淺談公路半剛性路面裂縫分析及預(yù)防措施

李金金　程亞冰

摘要：作為一種強(qiáng)基薄面結(jié)構(gòu)，半剛性路面具有良好的水穩(wěn)性、耐久性、抗凍性與高強(qiáng)度等特點(diǎn)。為滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求，在公路工程建設(shè)中半剛性路面結(jié)構(gòu)得到了廣泛地應(yīng)用與推廣。為此，本文主要對(duì)公路半剛性路面的概況、裂縫類型及預(yù)防措施應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：公路工程；半剛性路面；裂縫類型

一、半剛性路面的概況

半剛性路面是指選用無(wú)機(jī)結(jié)合料如水泥、石灰等，處理的土或碎（礫）石及含有水硬性結(jié)合料的工業(yè)廢渣修筑的基層，這種路面前期具有柔性路面的力學(xué)性能，使用后期將大大提升其強(qiáng)度與剛度，相比水泥混凝土，其強(qiáng)度與剛度則較小。因其剛性屬于柔性路面和剛性路面之間，因此，將這種基層和在它上面鋪筑的瀝青面層叫做半剛性路面。半剛性基層的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在良好的板體性、剛度及較強(qiáng)的擴(kuò)散應(yīng)力等，同時(shí)還具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度、抗疲勞強(qiáng)度及不錯(cuò)的水穩(wěn)性等。這些特點(diǎn)可以確保路面基層具有良好的受力性能，并提高路面的穩(wěn)定性。因此，在施工過(guò)程中應(yīng)確保半剛性基層具有一定的整體性，半剛性基層能夠?qū)β窐蚪Y(jié)構(gòu)起到承載力提升的作用。半剛性基層彎拉疲勞損壞是半剛性路面結(jié)構(gòu)的主要破壞形式，因此應(yīng)做好防水下滲工作，這也是規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。

二、公路半剛性路面裂縫類型分析

1、橫向裂縫

垂直于道路中線的裂縫被稱為橫向裂縫，通常存在若干支縫。產(chǎn)生此類裂縫的主要原因包括2點(diǎn)：第一，因基層收縮開裂，導(dǎo)致面層開裂，進(jìn)行出現(xiàn)反射裂縫；第二，溫度驟降或很低，也就是溫宿裂縫。

（1）反射裂縫。強(qiáng)度、剛度大及變形能力差為半剛性基層材料的主要特點(diǎn)，此類材料在溫度、濕度發(fā)生極大改變的情況下，將產(chǎn)生開裂等問(wèn)題。基層開裂過(guò)程中，當(dāng)面層和基層之間連接緊密，面層可提供一定約束能力，這種情況下在瀝青面層內(nèi)部將出現(xiàn)一定拉應(yīng)力與拉應(yīng)變，并與行車荷載出現(xiàn)的應(yīng)力充分結(jié)合，瀝青層與基層裂縫對(duì)應(yīng)部位則會(huì)出現(xiàn)底部開裂問(wèn)題，當(dāng)具有較薄面層時(shí)，從下到上裂縫將向面層表面發(fā)展，最終產(chǎn)生反射裂縫。

（2）溫縮裂縫。低溫收縮裂縫與溫度疲勞裂縫為溫縮裂縫的主要類型。低溫收縮裂縫產(chǎn)生的原因?yàn)榘雱傂月访婷鎸訙囟群艿突驕囟润E降致使路面面層溫度梯度產(chǎn)生極大變化，相比材料抗拉強(qiáng)度，如溫度應(yīng)力較高時(shí)，則極易出現(xiàn)裂縫。

溫度疲勞裂縫主要是因?yàn)闇囟戎貜?fù)升高與降低產(chǎn)生的。

2、縱向裂縫

平行于道路中線的裂縫被稱為縱向裂縫，同時(shí)可能出現(xiàn)多根支縫。因壓實(shí)度不足，半填半挖及高填方道路路基常常會(huì)產(chǎn)生不均勻沉降問(wèn)題，進(jìn)而造成縱向裂縫的出現(xiàn)。在加寬道路施工中，如處理不好新舊路基結(jié)合位置，則極易產(chǎn)生縱向裂縫。通常以上2類縱向裂縫都具有較長(zhǎng)的長(zhǎng)度，其深度從路面表面直達(dá)路基深處，具有極大的危害性。其類型包括以下幾種：

沉降裂縫：路面開裂因路基不均勻沉降造成的裂縫被稱作沉降裂縫。

搭接裂縫：縱向、橫向?yàn)榇罱恿芽p的主要形式。因路面寬度大，公路路面通常選取分幅的方式進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。接縫時(shí)可選取冷、熱兩種接縫形式。

3、塊狀裂縫

塊狀裂縫是指裂縫具有0.3到3米間距、0.1到10平方米面積。作為半剛性路面的重要病害之一，塊狀裂縫一般出現(xiàn)于通車時(shí)間長(zhǎng)的道路?；鶎?、面層強(qiáng)度不足為造成塊狀裂縫的直接原因。

4、龜裂

路面局部位置出現(xiàn)與龜紋相似的裂縫被稱為龜裂，龜裂通常與沉陷、唧漿同時(shí)出現(xiàn)。在重復(fù)荷載下路面結(jié)構(gòu)往往存在疲勞損壞，龜裂為路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低的表現(xiàn)形式。其發(fā)展初期裂縫以相互交錯(cuò)的形式展現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，裂縫可發(fā)展為多邊形裂塊。與此同時(shí)，龜裂也可能出現(xiàn)于路面整體強(qiáng)度極高的情況下。

三、公路半剛性路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

1、局部修補(bǔ)

灌縫：灌縫方式一般用于修補(bǔ)線狀裂縫。瀝青管縫機(jī)、高壓熱空氣吹風(fēng)機(jī)等為灌縫的主要機(jī)械。瀝青、乳化瀝青等為瀝青路面灌縫的材料。

挖補(bǔ)處理：修補(bǔ)塊狀裂縫及龜裂時(shí)，需根據(jù)坑槽實(shí)施修補(bǔ)，也就是將路面結(jié)構(gòu)損壞位置挖除，隨后進(jìn)行相應(yīng)級(jí)配瀝青混凝土填補(bǔ)、壓實(shí)。

根據(jù)工程建設(shè)需求，按照路面實(shí)際病害情況可對(duì)填縫機(jī)械、工藝與開槽參數(shù)合理確定。通常填縫料選取熱瀝青與克萊福密封膠。如線狀裂縫較為細(xì)小、灌入難度大，則可將一條凹槽開設(shè)于裂縫上，防止拉壓力與交通荷載過(guò)分作用于填縫材料，通常情況下以U形作為開槽類型。如溫縮、干縮導(dǎo)致路面基層出現(xiàn)縱、橫裂縫，且寬度小于6毫米，需徹底清理干凈縫隙，并通過(guò)壓縮空氣將其塵土吹走，隨后選取灌縫撒料方式對(duì)裂縫加以處理，材料為熱瀝青與乳化瀝青。

如裂縫寬度大于6毫米，則可將存于裂縫內(nèi)的雜質(zhì)清理干凈，并進(jìn)行開槽填縫，并通過(guò)壓縮空氣順著裂縫開槽位置吹凈，隨后選取材料進(jìn)行填筑、壓實(shí)與密封，材料包括：砂粒式瀝青混合料與細(xì)粒式瀝青混合料。

2、大中修

罩面：普通型罩面、防水型罩面與抗滑層罩面為瀝青路面罩面的主要類型。公路罩面厚度通常為4到5厘米；交通量大、重型車輛多的路段其封層厚度可定為1厘米，交通量適中路段封層厚度可定為0.7厘米，一般情況下高等級(jí)公路抗滑層厚度必須在4厘米以上。

翻修：選取罩面養(yǎng)護(hù)無(wú)法使嚴(yán)重破損路面恢復(fù)良好狀態(tài)，可采用翻修養(yǎng)護(hù)技術(shù)，以此確保路面服務(wù)功能的有效發(fā)揮。翻修前需詳細(xì)調(diào)查翻修路段的路面結(jié)構(gòu)、路基結(jié)構(gòu)及通行能力，并按照公路瀝青路面設(shè)計(jì)要求計(jì)算結(jié)構(gòu)厚度。

再生利用：熱拌與冷拌為拌制再生瀝青混合料的主要方式。冷拌再生瀝青混合料是在常溫下充分拌制舊料、新礦料及其他材料的方式。一般選取冷拌再生瀝青混合料對(duì)四級(jí)公路路面進(jìn)行翻修養(yǎng)護(hù)。熱拌再生瀝青混合因其高強(qiáng)度、路用性能良好在翻修養(yǎng)護(hù)施工中得到了廣泛應(yīng)用，通常被應(yīng)用于一、二、三級(jí)公路中下面層。

補(bǔ)強(qiáng)：在原有公路等級(jí)沒有變化的前提下，路面補(bǔ)強(qiáng)通常用于嚴(yán)重破損瀝青路面、強(qiáng)度系數(shù)與施工要求的情況下。除此之外，在提升公路等級(jí)等改造工程也可選取補(bǔ)強(qiáng)方式。

如路段具有嚴(yán)重網(wǎng)裂、縱向裂縫，裂縫在深度范圍內(nèi)將對(duì)瀝青整體面層都會(huì)造成嚴(yán)重影響，以此需全部銑刨瀝青路面各個(gè)面層。或路段具有嚴(yán)重橫縫時(shí)，可進(jìn)行二層銑刨。如完成銑刨工作后，其下層依舊存有裂縫、松散等情況，則需往下繼續(xù)銑刨，直至其土層具有良好狀況。同時(shí)，全線硬路肩與超車道、行車道等都需進(jìn)行改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料罩面（4厘米厚度）鋪設(shè)，10米為單幅罩面寬度，局部修復(fù)老路面病害路段需在罩面加鋪前進(jìn)行。為保證所有面層間具有良好拼接質(zhì)量，分層回填過(guò)程中，可選取臺(tái)階拼接的方式施工于新老路面結(jié)構(gòu)層，其中50厘米為縱向臺(tái)階最小寬度，15厘米為橫向臺(tái)階每層最小寬度。還需將粘層瀝青均勻撒布于各瀝青層內(nèi)，以此提高各層間的粘結(jié)能力。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著改革開放的不斷深入，作為影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素，為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，必須重視基礎(chǔ)設(shè)旋建設(shè)。半剛性基層施工作為公路工程建設(shè)的重要組成部分。為實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的科學(xué)性、正確性與規(guī)范性。必須重視施工方式的選擇，規(guī)范施工工藝，有效提高施工技術(shù)水平，延長(zhǎng)公路工程使用壽命，這也是提升工程建設(shè)整體質(zhì)量的重要途徑。