瀝青路面裂縫的成因分析及其防治對(duì)策

趙艷霞

(甘肅省天水公路管理局，甘肅 天水 741000)

0 前言

目前我國(guó)建成通車的公路數(shù)量多，分布地域廣，里程長(zhǎng)，其中以瀝青路面所占比重最大，特別是對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著重大影響的國(guó)省干線公路尤以瀝青路面為主要結(jié)構(gòu)形式，而其中裂縫作為瀝青路面常見病害之一，其產(chǎn)生十分廣泛。裂縫一旦形成，便會(huì)逐漸對(duì)路面產(chǎn)生一系列較大的危害。首先是影響行車舒適性和路面美觀，嚴(yán)重時(shí)甚至危及行車安全；其次是水容易滲入路面甚至到達(dá)基層頂面，在行車荷載的反復(fù)作用下會(huì)產(chǎn)生沖刷作用和唧泥、唧漿現(xiàn)象，使路面結(jié)構(gòu)承載力下降，同時(shí)也會(huì)改變路面設(shè)計(jì)受力模式，加速路面整體破壞，降低路面使用性能，縮短路面使用壽命。由于裂縫具有產(chǎn)生普遍、危害性大、造成的經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重等特點(diǎn)，因此有必要對(duì)裂縫產(chǎn)生的類型進(jìn)行劃分，對(duì)裂縫產(chǎn)生的機(jī)理、預(yù)防措施及修復(fù)措施進(jìn)行研究，這對(duì)瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、防止路面過早破損具有十分重要的意義。

1 裂縫的種類和特征

1.1 縱向裂縫

縱向裂縫是與道路中心線大致平行的長(zhǎng)直裂縫，有時(shí)也伴有少量的支縫?？v向裂縫是由路基壓實(shí)不均勻、路面不均勻沉陷、施工接縫質(zhì)量控制較差或者結(jié)構(gòu)承載力不足引起的。不均勻沉陷引起的縱向裂縫通常斷斷續(xù)續(xù)綿延很長(zhǎng)的距離，這是由于在用瀝青攤鋪機(jī)分幅鋪筑瀝青面層時(shí)，兩幅接茬處不平順、工藝控制不好引起的；而因結(jié)構(gòu)承載力不足引起的縱向裂縫則多位于道路邊緣，主要是因?yàn)榈缆愤吘壍膲簩?shí)度不過關(guān)引起的。

1.2 橫向裂縫

橫向裂縫是與道路中心線近乎垂直的裂縫，有時(shí)也伴有少量的支縫。最初多出現(xiàn)于道路的兩側(cè)，逐漸向路中央發(fā)展形成貫通整幅路面的裂縫，按照破壞的輕重程度可進(jìn)一步劃分為輕微裂縫和嚴(yán)重裂縫兩類。輕微裂縫是指裂縫邊緣無剝落或僅有輕微剝落，沒有支縫或僅有少量支縫；嚴(yán)重裂縫指邊緣有中等或嚴(yán)重剝落，有較多支縫。

1.3 網(wǎng)狀(或龜裂)裂縫

網(wǎng)狀(或龜裂)裂縫是一種相互交錯(cuò)的裂縫，將路面分成網(wǎng)狀或形似龜紋的銳角多邊形小塊，塊的尺寸小于50cm*50cm/m2。隨著行車荷載重復(fù)作用次數(shù)的增加，平行的縱縫之間出現(xiàn)了橫向或斜向連接縫，形成了多邊、銳角的網(wǎng)狀裂縫。按照破壞程度可進(jìn)一步劃分為輕度、中度和重度龜裂三類。

1.4 按成因可劃分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫

荷載型裂縫，即主要由于行車荷載作用下產(chǎn)生的裂縫。近年來，由于機(jī)動(dòng)車技術(shù)的不斷改進(jìn)和高等級(jí)公路的不斷建成，大噸位的車輛越來越多，在利益的驅(qū)動(dòng)下，超限超載也越來越來嚴(yán)重。在大量車輛超負(fù)荷荷載的作用下，半剛性基層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果拉應(yīng)力大于基層材料的抗拉強(qiáng)度，則導(dǎo)致基層底部很快開裂，直至影響到瀝青面層；非荷載型裂縫，主要表現(xiàn)為以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫，由于施工工藝不當(dāng)或用了不合格材料產(chǎn)生的裂縫。兩種類型的裂縫分別通過橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂等形式表現(xiàn)出來。

2 裂縫的預(yù)防措施

2.1 材料方面

(1)采用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟最低的優(yōu)質(zhì)瀝青，配制低溫延伸性能好、應(yīng)力松馳性能優(yōu)良的瀝青混合料，如2009年在G310線天巉路王甫梁段病害處治時(shí)采用軟化點(diǎn)高、低溫延度高、粘附性好的殼牌瀝青，大大克服了以往瀝青材料的缺陷，滿足了瀝青混合料質(zhì)量要求。

(2)認(rèn)真選擇瀝青面層的礦料級(jí)配和合理的瀝青混合料配合比，如2010年在G310線天巉路卦臺(tái)山隧道坡道段進(jìn)行病害處治時(shí)，下面層采用LSPM-25大粒徑透水性結(jié)構(gòu)層，石料選用靜寧仁大產(chǎn)的玄武巖，該石料強(qiáng)度高，針片狀含量少，粘附性高，良好的結(jié)構(gòu)層和路面材料保證了路面處治效果。

2.2 設(shè)計(jì)方面

(1)設(shè)計(jì)應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，對(duì)地形復(fù)雜地段做好地質(zhì)調(diào)查工作，精心設(shè)計(jì)。要特別注意加固地基，防止因地基軟弱而出現(xiàn)不均勻沉降，使用合格填料填筑路基，或?qū)μ盍线M(jìn)行處理后再填筑路基，確保路基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以保證路面具有穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

(2)路面結(jié)構(gòu)組合與總體強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)交通荷載的要求；選用合適的基層和底基層結(jié)構(gòu)，并保證一定的厚度，有條件可將柔性基層與剛性、半剛性基層綜合運(yùn)用，充分發(fā)揮剛性、半剛性基層強(qiáng)度高、剛度大的優(yōu)勢(shì)，防止因裂縫反射，結(jié)構(gòu)排水不良對(duì)路面產(chǎn)生危害。

2.3 施工方面

現(xiàn)以G316線江天路K2560+000～K2579+100段施工為例：

2.3.1 準(zhǔn)備工作

對(duì)拌和站進(jìn)行保養(yǎng)與標(biāo)定調(diào)試，根據(jù)料斗感應(yīng)器反饋信息反復(fù)校核調(diào)試，使上料速度符合配合比要求。對(duì)下承層進(jìn)行全面的檢測(cè)，包括平面位置、寬度、橫坡度及表面清潔情況，避免產(chǎn)生層間軟弱夾層。攤鋪前幾分鐘應(yīng)先對(duì)下承層表面進(jìn)行清理，灑水潤(rùn)濕。開始攤鋪的前一天要進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量放線，并做好標(biāo)高導(dǎo)向控制線和兩側(cè)模板的固定等工作。

2.3.2 拌和

水泥穩(wěn)定砂礫混合料必須采用集中廠拌法，拌和能力不小于每小時(shí)400噸。拌和方法和要求應(yīng)符合JTJ034-2000的規(guī)定?；旌狭习韬蜁r(shí)的水泥劑量應(yīng)較試驗(yàn)確定的劑量增加0.5%。拌和時(shí)混合料的含水量，應(yīng)略大于經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的室內(nèi)試驗(yàn)所確定的最佳含水量0.5%～1%，以補(bǔ)償施工過程中的水分蒸發(fā)。

2.3.3 運(yùn)輸

運(yùn)輸混合料宜采用大噸位(15T以上)的自卸運(yùn)輸車，在卸料和運(yùn)輸過程中要盡量避免中途停車和顛簸，以確?；旌土系难舆t時(shí)間，防止混和料產(chǎn)生離析。運(yùn)輸混合料的車輛，要均勻地在鋪筑層整個(gè)表面上通過，速度要慢，控制在30km/h以內(nèi)，減少不均勻碾壓或車轍?；旌土显谛度霐備仚C(jī)喂料時(shí)，要避免運(yùn)料車撞擊攤鋪機(jī)。

2.3.4 攤鋪

攤鋪前底基層表面應(yīng)灑水潤(rùn)濕。應(yīng)采用攤鋪機(jī)將混合料按要求的寬度和厚度均勻攤鋪，在攤鋪機(jī)無法工作的路段或部位，經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，也可采用人工攤鋪。攤鋪機(jī)作業(yè)時(shí)應(yīng)連續(xù)作業(yè)，均勻行駛，速度一般控制在1～2.5m/min。不宜間斷以避免造成基層表面產(chǎn)生波浪和施工縫。

2.3.5 壓實(shí)

碾壓方式初壓一般采用膠輪壓路機(jī)或鋼輪壓路機(jī)靜壓1～2遍，復(fù)壓采用振動(dòng)壓路機(jī)弱振強(qiáng)度2～4遍，終壓采用鋼輪壓路機(jī)或膠輪壓路機(jī)靜壓1～2遍，碾壓速度初、終壓宜為1.5～1.7km/h，復(fù)壓宜為2.0～2.5km/h，直線和不設(shè)超高的平曲線段，由兩側(cè)路肩向路中心碾壓，設(shè)超高的平曲線段，由內(nèi)側(cè)路肩向外路肩進(jìn)行碾壓。碾壓時(shí)，輪跡應(yīng)重疊1/2輪寬。相鄰兩段的接頭處，應(yīng)錯(cuò)成橫向45°階梯狀碾壓。嚴(yán)禁壓路機(jī)在已完成或正在碾壓的路段上“調(diào)頭”和急剎。

2.3.6 養(yǎng)生

每一段碾壓結(jié)束時(shí)，壓實(shí)度檢查合格后立即開始覆蓋養(yǎng)生，防止水泥穩(wěn)定砂礫中的水分蒸發(fā)。可以用潮濕的帆布、粗麻袋、無紡布或其它合適的潮濕材料覆蓋，覆蓋2h后再用灑水車灑水，避免基層長(zhǎng)期暴曬。養(yǎng)生期不宜少于7天，并應(yīng)封閉交通，除灑水車輛外，嚴(yán)禁其它車輛通行，保濕養(yǎng)生至下一層施工前。養(yǎng)生期內(nèi)如出現(xiàn)病害，應(yīng)及時(shí)挖補(bǔ)，修整到標(biāo)準(zhǔn)要求，挖補(bǔ)壓實(shí)厚度應(yīng)不小于8cm，嚴(yán)禁采用薄層“貼補(bǔ)”的方法處理。

[1]瀝青路面裂縫成因分析及防治措施[J].山西建筑，2008(10).

[2]交通部公路司.公路工程質(zhì)量通病防治指南[M].北京:人民交通出版社，2002.

[3]郭忠印，李立寒.瀝青路面施工與養(yǎng)護(hù)技術(shù)[M].北京:人民交通出版社，2003.