；防治措施

1 前言

我國(guó)公路經(jīng)過十幾年的建設(shè)，大部分瀝青路面均采用半剛性基層，其應(yīng)用技術(shù)也越來(lái)越熟，施工企業(yè)也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是半剛性基層對(duì)應(yīng)變很敏感，對(duì)于正常施工的半剛性基層瀝青路面而言，路面交通荷載重復(fù)作用下半剛性基層的這種因溫度和濕度變化產(chǎn)生的干、縮裂縫會(huì)擴(kuò)展到瀝青路面面層引起開裂。路面裂縫不僅影響路面美觀、降低平整度，更重要的是路面開裂后路表水通過裂縫滲到路面基層、底基層甚至土基，削弱基層、土基的強(qiáng)度，從而加劇路面的破壞，縮短路面的使用壽命。

以某工程為例：該工程路面結(jié)構(gòu)形式：15cm水泥穩(wěn)定礫石基層+下封層+4cm中粒式瀝青面層+3cm細(xì)粒式瀝青面層。施工時(shí)間為2005年6月至8月，工程竣工后進(jìn)行路面工程質(zhì)量評(píng)定，進(jìn)行了路表彎沉值、取芯、馬歇爾、橫坡度、平整度等指標(biāo)的測(cè)定，均符合設(shè)計(jì)要求。在2005年底個(gè)別地段出現(xiàn)少量的橫向絲狀裂縫，進(jìn)入嚴(yán)冬、春融后，原絲裂縫明顯增大，最大橫向裂縫寬3~5mm，裂縫數(shù)量也增多，一般5~30m一道，多居路面兩側(cè)邊緣，彎道外側(cè)。

2 產(chǎn)生裂縫的原因分析

半剛性基層材料的干縮性和溫縮性相對(duì)較大，故在其施工碾壓、養(yǎng)生過程甚至在瀝青面層鋪筑后，半剛性基層會(huì)不可避免地產(chǎn)生裂縫；因而在開放交通后，在一定的氣候因素和交通因素的作用下，便會(huì)產(chǎn)生路面裂縫。

2.1 半剛基層瀝青路面反射裂縫

反射裂縫通常由溫縮和干縮共同作用產(chǎn)生的。路面結(jié)構(gòu)都是鋪筑在地表，地表隨著季節(jié)的變化產(chǎn)生溫差，隨著路面結(jié)構(gòu)深度的增加，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫差逐漸減小，即在結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在一定的溫度梯度從而產(chǎn)生溫縮。

同時(shí)因該工程半剛基層在高溫季節(jié)施工，成型初期內(nèi)部含水量大，且未被瀝青面層封閉，此時(shí)基層內(nèi)部的水分必然要蒸發(fā)，從而發(fā)生由表及里的干燥收縮。所以，修建初期的半剛性基層同時(shí)受到干燥收縮和由晝夜溫差引起的溫度脹縮疲勞作用的綜合效應(yīng)，這個(gè)階段是以干燥收縮為主，溫度收縮為輔的綜合過程。

眾所周知，反射裂縫在瞬間是不可能貫穿整個(gè)路面寬度的，除非在應(yīng)力作用時(shí)，裂縫的長(zhǎng)度已經(jīng)等于或大于相對(duì)于整個(gè)路面寬度的臨界長(zhǎng)度。較為合理的發(fā)展過程是裂縫首先在路表面某些位置產(chǎn)生，然后再向兩側(cè)擴(kuò)展。一般情況下，反射裂縫多出現(xiàn)在輪跡處，因?yàn)闇囟葘?duì)反射裂縫的影響在整個(gè)路面寬度內(nèi)都是相同的，而行車荷載則是以一定的頻率分布在車道上。

2.2 下封層的施工

下封層的主要作用是防止進(jìn)入瀝青路面的水下滲侵入到基層中同時(shí)使面層和基層間形成足夠的結(jié)合力，基層與面層結(jié)合良好可以使薄瀝青面層不產(chǎn)生滑動(dòng)、推移等破壞。施工中通常在基層表面噴灑適量的乳化瀝青，然后均勻地撒布單粒徑碎石并以輕型輪胎壓路機(jī)穩(wěn)壓，碎石覆蓋率一般是整個(gè)面的60%~65%，但實(shí)際操作中，通過人工很難做到均勻撒布，特別是在無(wú)法封閉交通施工路段，下封層就無(wú)法有效起到阻止水分下滲的作用。

2.3 水的影響

因該工程地處山區(qū)，年降水量較大，地下水系豐富，路面設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)面層為AM16，抗滑表層則采用AM13，空隙率達(dá)到6%以上，因而只要有降雨，抗滑表層內(nèi)部總是處于飽水狀態(tài)；而下面層則會(huì)由于表面水少量的滲入，路面開裂以及基層中毛細(xì)水上升等原因使得有不少水分滯留在混合料的空隙中，隨著軸載重量和數(shù)量的增加，路面內(nèi)部的水在重力的作用下可能形成很大的真空吸力，可使路面產(chǎn)生比降低抗剪強(qiáng)度更加嚴(yán)重的破壞，如翻漿和面層材料的剝落侵蝕等。

同時(shí)，半剛性基層集料施工配合比及水泥的劑量對(duì)路面半剛性基層收縮裂縫均產(chǎn)生一定程度的影響。通過本工程在施工中很好的控制水泥劑量，避免了因水泥劑量過大產(chǎn)生的收縮裂縫，建議在施工中每個(gè)工作日應(yīng)做水泥劑量試驗(yàn)，嚴(yán)格控制水泥劑量在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，做到試驗(yàn)結(jié)果及時(shí)指導(dǎo)施工。

3 防治措施

綜合以上分析，半剛基層瀝青路面裂縫形成有復(fù)雜的原因，與材料性能、結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)、施工環(huán)境、施工工藝等方面有關(guān)，其防治是一個(gè)綜合治理的過程，必須要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況做出全面的考慮，采取切實(shí)可行的措施才能取得預(yù)期的效果。

3.1 選擇合理的基層材料?？刂萍现屑?xì)集料的含泥量和塑性指數(shù)，以減少水穩(wěn)集料中粘土含量。

3.2 進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)。

路面結(jié)構(gòu)層的確定，在降雨量大的多雨濕熱地區(qū)，在滿足抗滑性能要求的同時(shí)盡量降低其空隙率。建議對(duì)下面層盡可能采用I型的密級(jí)配瀝青混凝土，一方面使路面水盡可能少地滲到基層中，另一方面，也可以阻隔基層中的毛細(xì)水，從而增加整個(gè)瀝青中面的水穩(wěn)定性。

瀝青面層厚度的確定。所選用的瀝青面層厚度應(yīng)考慮到足以抵抗基層裂縫反射對(duì)面層的影響同時(shí)要考慮到經(jīng)濟(jì)可行。

此外，由于瀝青混凝土面層厚度與混合料級(jí)配的最大粒徑之比不當(dāng)，施工中不利于壓實(shí)，造成孔隙率過大。因此合理考慮瀝青面層厚度與所選擇設(shè)計(jì)級(jí)配的最大公稱粒徑尺寸的關(guān)系也是應(yīng)當(dāng)予以重視的因素。

3.3 控制施工碾壓時(shí)的含水量。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，含水量每增加1%對(duì)基層干縮應(yīng)變的影響相當(dāng)于水泥劑量2~3倍。含水量較大情況下的基層混合料，具有較大的縮裂性質(zhì)，嚴(yán)格控制含水量的混合料壓實(shí)后可以明顯降低縮裂程度，當(dāng)基層混合料的含水量略低于最佳含水量（1%~2%）時(shí)，對(duì)施工壓實(shí)及強(qiáng)度造成影響，而且還明顯減少了水泥穩(wěn)定基層的干縮裂縫。

3.4 減少半剛性基層的曝曬時(shí)間。在基層施工中，應(yīng)注意濕治養(yǎng)生并及時(shí)做封層處理以防止基層初期破壞和干縮裂縫產(chǎn)生。對(duì)于已發(fā)生初期裂縫的基層應(yīng)全面而詳細(xì)調(diào)查，如果裂縫較嚴(yán)重，則應(yīng)采取切割、開挖的辦法并利用合適的材料重新鋪筑基層。

3.5 設(shè)置完善的路面內(nèi)部排水結(jié)構(gòu)，尤其是設(shè)置好路邊緣的排水設(shè)施。