防止寒冷地區(qū)路面橫向裂縫

趙桂花

(阿勒泰公路管理局北屯分局)

1 開(kāi)裂原因和筑路材料分析

為什么會(huì)出現(xiàn)路面橫向開(kāi)裂，首先我們知道，這些地區(qū)的路面基本屬于瀝青路面，瀝青路面的基本混合材料有瀝青合料、細(xì)集料、粗集料以及礦粉等多種材料，而通過(guò)這些材料的不同組合可以產(chǎn)生出不同結(jié)構(gòu)，不同物理性質(zhì)的路面。其中最重要的是瀝青勁度，它也決定了瀝青混合材料的勁度。而瀝青材料的低溫勁度則是決定了瀝青路面是否開(kāi)裂的最重要因素。瀝青的性能中有一項(xiàng)溫度敏感性，其敏感性越大，瀝青路面更容易開(kāi)裂。另外，由于瀝青中還有一些極其復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)，芳環(huán)烴和環(huán)烷烴等的烴類(lèi)和這些烴類(lèi)的衍生物(非金屬元素:氧、硫、氮等)組成了瀝青，從而決定了瀝青性質(zhì)的特殊性。在路面的使用中，瀝青容易產(chǎn)生性質(zhì)變化，由于瀝青硬化和揮發(fā)變質(zhì)極易產(chǎn)生風(fēng)蝕和塊狀裂縫，從而引起較大的橫向裂縫。

2 自然因素及環(huán)境影響

在我國(guó)的寒冷地區(qū)，凍脹力是不可忽視的因素，它所引起的破壞作用十分顯著。常見(jiàn)的凍脹力破壞分為兩種，其一是在春融時(shí)期，墊層和土基承載能力明顯降低，其主要集中在輪跡部位上，由于土基的局部下陷而產(chǎn)生。另一種則是路面的凍脹時(shí)期，它是由于冬季路肩大幅積雪，而積雪又起來(lái)保溫的作用，因此在路面的橫斷面上引起了凍脹不均勻的現(xiàn)象，由此產(chǎn)生了道路縱向的直線裂縫。兩種情況，都是由于路基的凍脹性而產(chǎn)生。

3 預(yù)防措施及方法分析

(1)混合土與瀝青的合理配比設(shè)計(jì)。瀝青混合料級(jí)配同樣是一項(xiàng)十分重要的因素，在合理選擇的同時(shí)，更應(yīng)當(dāng)考慮其低溫抗裂性，疲勞性能和高溫穩(wěn)定性，以及耐久性等方面的綜合要求。其中，對(duì)于受拉疲勞開(kāi)裂有一項(xiàng)研究，研究表明，其中瀝青的用量增加2%，也就是從4.2%增加到6.2%，這樣能夠使其看疲勞程度延長(zhǎng)三十五年，也就是從十年延長(zhǎng)到四十五年。

(2)施工質(zhì)量的注重。在正確的施工之下鋪筑路面材料也是其必要的因素之一。

(3)應(yīng)力吸收層的設(shè)計(jì)。研究和實(shí)踐數(shù)據(jù)表明，應(yīng)力吸收層可明顯減緩和減少發(fā)射裂縫的擴(kuò)展與產(chǎn)生，也可減弱裂縫的尖端應(yīng)力，減低其應(yīng)力的強(qiáng)度因子。而在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，隨著吸收層的彈模降低，其防裂的效果也越好，而在目前的應(yīng)用材料中，瀝青橡膠薄膜與土工織物的彈模是比較低的，而且并不存在低溫脆化這一問(wèn)題，效果十分出色。

另外，在施工問(wèn)題上我國(guó)施工的問(wèn)題與方法普遍存在較多的不科學(xué)性。因此，在寒冷地區(qū)的公路施工上更應(yīng)該注意細(xì)節(jié)問(wèn)題，以保障路面的承載能力和綜合質(zhì)量。在基礎(chǔ)施工方面應(yīng)注意以下幾點(diǎn)以防患于未然。

(1)避免半剛性基礎(chǔ)層結(jié)構(gòu)。這樣的結(jié)構(gòu)有很多弊端。半剛性基礎(chǔ)層十分容易開(kāi)裂，從而發(fā)射到表面，在路面進(jìn)水之后又十分難以排出，造成的結(jié)果就是路面的界面條件發(fā)生變化，在寒冷地區(qū)的公路建設(shè)中更應(yīng)該注意。

(2)施工時(shí)保持路面表面、基層、底基層徹底清除干凈。如果路基表面和結(jié)構(gòu)層的浮灰、浮土未清除，在雨水的沖刷作用下，容易使得瀝青表層受到影響。

(3)保證基層的嚴(yán)實(shí)。基層過(guò)于松散及其技術(shù)控制松散而導(dǎo)致二次的補(bǔ)夾層。

(4)保證壓實(shí)度。在確定的最大密度下，其壓實(shí)度與細(xì)集料、粗集料的比例尤其是粗粒料的含量關(guān)系很大。

(5)保持瀝青層低空隙率。當(dāng)其空隙率較大時(shí)，表面的通透性隨之增大，容易造成水侵蝕。

(6)注重路面的平整性與內(nèi)在質(zhì)量。如果不能在高溫時(shí)跟進(jìn)壓實(shí)，未采用輪胎壓路機(jī)，這樣雖然路面美觀，看起來(lái)平整，但其壽命和實(shí)用性大打折扣。

(7)保證施工設(shè)備的先進(jìn)性。施工設(shè)備的不足性，這樣會(huì)造成混合料的均勻性、壓實(shí)度、配合比計(jì)算量及平整性受到很大影響。

(8)控制混合料的合理溫度。路面混合料的加熱過(guò)高，使得瀝青的老化程度加大，易產(chǎn)生各種后續(xù)問(wèn)題。

(9)分析筑路地區(qū)年均溫度及溫度變化情況，根據(jù)實(shí)際情況制定合理的筑路材料。注重分析寒冷地區(qū)的降溫速率、降溫循環(huán)次數(shù)、極端最低溫度、持續(xù)低溫時(shí)間，這四個(gè)要素是影響瀝青路面裂縫的最重要的四點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)備分析。

(10)分析統(tǒng)計(jì)車(chē)輛通過(guò)類(lèi)型和車(chē)流量。車(chē)輪的荷載通常產(chǎn)生半剛性基層之中的最大的拉應(yīng)力。而且在半剛性路面上來(lái)說(shuō)，就算通過(guò)最少次數(shù)的重載荷也會(huì)對(duì)路面的破壞起著極其關(guān)鍵的影響，可以說(shuō)這種影響是決定性的。

從路面角度看，影響行駛舒適性的主要是路面的平整度。車(chē)輛在路上行駛的主要費(fèi)用包括燃油、輪胎、車(chē)輛維修配件和工時(shí)等消耗。路面的表面狀況，如粗構(gòu)造、宏觀造和不平整等也影響到車(chē)輛的運(yùn)行費(fèi)用。因此，車(chē)輛的經(jīng)濟(jì)性與路面的平整度有關(guān)。開(kāi)通的路面隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，路面的平整度也逐漸下降，局部路面出現(xiàn)嚴(yán)重不平整，這樣會(huì)危及高速行駛的車(chē)輛安全。路面平整度對(duì)路面養(yǎng)護(hù)費(fèi)用和使用壽命有顯著的影響，同樣也關(guān)系到路面是否會(huì)出現(xiàn)橫向裂縫，在高寒地區(qū)尤其如此。公路部可以花費(fèi)較多的額外費(fèi)用建設(shè)較平整的路面，多花的費(fèi)用將會(huì)由節(jié)約的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用來(lái)償還。超出的費(fèi)用效益取決于選定的初始平整度，選定的節(jié)約費(fèi)用估計(jì)值以及初始平整度的提高。如果公路路面的平整度較好，肯定會(huì)延長(zhǎng)使用壽命，節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，以及在路上通行的各種車(chē)輛維修費(fèi)用。一般較不平整的縱向表面會(huì)引起較大的車(chē)輪動(dòng)力，它將加速路面的破壞，卡車(chē)跳動(dòng)雙軸產(chǎn)生的力可以超過(guò)靜軸載產(chǎn)生力的兩倍。由此可見(jiàn)建設(shè)較平整的公路經(jīng)濟(jì)上是有效益的。對(duì)于高寒地區(qū)防止路面橫向斷裂的意義更是不言而喻，不僅可以降低維護(hù)費(fèi)用更能保證公路的質(zhì)量，有效防止高寒地區(qū)的公路路面橫向斷裂和裂縫。

4 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今我國(guó)以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心的目標(biāo)指導(dǎo)下，交通的發(fā)展已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要影響力?？梢哉f(shuō)，一個(gè)地區(qū)的交通發(fā)達(dá)與否對(duì)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了決定性的作用。對(duì)于青藏高原地區(qū)和北方部分地區(qū)來(lái)說(shuō)，解決路面的橫向裂縫問(wèn)題應(yīng)該引起足夠的重視。只有做到從原因入手，各個(gè)環(huán)節(jié)分析，嚴(yán)抓施工質(zhì)量關(guān)，站在科學(xué)發(fā)展觀的高度上，以科學(xué)的理論為指導(dǎo)，才能從根本上解決寒冷地區(qū)路面橫向開(kāi)裂問(wèn)題，保證公路質(zhì)量，造福人民。

［1］ 葉康舜.提高瀝青路面工程施工平整度的施工措施［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010，(5).

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［3］ 王巧玲.公路路面工程施工項(xiàng)目成本管理［J］.今日科苑，2009，(8).

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