鞍山地區(qū)瀝青路面裂縫早期病害分析及防治措施

摘 要：當(dāng)前，瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)是高等級(jí)公路常用的主要形式，因?yàn)闉r青自己的特點(diǎn)和存在建設(shè)中的各種原因，瀝青混凝土路面出現(xiàn)的裂縫是一個(gè)普遍存在的問題。文章通過對(duì)鞍山市高等級(jí)公路瀝青混凝土路面裂縫早期破壞分析，針對(duì)路面裂縫破壞的原因提出防治措施，從技術(shù)設(shè)計(jì)、施工組織、材料性能、管理運(yùn)營(yíng)等方面提出建議，為鞍山市公路路面施工和管理提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土路面；裂縫；破壞；防治措施

1 概述

隨著我國(guó)高等級(jí)公路的大量建設(shè)，高等級(jí)公路路面中瀝青混凝土路面占了其中的大部分。從高等級(jí)公路使用狀態(tài)來看，許多瀝青混凝土路面在早期都遭受嚴(yán)重的損壞。如果能找到徹底解決瀝青混凝土路面早期破壞問題的方法，這將大大地節(jié)約我國(guó)公路建設(shè)每年的投資，用以提高服務(wù)運(yùn)營(yíng)的能力和素質(zhì)。鞍山市位于東北三省遼寧省中部，對(duì)于鞍山地區(qū)瀝青混凝土路面的破壞，裂縫是其中的一種主要形式。事實(shí)表明，高等級(jí)公路在高交通量和超載車作用下，提早發(fā)生了破壞，尤其是裂縫早期病害，影響了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和行車舒適，影響了人民方便安全出行。

2 裂縫破壞類型及原因分析

2.1 橫向裂縫

在與中心線垂直的道路橫向裂縫，最初多出現(xiàn)于路面兩側(cè)，逐漸發(fā)展形成貫通路幅的橫縫，多由基層或路基裂縫反射或低溫收縮造成[1]。

2.1.1 溫縮裂縫

從研究總結(jié)出一種現(xiàn)象，溫縮裂縫通常發(fā)生在寒冷的地方，常見有兩種因素導(dǎo)致瀝青混凝土路面出現(xiàn)這種情況。首先是在嚴(yán)寒地區(qū)挑選不合格的瀝青礦料或者瀝青含蠟量過高，造成路面低溫變形能力差。對(duì)于使用AH-97號(hào)瀝青的鞍海一級(jí)公路來說，盡管很多區(qū)域出現(xiàn)了不同程度的車轍，但路面出現(xiàn)裂縫情況較少，可以表明在該地區(qū)，使用AH-97號(hào)瀝青對(duì)防裂效果較好。其次，因?yàn)樘鞖庠驕囟茸兓^快，導(dǎo)致瀝青面層內(nèi)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力使瀝青層的收縮時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力超過瀝青混凝土極限抗拉強(qiáng)度引起裂縫。這種現(xiàn)象在遼寧省鞍山地區(qū)比較明顯，鞍山冬春溫度氣候變化較大，特別是夏季，由于熱穩(wěn)定性不足使瀝青混凝土路面產(chǎn)生較大的變形。

2.1.2 半剛性基層的反射裂縫

對(duì)中國(guó)瀝青混凝土路面的發(fā)展，由于半剛性基層負(fù)荷能力強(qiáng)，材料獲取方便，而成為瀝青混凝土路面主體結(jié)構(gòu)形式，具有成熟的經(jīng)驗(yàn)，為瀝青混凝土路面的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)[2]。但由于基層材料本身所具有一定的缺陷和不足，如排水不暢、對(duì)重載靈敏度強(qiáng)、易開裂等，容易導(dǎo)致反射裂縫的發(fā)生。

2.1.3 半剛性基層和溫縮共同原因造成的橫向裂縫

由于不在同一開裂位置，半剛性基層裂縫位置與瀝青層的開裂一般錯(cuò)開幾厘米到幾十厘米不等的距離，因此，要對(duì)這兩種裂縫進(jìn)行完全區(qū)分其實(shí)是很難的，大部分裂縫是由以上兩個(gè)原因共同作用的結(jié)果。

2.2 縱向裂縫

2.2.1 表面裂縫

路面表面裂縫逐步向下層發(fā)展。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，鋪設(shè)過程中各層間容易受到污染，致使層間原本產(chǎn)生結(jié)合作用力不足會(huì)生成裂縫，因?yàn)榈缆仿访娴耐暾圆⒉缓?，只有頂層?fù)擔(dān)荷載，荷載得不到有效傳遞，從而使面層因承載能力不足出現(xiàn)裂縫[3]。

2.2.2 疲勞裂縫

在正常使用狀態(tài)下路面出現(xiàn)的疲勞裂紋，是由于車輛荷載多次作用導(dǎo)致的。瀝青結(jié)構(gòu)層受荷使底部表面層產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的或彈性應(yīng)力值超過材料疲勞強(qiáng)度，造成端底面裂紋，并逐漸發(fā)展[4]。

3 裂縫的防治措施

從瀝青混凝土路面出現(xiàn)裂縫的類型看，其損壞原因應(yīng)是多方面的，從管理運(yùn)營(yíng)、施工組織、技術(shù)設(shè)計(jì)、材料性能等方面，綜合來提出裂縫的防治措施。

3.1 管理運(yùn)營(yíng)方面

針對(duì)瀝青混凝土路面出現(xiàn)的裂縫，鞍山市可以集中開展對(duì)客貨、運(yùn)輸企業(yè)、高速公路、農(nóng)村農(nóng)用車的交通違法行為的專項(xiàng)整治，對(duì)交通違法行為實(shí)行依法上限處罰，從根本上預(yù)防重特大事故發(fā)生，確保道路暢通。加強(qiáng)超限、超載運(yùn)輸管理，嚴(yán)格限制超載、超限車駛?cè)敫叩燃?jí)公路。對(duì)于路面發(fā)生早期破壞現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和處理，不能讓其自然發(fā)展。

3.2 施工組織方面

為了在施工中使半剛性基層不產(chǎn)生收縮裂縫，除了在鋪筑瀝青層之前按照技術(shù)規(guī)范去施工之外，對(duì)于半剛性基層來說，它還應(yīng)嚴(yán)格控制作為鋪筑物的混合物中的水含量不應(yīng)超過壓實(shí)所需最好或允許范圍，其碾壓完成后，應(yīng)及時(shí)的養(yǎng)生，使混合物中水含量得以保護(hù)而不至于損失，養(yǎng)生時(shí)間至少7d，之后為了保護(hù)路面盡量加快施工速度完成瀝青面層的鋪筑，避免水分流失而產(chǎn)生收縮裂縫。

3.3 技術(shù)設(shè)計(jì)方面

對(duì)于設(shè)計(jì)單位，在對(duì)路面的設(shè)計(jì)當(dāng)中，最好選擇溫度收縮系數(shù)低、抗拉伸強(qiáng)度高的基層材料，為了降低其收縮系數(shù)在混合料中可以加入一定量的粉煤灰。對(duì)于在瀝青碾壓表面區(qū)域容易產(chǎn)生溫度裂縫這種情況，相距一段長(zhǎng)度應(yīng)預(yù)留橫向通縫，所在地最低氣溫和采用的瀝青質(zhì)量?jī)烧吖餐瑳Q定通縫距離的大小，但處理切割鋸縫這種情況應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎，避免地表面水滲透，破壞瀝青面層。如果瀝青面層厚度小，為了減緩裂縫蔓延中間層可采用級(jí)配碎石。

3.4 材料性能方面

選擇瀝青材料時(shí)，從道路類別、車流量、建設(shè)費(fèi)用等幾方面考慮，以確保該混合料滿足強(qiáng)度的要求。例如鞍山，地理位置上處于寒冷地區(qū)，應(yīng)特別注意在低溫下混合料的性能，混合料在低溫條件下應(yīng)具有較強(qiáng)抗彎拉性能，從而減少或消除表面層的裂紋。瀝青面層混合料還必須具有一定的防滲能力。在瀝青路面結(jié)構(gòu)中，作為瀝青的表面層具有一定摩擦力的同時(shí)，可以使用細(xì)顆粒較多的細(xì)粒式瀝青混凝土，同時(shí)設(shè)置下封層，以滿足防滲的需要。

4 結(jié)束語

瀝青混凝土路面在外界條件和車輛的共同作用下，雖然路面出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象較多，但只要對(duì)裂縫的機(jī)理和形成原因認(rèn)真分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)，強(qiáng)化管理措施和嚴(yán)格控制施工過程，做好材料的選擇和竣工后運(yùn)營(yíng)過程中的養(yǎng)護(hù)管理措施，就可以防止或減少各種裂縫產(chǎn)生，使路面具有耐久性、舒適性以及較強(qiáng)的剛度和強(qiáng)度，增長(zhǎng)路面運(yùn)行使用年限。

參考文獻(xiàn)

[1]張發(fā)雨.公路瀝青路面早期破壞及防治[J].交通建設(shè)與管理，2015.

[2]李海濱.基于半剛性基層適應(yīng)性的瀝青路面結(jié)構(gòu)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2010.

[3]袁德豪.甘肅省瀝青路面早期破壞調(diào)查研究及防治措施[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2007.

[4]吳志軍.半剛性基層瀝青路面早期破壞結(jié)構(gòu)與材料特性影響分析[D].浙江大學(xué)，2007.

作者簡(jiǎn)介：張榮華（1994，11-），男，遼寧海城人，漢族，本科在讀，研究方向：交通土建。

*通訊作者：王玉杰。