淺談瀝青路面裂縫產生的原因

袁棟梁

(南昌市公路管理局昌北分局,江西 南昌 330038)

在現(xiàn)今的公路建設中,主要有瀝青公路和水泥公路,而瀝青公路由于其獨特的抗壓性和堅韌性,在公路建設中已廣泛使用,也成為了我國公路建設中一道獨特的風景。瀝青公路優(yōu)點多,但在建設使用過程中,也逐漸暴露出了一些缺陷,而主要的缺陷就是裂縫。今天,我就結合自己工作中的實踐對公路裂縫作一些分析和探討,并希望與大家共勉。公路裂縫一般有龜裂縫、網裂、叢向裂縫和橫向裂縫?，F(xiàn)在我們就逐一對其進行分類和探討。

1 龜裂縫和網裂

龜裂縫和網裂是公路建設使用過程中最常見的,我們分析產生龜裂縫和網裂的主要原因：(1)拌合溫度的控制、瀝青混合料的油石比,這兩點在瀝青面層混凝土施工中都是非常值得注意的,如果掌握的不好,路面在行車荷載的壓力下就極容易產生龜裂縫和網裂。(2)路面結構的均衡和厚度,如果半剛性基層厚度不足,而其下底基層又不是有一定的抗壓能力的半剛性材料,這樣的路面結構就會由于路基壓實度不夠或者承載能力降低,而極易使路面產生龜裂和網裂。(3)路基下半剛性材料不純,也就是半剛性材料中間有雜質,即夾層土或其他雜質,在遇水潮濕后,路面承載能力下降,在載重的車輛通過時就容易出現(xiàn)彈簧的現(xiàn)象而出現(xiàn)龜裂和網裂。

2 叢向裂縫的分析

叢向裂縫也是最常見的公路裂縫,主要是由于地基承載力下降,路基整體強度降低了,加上重車荷載的反復作用,路面就極易出現(xiàn)叢向裂縫。而產生叢向裂縫的原因在一定程度上與填筑質量有關。其次,重型車輛在大型車道行駛中,加速或減速都極易使路面變形而造成叢向裂縫。還有就是輕微的裂縫由于年長日久加上雨水進入路面基層,又不能及時排出而形成叢向裂縫。

3 在公路裂縫中,橫向裂縫也是最常見的

造成橫向裂縫的原因有很多,一般可以歸納為以下類型：(1)由于低溫而產生的橫向裂縫。這種裂縫是由于溫度變化超出瀝青混凝土的極限拉應力而產生的低溫裂縫和溫度疲勞裂縫以及發(fā)射裂縫等。因為就混凝土的自身材料性質而言,如果沒有掌握好溫度的變化,熱脹冷縮的混凝土就會出現(xiàn)問題了。(2)值得注意的是,在公路上行駛的各種車輛都有,特別是重型車輛,由于重型車輛經常是在規(guī)定的一條道上行駛,又要經常剎車和起步,久而久之,就很容易造成橫向裂縫。(3)地形的高低不同,如果施工質量有問題的也極易造成橫向裂縫。

4 裂縫造成的后果

公路出現(xiàn)裂縫后要及時關注,否則極易造成嚴重后果。初期產生的小小的裂縫往往不容易引起人的注意,而隨著環(huán)境溫度和來自重型車輛的壓力以及長期的雨水浸泡,小裂縫就會發(fā)脾氣越裂越大了。這主要還是因為瀝青路的半剛性基層自身干縮和溫縮應變脹縮產生的拉應力超過了自身的極限使其從薄弱處產生斷裂,時間一長,裂縫逐漸向上擴展到路表,縫寬不斷增大,橫向裂縫再不斷附生叢向裂縫,最終形成大小不等的獨立裂塊,在表面水的作用下路面的強度降低了,道路逐漸喪失承載能力,不及時處置,不僅會極大的縮短公路的使用壽命,而且會造成重大的經濟損失和人的生命財產安全。

預防和處理

出現(xiàn)裂縫了怎么辦？怎樣延緩和減輕裂縫帶來的危害。本人認為,可采用兩大類方法：一是注重施工質量,在施工中采取相應的預防措施；二是維修養(yǎng)護時選用合適的加鋪層。為獲得最佳效果,下面這些方法非常重要。

(1)壓實路基,增強路基的強度。路面強度是靠路基支撐的,路基不牢,路面就保證不了足夠的強度和穩(wěn)定,就容易下沉和開裂,因此,必須保證有有效措施處理好影響路基工作區(qū)的穩(wěn)定性和強度的關鍵環(huán)節(jié),最大限度的減小路基完工后的沉降量。怎樣才能讓路基增強壓實度呢？首先,注意填土層的厚度,施工時一定要插桿掛線,每層的松鋪厚度不應大與30cm,檢測壓實度試坑要達到下一層頂面,凡是檢測結果達不到規(guī)定定值的要加壓處理,或推除重填。其次,必須嚴格控制路基的填筑工藝,確保路基強度。填筑材料首選石礫、砂類土,還有選用含礫、砂低液限粘土,再次選用低液限粘土。粉質土和有機土不能用于填筑路基。還有一點非常重要的就是降低地下水位是提高路基強度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的關鍵部位,它直接承受和吸收路面的擴散應力,要有足夠的強度和穩(wěn)定性。當開挖后發(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,土質差的地段要進行換填處理,確保其強度和穩(wěn)定性。

(2)選擇防裂性能好的材料。首先在穩(wěn)定度滿足要求的前提下,選用針入度較大的瀝青作面層。其次,采用密實型瀝青混凝土面層。空隙率對面層的疲勞壽命有很大影響,密實型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢,同時也延緩了裂縫的擴展。瀝青混合料的集料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性,則應填加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉,確保混合料的抗剝落性能,同時應盡量降低集料的含水量,盡可能使用人工砂代替原形顆粒的天然砂。還有選用抗沖刷能力好,干縮、溫縮系數(shù)小、抗拉能力高的半剛性材料作基層,最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料。選用松弛性能好的優(yōu)質瀝青做面層,保證瀝青的針入度、延度等指標；在缺少優(yōu)質瀝青的情況下,應采用某些添加劑或聚合物,以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能。

(3)應力吸收層要設置好。應力吸收層的設置也非常關鍵,在基層與面層之間鋪橡膠瀝青中間層、預制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層、低粘度瀝青混凝土層等均勻應力吸收層。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,不同類型的格柵性能顯著不同。還有橡膠瀝青吸收膜,是使用廢橡膠磨細的粉與熱瀝青攪拌后,施于面層中間,形成一薄膜或與砂石成一薄層。有試驗結果表明,此應力吸收層在面層中間效果最佳。采用應力吸收薄膜,對減緩反射裂縫的產生與擴展也有明顯的效果,可使裂縫處相對位移產生的應力傳到面層時大為減少,明顯降低應力強度因子。而吸收薄膜的彈性模量越低,防裂效果越好?？梢姂Ρ∧x用低模量高韌性、大變形率的材料為好。

(4)怎樣修筑防裂路面。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15cm的面層可以有效的防止受拉疲勞所產生的裂縫,還可以降低車輛荷載引起的剪應力。因此,在瀝青路面厚度的設計時,可以考慮瀝青面層的厚度,以減少受拉疲勞所產生的裂縫。

最后,就如何控制施工時裂縫發(fā)生的辦法再談幾點：(1)在施工方面,控制半剛性基層碾壓時的含水量為最佳含水量的0.9倍,壓實度達到規(guī)范要求,碾壓完成后要及時保濕養(yǎng)護,防止基層干曬,養(yǎng)護結束后,立即噴灑瀝青乳液,做成透層或粘層,然后盡快鋪瀝青面層。(2)制備瀝青混合料時控制好加熱時間和加熱溫度,不使瀝青老化、加強碾壓,使瀝青混合料達到規(guī)定的壓實度,也可減少反射裂縫。(3)為了減少瀝青面層由于半剛性基層的收縮裂縫而產生反射裂縫或對應裂縫,應盡可能采取有效措施來減少半剛性基層本身的收縮裂縫。

目前,很多地方在公路鋪設瀝青面層前,都采取裂縫預防措施和處理技術,將大幅度減少路面裂縫的出現(xiàn)。這種方法是強調于道路建設初期采取措施阻止裂縫的形成,或通過選擇道路結構、技術或材料處理已出現(xiàn)的裂縫,這將減少裂縫,使得原有的或不可避免的裂縫活性大大降低。

[1]王琳婷.路基施工中壓實度的控制(J).交通科技,2004(05)．