論城市道路瀝青路面裂縫的產(chǎn)生及防治

許宏圖

(大同市市政工程管理處，山西大同 037006)

近年來(lái)，隨著我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展，城市道路建設(shè)的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，城市道路的建設(shè)一般采用具有表面平整、無(wú)接縫、耐磨性好、行車舒適、振動(dòng)小、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)的瀝青路面，但是所有的事物都不是十全十美的，雖然瀝青路面的質(zhì)量控制程序正隨著城市道路建設(shè)的發(fā)展而逐漸的完善，但是瀝青路面也存在面層的溫度穩(wěn)定性較差和抗彎拉強(qiáng)度低等缺點(diǎn)，在城市道路的實(shí)際施工過(guò)程中，瀝青路面出現(xiàn)裂縫一直是比較常見(jiàn)的問(wèn)題，由于大量的裂縫產(chǎn)生，造成路表水不斷的滲入，結(jié)果導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)層和土路基的含水量增大，直接影響了路基和路面的強(qiáng)度。本文將針對(duì)瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因和防治措施進(jìn)行細(xì)致深入的分析。

1 瀝青路面裂縫的表現(xiàn)形式

從對(duì)瀝青路面裂縫的原因分析來(lái)看，裂縫大致可以分為兩種類型:荷載型裂縫和非荷載型裂縫。荷載型裂縫產(chǎn)生的原因是由于行車荷載的作用下，路面半剛性基層底部的強(qiáng)度大于材料的抗拉強(qiáng)度，結(jié)果導(dǎo)致發(fā)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，經(jīng)過(guò)行車荷載的反復(fù)作用，底部的裂縫會(huì)日益擴(kuò)大，從而引發(fā)瀝青面層也產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象。非荷載型裂縫的主要表現(xiàn)形式為溫度裂縫，在溫差較大的地區(qū)，因?yàn)闇夭罘磸?fù)的變化，使瀝青面層的溫度不斷變化，導(dǎo)致瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變能力變小，從而產(chǎn)生溫度疲勞裂紋。此外，瀝青的老化使瀝青的勁度增高，松弛性能反而下降，導(dǎo)致了極限抗拉強(qiáng)度，從而造成了路面的開(kāi)裂。

2 瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 材料因素

瀝青的品質(zhì)是決定瀝青路面施工的重要因素，一般可以采用收縮性較小的半剛性基層，由于瀝青路面的裂縫是以溫度收縮裂縫形式為主，所以瀝青的感溫性是衡量瀝青性能的重要指標(biāo)，瀝青的品質(zhì)成為瀝青路面產(chǎn)生裂縫的關(guān)鍵原因，其中衡量瀝青品質(zhì)的指標(biāo)包括:低溫延性、瀝青油源、含蠟量、勁度和抗老化性能等。此外，瀝青混合料的組成也決定著瀝青品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，不同組成結(jié)構(gòu)的混合料的性質(zhì)相差較大，其中瀝青用量、集料級(jí)配、礦粉細(xì)度和配合比等因素都是影響瀝青混合料的抗裂性能的重要因素。瀝青路面是否會(huì)開(kāi)裂完全取決于瀝青勁度和混合料低溫勁度，基層材料的類型與性質(zhì)也是決定瀝青路面是否開(kāi)裂的關(guān)鍵。一般市政道路在施工時(shí)，在基礎(chǔ)材料中用石灰土基層作為主要的承重結(jié)構(gòu)的情況非常普遍，但這種情況不可能滿足城市交通荷載的發(fā)展和需求，一旦基層被損壞之后，會(huì)最終導(dǎo)致路面的開(kāi)裂和破損。另外，半剛性基層材料的選擇不同，其收縮性能也不同，這種差異從而影響面層裂縫率的大小。

2.2 設(shè)計(jì)原因

由于缺乏對(duì)城市道路設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的增長(zhǎng)率的科學(xué)估算，對(duì)城市道路瀝青路面設(shè)計(jì)的厚度不足，在車輛荷載的作用下，因?yàn)槁访娴膹?qiáng)度不足和無(wú)法適應(yīng)，最終導(dǎo)致瀝青路面裂縫的產(chǎn)生。此外，由于各種地下管道掩埋的深度不夠，也會(huì)影響基層的壓實(shí)不平，從而導(dǎo)致路面橫向裂縫的產(chǎn)生。

2.3 載荷因素

嚴(yán)重超載是造成城市道路裂縫產(chǎn)生和其他病害的主要原因。近年來(lái)由于車輛的不斷增長(zhǎng)，造成超載車輛的累積軸次增大，由此引發(fā)了設(shè)計(jì)彎沉值減小，超載與車輛的振動(dòng)沖擊作用將會(huì)直接對(duì)路面造成一次性破壞。此外，超載車輛在上下坡和剎車的同時(shí)會(huì)對(duì)瀝青面層造成嚴(yán)重的剪切性破壞，由于超載時(shí)還會(huì)超出路面基層的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度，因此將使底層提前產(chǎn)生拉裂。

2.4 施工因素

半剛性基層的溫縮和層間接觸狀況是影響瀝青路面抗裂性能的關(guān)鍵因素，所以在對(duì)施工工藝和施工流程的具體操作過(guò)程中，必須以嚴(yán)格的要求進(jìn)行執(zhí)行。由于市政道路建設(shè)的特殊性在于必須與其他公用基礎(chǔ)設(shè)施同步建設(shè)，所以很容易出現(xiàn)工期緊和任務(wù)重等不利因素，部分施工單位甚至要按照進(jìn)度表去倒排施工環(huán)節(jié)，城市道路的施工受到以上因素的影響，施工單位采取了簡(jiǎn)化或者省略部分施工工序，這樣的做法將直接影響城市道路建設(shè)的質(zhì)量，此外，市區(qū)干道建設(shè)必須考慮城市交通壓力，如果采用半封閉式施工，勢(shì)必會(huì)造成路口處的橫向搭接和兩幅間的縱向搭接，成為病害多發(fā)地段，將直接影響道路的整體性。

3 瀝青路面裂縫產(chǎn)生的防治措施

3.1 設(shè)計(jì)措施

3.1.1 路面厚度的設(shè)計(jì)

路面厚度的設(shè)計(jì)必須具體根據(jù)城市道路施工對(duì)象來(lái)確定，如果針對(duì)舊水泥混凝土路面改造，必須要根據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等因素來(lái)決定瀝青混凝土罩面層的厚度，必須對(duì)混凝土最小攤鋪厚度、工程費(fèi)用控制和沿線高程控制等因素進(jìn)行綜合的研究，從而決定加罩層的厚度。通過(guò)對(duì)道路等級(jí)、地基地質(zhì)、施工季節(jié)和交通量等眾多因素的科學(xué)測(cè)算，從而得出新建柔性路面的設(shè)計(jì)厚度。在路面設(shè)計(jì)中，必須對(duì)城區(qū)遠(yuǎn)景交通量進(jìn)行充分的估測(cè)，根據(jù)超載車輛的比率來(lái)提升路面結(jié)構(gòu)層的標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 瀝青混凝土級(jí)配設(shè)計(jì)

較粗級(jí)配的瀝青混凝土具有較強(qiáng)的抗滑和抗車轍的能力，所以在目前高等級(jí)道路建設(shè)施工中得到了廣泛的使用。但其本身也具有一定的缺點(diǎn)，由于其空隙率偏大、傳荷能力較小、耐疲勞能力也相對(duì)減弱，所以，在城市道路的設(shè)計(jì)中必須綜合考慮較粗級(jí)配的瀝青混凝土的使用性能，根據(jù)設(shè)計(jì)的厚度來(lái)選擇適當(dāng)?shù)幕旌狭项愋汀：饬繛r青品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)是必須含蠟量低、抗老化性能高以及高低溫性能高等，改性瀝青和瀝青瑪脂碎石(SMA)混合料是比較合適的選擇，SMA混合料具有良好的抗車轍性能和低溫抗裂性能，是防止瀝青路面裂縫設(shè)計(jì)中比較常用的新技術(shù)。此外，混合料的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)該嚴(yán)格的控制級(jí)配組成，要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整空隙率和穩(wěn)定度，必須把瀝青的用量控制在馬歇爾試驗(yàn)最佳用量的范圍之內(nèi)。

3.2 施工措施

3.2.1 路基的基層施工

在路基施工過(guò)程中，路基填土中不能含有淤泥、腐殖土和有機(jī)物等，而且壓實(shí)度必須達(dá)到規(guī)定值，舊路改造路段必須要在路基填筑時(shí)清除邊坡松土，然后按照填土厚度的要求進(jìn)行臺(tái)階處理和充分碾壓。路基施工必須采用重型壓實(shí)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分層填筑并且要充分壓實(shí)邊坡。必須選擇透水性良好和材質(zhì)良好的砂礫等材料進(jìn)行橋涵的回填，并且要按照要求進(jìn)行充分的碾壓，對(duì)于沉降嚴(yán)重的地段，必須進(jìn)行軟土基處理，通過(guò)合理的組織施工來(lái)減少不均勻沉降的情況。在基層施工過(guò)程中，必須保證混合料在接近最佳含水量的狀態(tài)下進(jìn)行碾壓，而且要進(jìn)行充分的碾壓，以保證基層的強(qiáng)度，此外，要加強(qiáng)對(duì)已施工完成的基層的保養(yǎng)，必須盡快的鋪筑上層，或者進(jìn)行封層，以防止干縮縫的產(chǎn)生。

3.2.2 合理組織施工

面層施工要盡可能的采用全幅攤鋪，如果不具備全幅攤鋪的條件，可以采用多臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行共同作業(yè)，不能在前幅混合料已經(jīng)冷卻之后再進(jìn)行后半幅攤鋪，要保證混合料的熱接。在進(jìn)行分幅攤鋪時(shí)，要合理的錯(cuò)開(kāi)上、下面層的施工縫。要盡可能的避免冷接縫。要對(duì)橫向接縫進(jìn)行充分的壓實(shí)，直到壓路機(jī)完全進(jìn)入新的攤鋪層，然后才能轉(zhuǎn)成縱向碾壓。對(duì)舊的路面進(jìn)行瀝青加鋪，必須先鏟除原有的路面，并且可以鋪設(shè)土工布和土工格柵，減少反射裂縫的產(chǎn)生。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合以上對(duì)城市道路瀝青路面出現(xiàn)裂縫的成因的分析，可以看出瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因在一定程度上是由于設(shè)計(jì)不合理以及施工不規(guī)范造成的，要想真正的解決瀝青路面產(chǎn)生裂縫的問(wèn)題，必須積極的采取有效的措施，規(guī)范施工管理，盡可能的減少或杜絕一切不利因素的發(fā)生，從而真正實(shí)現(xiàn)提高我國(guó)城市道路建設(shè)的質(zhì)量。

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