瀝青路面反射裂縫處治機理及工藝研究

郭虹 喬清華

摘 要：瀝青路面的反射裂縫問題會對瀝青路面的使用性能和使用壽命產(chǎn)生直接的影響。無論是半剛性基層瀝青路面還是柔性基層瀝青路面都會產(chǎn)生裂縫問題，裂縫問題的形成原因也是多種多樣的。針對這些問題，采用科學(xué)合理的措施來對裂縫問題進行有效的治理是刻不容緩的。為此，本文在充分了解反射裂縫作用機理的基礎(chǔ)上，結(jié)合某具體工程案例，對瀝青路面反射裂縫施工工藝及質(zhì)量檢測進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；反射裂縫；防治機理

在社會經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，我國公路建設(shè)規(guī)模越來越大，但在其快速發(fā)展的今天，病害問題也逐步顯現(xiàn)出來。為滿足交通量日益增長的需求，必須做好路面病害處治工作。反射裂縫作為瀝青路面常見病害，如何防治顯得尤為重要。為此，必須在掌握反射裂縫作用機理的前提下，采取行之有效的防治措施，有效避免反射裂縫產(chǎn)生，提高工程質(zhì)量。

1 反射裂縫作用機理

反射裂縫是指在面層裂縫出現(xiàn)前期路面基層產(chǎn)生裂縫，且把基層裂縫向面層反射。在溫濕循環(huán)應(yīng)力與荷載重復(fù)應(yīng)力的相互影響下，基層裂縫與初始缺陷在面層底部出現(xiàn)集中應(yīng)力現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生，致使開裂問題出現(xiàn)于面層底部，并逐步擴展到面層底部，隨之向上拓展，最后導(dǎo)致整個面層都存有裂縫，形成反射裂縫。按照裂縫產(chǎn)生的原因不同，反射裂縫可進行2類劃分：

其一，荷載型反射裂縫，是指在車輪荷載作用下，半剛性基層底部有拉應(yīng)力出現(xiàn)，且該應(yīng)力在半剛性材料抗拉強度以上，進而開裂問題出現(xiàn)于其底部，同時在行車荷載的重復(fù)應(yīng)力下，底部裂縫逐漸向其上方進行擴展，致使裂縫問題產(chǎn)生于瀝青面層。半剛性材料的抗拉強度、荷載重復(fù)應(yīng)力的多少、持續(xù)時間等都是形成裂縫的主要因素。也就是說半剛性基層厚度增多，將快速降低其底面拉應(yīng)力；當面層增加厚度等同于基層厚度，與基層拉應(yīng)力降低速度相比，面層速度更快。

其二，非荷載型裂縫，其反射裂縫引發(fā)的原因在于半剛性材料溫度收縮、干燥收縮或路基沉降不均勻等。此時往往由基層頂面引發(fā)溫縮、干縮裂縫。干縮裂縫較細，伴隨水分其逐步降低，裂縫寬度則會增加1到3mm以上。橫向為干縮裂縫的主要方向，其級配集料具有連續(xù)性、均勻性，碾壓施工中減少最佳含水量，加大壓實密度時，其結(jié)構(gòu)層裂縫出現(xiàn)量不多。

2 工程概況

某公路工程總長89km，屬于二級公路， 12m為路基寬度，9m為路面寬度。水泥穩(wěn)定砂礫為基層材料。通過實地調(diào)查結(jié)果顯示，本路段瀝青路面主要病害為收縮裂縫。為有效防治反射裂縫，需進行應(yīng)力吸收層鋪設(shè)，要求調(diào)整原瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，可不改變路基與基層材料、結(jié)構(gòu)。為保證施工質(zhì)量，可選取K88+700～K89+000段作為試驗段起止樁號，300m為試驗路段長度。粘土為路基填土，1.1m為平均填土。2700㎡為試驗段HDPE-橡膠粉改性瀝青混合料應(yīng)力吸收層整體鋪筑面積。

3 瀝青路面反射裂縫防治施工工藝

1）表面清理。在應(yīng)力吸收層鋪設(shè)前，需先將基層表面浮塵、泥土及碎屑清理干凈，隨后選取瀝青混合料進行基層坑洼部位找平，要求在3mm以內(nèi)控制其平整度偏差，并進行透層油噴灑。一般以液體石油瀝青作為透層油，每平方米用量為0.9L。禁止在陰雨大風(fēng)天氣進行噴灑透層油施工。施工時，需在15℃以上噴灑施工，且在130℃～140℃之間合理控制瀝青溫度。同時，在12小時以上控制透層油透入基層的時間，保證能夠充分揮發(fā)稀釋劑的作用。

2）拌和施工。同時選取間歇式拌和設(shè)備進行應(yīng)力吸收層拌制施工，并做好生產(chǎn)配合比調(diào)整工作。同時，對冷料倉進料速度加以合理控制，按照配合比對熱料倉篩孔進行適當調(diào)整，與試驗室相比，熱料倉細集料篩孔應(yīng)大出20%左右，同時應(yīng)準確計量細集料、礦粉及HDPE-橡膠粉改性瀝青，15s為干拌時間。同時，應(yīng)保證改性瀝青混合料攪拌均勻，無花白、離析等現(xiàn)象。

3）運輸施工。根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，運輸施工可選取15t自卸汽車，且保證車廂干凈，同時還應(yīng)將一些油水混合物涂抹到自卸車內(nèi)，材料卸完之后，需及時清理干凈車廂，不得存留雜物。裝料之后，可覆蓋篷布，以此起到保溫、防雨等功能。運輸?shù)绞┕龅刂?，可?75℃以上控制應(yīng)力吸收層混合料的溫度，如混合料溫度在175℃以下或出現(xiàn)離析問題，則不得用于施工。

4）攤鋪施工。攤鋪可選用履帶式攤鋪機，施工前，應(yīng)先預(yù)熱燙平板，溫度應(yīng)超過110℃，且進行隔離劑噴灑。一般可在1.15～1.25之間控制攤鋪松鋪系數(shù)，并在充分考慮應(yīng)力吸收層厚度的基礎(chǔ)上，進行攤鋪層高程的準確確定，并進行邊樁掛鋼絲設(shè)置，同時可通過橫坡控制器進行橫坡控制，且在-0.1%～+0.1%之間控制橫坡度誤差。根據(jù)施工要求，可在每分鐘1.5～2.5m之間控制攤鋪速度，避免波浪、斷裂等問題出現(xiàn)。為保證攤鋪施工的連續(xù)性，應(yīng)保證3輛以上運料車在攤鋪機前等候，除此之外，還應(yīng)做好隨時監(jiān)測工作，如攤鋪厚度不均勻，需及時進行處理。

5）碾壓施工。初壓時，以輕型壓路機（3t）為主，且在2～2.5km/h之間合理控制碾壓速度，待碾壓3遍左右，即可選取雙鋼輪振動壓路機（12t）進行復(fù)壓施工，相比初壓，復(fù)壓遍數(shù)可控制在5遍左右，且碾壓速度也應(yīng)有所提升，一般以4km/h為準，待碾壓輪跡基本消除后，為達到良好施工效果，可選取重型膠輪壓路機（30t）進行終壓施工，待其表面平整度滿足設(shè)計要求即可停止施工，此時需對其溫度進行檢測，應(yīng)保證在110℃以上。

6）接縫處理。盡可能選取熱接縫處理應(yīng)力吸收層接縫，若為冷接縫，則可通過加熱器進行預(yù)加熱，待其溫度滿足120℃要求之后，在進行攤鋪、碾壓施工，應(yīng)保證接縫緊密。

4 瀝青路面反射裂縫質(zhì)量檢測分析

針對施工路段進行了兩次路況調(diào)查，主要調(diào)查路況病害、典型斷面強度等內(nèi)容，并依據(jù)病害發(fā)生現(xiàn)狀進行分析。目前，以橫縫為路面主要病害類型，間距50到60m。其主要原因為冬季氣溫較低，僅局部路段，縱縫長度就達到了50m，其他路段無裂縫，則表明總體路線新舊路基結(jié)合部具有較為穩(wěn)定的路基情況，且防反射裂縫技術(shù)效果良好。按照土質(zhì)分布等因素，選取6個橫斷面，通過3m直尺法進行平整度高差測試。整體來講，路面產(chǎn)生的高差相對較小，局部高差為0，最大為2mm，大多數(shù)集中于1～1.4mm之間。僅在與原路一側(cè)相近部位出現(xiàn)了小的高差，由此可間接地表明產(chǎn)生了小沉降。

以上6個橫斷面以間隔50cm為準，選擇測試點，共16個。并測量各點豎向相對強度，以此對路面結(jié)構(gòu)在新舊路基結(jié)合部是否會出現(xiàn)差異進行判斷，并準確測定其橫斷面的平整度。根據(jù)第二次強度測量結(jié)果顯示，各個橫斷面點位具有較大強度變化，在整個斷面內(nèi)K88+800位置具有較為穩(wěn)定的強度?？傮w來講，相比原路一側(cè)路面強度，新路一側(cè)較高，則表明新路路面結(jié)構(gòu)具有良好強度。

5 結(jié)束語

綜上所述，作為瀝青路面的主要病害，反射裂縫產(chǎn)生早期對瀝青路面的影響較小，但在裂縫持續(xù)擴展的過程中，將大大降低瀝青路面的使用性能，且會呈現(xiàn)出惡性循環(huán)。這與瀝青混合料的自身特性、自然環(huán)境及交通量等因素息息相關(guān)。一般裂縫的產(chǎn)生都具有規(guī)則性，且呈網(wǎng)狀分布。隨著行車荷載的不斷加重，將引發(fā)更為嚴重的病害，如坑槽、翻漿等，進一步破壞瀝青路面，導(dǎo)致瀝青路面使用壽命嚴重縮減。為此必須重視瀝青路面反射裂縫處治問題，必須保證采取的措施科學(xué)有效，才能保證行車舒適性及安全性。

參考文獻

[1]黃志華.舊路加寬的路基綜合處治的設(shè)計體會[J].中國水運（下半月），2010（07）.

[2]劉觀仕.高速公路軟土路基拓寬變形性狀與時間效應(yīng)分析[D].中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所），2009.

[3]徐華.半剛性基層瀝青混凝土路面反射裂縫擴展和疲勞壽命研究[D].廣西大學(xué)，2012.

[4]陳貴生.漳龍高速公路長下坡路段瀝青路面損壞原因分析及維修養(yǎng)護技術(shù)[J].福建交通科技，2010（03）.

[5]陳星，晏元湘，鄧朝，明磊.抗反射裂縫技術(shù)在三峽壩區(qū)主干道改造中的應(yīng)用[J].中外公路，2012（06）.