淺談高速瀝青路面裂縫的防治技術(shù)

何文濤

【摘 要】目前瀝青路面在使用早期開(kāi)裂是世界各國(guó)普遍存在的問(wèn)題，且不論其基層是柔性的還是半剛性的。路面裂縫的危害在于從裂縫中不斷進(jìn)入水分，使基層甚至路基軟化，導(dǎo)致路面承載力下降，產(chǎn)生唧漿、臺(tái)階、網(wǎng)裂等病害，從而加速路面破壞。探討了路橋工程中瀝青路面裂縫產(chǎn)生的主要原因及防治技術(shù)，以期對(duì)路橋工程中瀝青路面裂縫的防治有借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】高速公路；瀝青路面；裂縫；防治技術(shù)

一、高速路面裂縫產(chǎn)生的主要原因

1.1設(shè)計(jì)原因

我國(guó)瀝青路面的真正開(kāi)發(fā)、研究及大規(guī)模設(shè)計(jì)、施工還是隨著高速公路建設(shè)而發(fā)展起來(lái)的。因此有待于結(jié)合工程實(shí)踐不斷完善。如基層厚度不夠面層分層及材料配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)，面層厚度不合理。路面、基層、底基層徘水設(shè)計(jì)考慮不周。路面所處段土質(zhì)和水文情況與實(shí)際出入大使得路面設(shè)計(jì)參數(shù)不符合實(shí)際。

1.2施工原因

a軟土地基施工。在含水量較高、強(qiáng)度低、孔隙比大、壓縮性高的軟弱土層即軟弱地理狀態(tài)下的路基中修筑路基若處理不當(dāng)往往會(huì)發(fā)生路基失穩(wěn)、過(guò)量沉陷和不均勻沉隔路面產(chǎn)生縱向裂縫，導(dǎo)致公路破壞或不能正常使用。b.壓實(shí)度不足。路基壓實(shí)是路基施工過(guò)程中的重要工序亦是提高路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性技術(shù)措施之一。壓實(shí)的目的在于使土粒重新組合，彼此擠緊?？紫犊s小，土的密度提高，形成密穩(wěn)定性提高。由于路基局部路段壓實(shí)度不足會(huì)導(dǎo)致公路路面出現(xiàn)縱向裂縫和橫向裂縫。路面基層施工質(zhì)量低劣。由于搶工期、趕進(jìn)度造成料源緊缺原材料質(zhì)量難以保證，不能按照施工規(guī)范的要求施工。半剛性基層沒(méi)有合理的齡期，放松對(duì)工程質(zhì)量的控制，使得基層和底基層質(zhì)量低劣造成基層網(wǎng)裂破壞，反射到面層，面層出現(xiàn)網(wǎng)裂。在齡期不足的情況下，由于攤鋪機(jī)和重型運(yùn)料車輛的碾壓并轉(zhuǎn)彎底面層施工時(shí)用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓這都會(huì)破壞水泥水化、硬化已形成的初期強(qiáng)度。面層集料離析。瀝青面層集料大小顆粒離析局部粗集料偏多，細(xì)集料偏少：不易壓實(shí)。礦料與瀝青的粘結(jié)力強(qiáng)度低容易出現(xiàn)龜裂和松散。

1.3瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)

瀝青路面所鋪筑瀝青混合料主要由瀝青結(jié)合料、粗集料、細(xì)集料和礦粉等多種成分組成的復(fù)合材料。在混合料組成中由于材料質(zhì)量的差異和數(shù)量的多少，可形成不同的組成結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為不同的物理力學(xué)性能。瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開(kāi)裂的最主要原因，瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開(kāi)裂的最根本因素，瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中影響更大的是溫度敏感性，溫度敏感性大的瀝青更容易開(kāi)裂。

1.4基層材料的性質(zhì)

基層材料的收縮性愈小，面層裂縫愈小基層上有透層油以加強(qiáng)與面層的粘結(jié)對(duì)抗開(kāi)裂是有好處的基層材料種類對(duì)瀝青面層的裂縫率有明顯影響。a干燥收縮開(kāi)裂。主要是由于混合料失去水分引起的，混合料中游離水分的減少縮小了顆粒問(wèn)的空隙。b低溫收縮開(kāi)裂。半剛性基層多在高溫夏季和常溫時(shí)施工成型冬后溫度驟降，混合料遇冷收縮，在收縮過(guò)程中受到下層的約束產(chǎn)生收縮拉應(yīng)力。如果收縮應(yīng)力大于當(dāng)時(shí)的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度收縮裂縫，溫差越大溫度變化越快，則約束越大混合料就容易開(kāi)裂。

二、延緩和減輕半剛性基層瀝青混凝土面層的可采用兩大類方法：

2.1是在施工期間就采用相應(yīng)的預(yù)防裂縫或處理措施

2.2是在維修養(yǎng)護(hù)

凝土面層的荷載型裂縫和非荷載型裂縫可采用兩大類方法。一是在施工期間就采用相應(yīng)的預(yù)防裂縫或處理；二是在維修養(yǎng)護(hù)類方法。僅從半剛性基層瀝青路面裂逢的預(yù)防或處理方面進(jìn)行闡述。提高路基工作區(qū)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性路基是路面的基礎(chǔ)，路基工作區(qū)又是路基經(jīng)受行車荷載影響較大的深度區(qū)域該深度區(qū)域有足夠的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性對(duì)保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極為重要。否則將產(chǎn)生不均勻沉降使路面發(fā)生開(kāi)裂。因此取有效措施處理好影響路基工作區(qū)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

工作區(qū)的強(qiáng)度主要是在填筑過(guò)程中形成的。必須嚴(yán)格控制路基的填筑工藝確保路基強(qiáng)度。填筑材料首選石、礫、砂類土。其次選用含礫、砂低液限粘土再次選用低液限粘土。粉質(zhì)土和有機(jī)土不能用于填筑路。面對(duì)當(dāng)前高速公路超載現(xiàn)象十分普遍的情況下建議在路基施工時(shí)對(duì)路基工作區(qū)的控制深度最好是大于路基工作區(qū)的設(shè)計(jì)深度，以防患于未然。

壓實(shí)度是反映路基強(qiáng)度的重要指標(biāo)也是提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟(jì)、最有效的技術(shù)措施施工中必須嚴(yán)格檢測(cè)控制。使其達(dá)到規(guī)定值。填土層的厚度對(duì)壓實(shí)度有直接的影響。檢測(cè)壓實(shí)度試坑要打到下一層定值的要加壓處理或推除重填。

降低地下水位是提高路基強(qiáng)度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的關(guān)鍵部位它直接承受和吸收路面的擴(kuò)散應(yīng)力要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)開(kāi)挖后發(fā)現(xiàn)底下滲水。不論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑，土質(zhì)差的地段要進(jìn)行換填處理確保其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

2.3基層應(yīng)有合理厚度及修筑防裂路面

當(dāng)基層厚度增加時(shí)，承載能力也迅速增加，試驗(yàn)證明：半剛性基層厚度由10cm增加到25cm時(shí)承載力提高為原來(lái)的3倍。研究表明面層反射裂縫明顯地受瀝青面層厚度的影響，厚度超過(guò)15cm的面層可以有效的防止受拉疲勞所產(chǎn)生的裂縫還可以降低車輛荷載引起的剪應(yīng)力。國(guó)外資料介紹。在貧混凝土中鋪筑10.0cm的瀝青面層時(shí)，在形成反射裂縫前可累積通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)軸載。

2.4設(shè)置應(yīng)力吸收層

在基層與面層之問(wèn)鋪橡膠瀝青中問(wèn)層、預(yù)制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層、低粘力吸收層。用應(yīng)力吸收層產(chǎn)生與擴(kuò)展有明顯的效果，可使裂縫處相對(duì)位移產(chǎn)生的應(yīng)力傳到面層時(shí)大為減明顯降低應(yīng)力強(qiáng)度因子。而吸收薄膜的彈。就目前常用的材料而言土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈性模量都較低。不存在低溫脆裂問(wèn)題。用土工格柵加筋瀝青路面的主要功能是控制車轍、反射裂縫和疲勞裂縫。不同類型格柵性能顯著不同。

橡膠瀝青吸收膜，是使用廢橡膠磨細(xì)的粉與熱瀝青攪拌后。

剛性基層的預(yù)開(kāi)裂技術(shù)在半剛性基層上鋸縫，即在結(jié)構(gòu)層碾壓前切割一條縫直到層底?？p寬為0.5cm，內(nèi)填瀝青砂或?yàn)r青乳液。隨即將切縫快速封閉。然后以正常方式碾壓該層。其目的就是預(yù)先制造更直、更多規(guī)則問(wèn)距的裂縫。

三、施工控制裂縫發(fā)生

在施工方面控剛性基層碾壓時(shí)的含水量為最佳含水量的1.0-1.1倍壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求碾壓完成后要及時(shí)保濕養(yǎng)護(hù)，防止基層干曬，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后立即噴灑瀝青乳液，做成透層或粘層，盡快鋪瀝青面層。

制備瀝青混合料時(shí)控制好加熱時(shí)間和加熱溫度，不使瀝青老化、加強(qiáng)碾壓，使瀝青混合料達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度也可減少反射裂縫。為了減少瀝青面層由于半剛性基層的收縮裂縫而產(chǎn)生反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫應(yīng)盡可能采取有效措施來(lái)減少半剮性基層本身的收縮裂縫。

四、結(jié)論

高速公路鋪設(shè)瀝青面層前，采取裂縫預(yù)防措施和處理技術(shù)可以大大減少路面裂縫的出現(xiàn)。這種思路和方法是強(qiáng)調(diào)于道路建設(shè)初期采取措施阻止裂縫的形成。

通過(guò)選擇道路結(jié)構(gòu)、技術(shù)或材料來(lái)處理已出現(xiàn)的裂縫，這將減少裂縫或根本不出現(xiàn)裂縫，或者使得原有的或不可避免的裂縫活性大大降低。為此，從設(shè)計(jì)開(kāi)始提出解決和防止裂縫產(chǎn)生，同時(shí)施工中嚴(yán)格按照施工規(guī)范規(guī)程施工，保證質(zhì)量，控制各個(gè)施工工序中的關(guān)鍵工序來(lái)減緩裂縫的產(chǎn)生和出現(xiàn)。