公路路面施工裂縫的成因分析

文/普布貴吉

1 公路路面施工裂縫原因分析的重要性和必要性

1.1 重要性

加強(qiáng)對(duì)公路路面施工裂縫成因的分析，是進(jìn)一步確保施工質(zhì)量的策略方法。只有不斷加強(qiáng)對(duì)混凝土裂縫問題進(jìn)行不斷的探索與深入研究，進(jìn)一步明確瀝青混凝土的特性，才能夠?qū)妨芽p成因了解得更加透徹，有效促進(jìn)施工技術(shù)的進(jìn)一步落實(shí)，能夠更加明確、更加科學(xué)的對(duì)施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。一般而言，公路路面在施工過程中，質(zhì)量上乘的施工材料是有效保證工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)[1]。基于此，不斷加強(qiáng)對(duì)公路路面施工裂縫成因的分析，是有效提升公路質(zhì)量的關(guān)鍵，也是有效降低公路混凝土裂縫產(chǎn)生可能性的主要方面。

1.2 必要性

通常而言，我國公路路面在施工過程中，都會(huì)制定預(yù)先的預(yù)案，加強(qiáng)對(duì)路面裂縫的處理與分析，這是一項(xiàng)重要的方面，也是一項(xiàng)不可或缺的方面。不斷加強(qiáng)對(duì)公路路面裂縫成因的理論分析和實(shí)踐探尋，是有效優(yōu)化公路路面性能的必要之舉，不僅可以促進(jìn)公路交通運(yùn)行能力的大大提高，同時(shí)也能夠穩(wěn)步提升我國公路建設(shè)的工程質(zhì)量和整體效果與水平。公路路面在施工建設(shè)過程中或在投入使用過程中，路面裂縫的產(chǎn)生無法避免，也不可避免，但通過科學(xué)的管控和質(zhì)量管理活動(dòng)和設(shè)定預(yù)先的施工方案，可以極大程度地減少路面裂縫的產(chǎn)生，最終能夠大大提升公路工程的使用壽命，促進(jìn)國家公路交通事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[2]。

2 公路路面裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 基層干縮和溫縮

公路路面裂縫產(chǎn)生通常會(huì)受到多種因素的影響，基層的干縮和溫縮是影響的主要方面，混合量使水嚴(yán)重，會(huì)大大影響半剛性基層，直接導(dǎo)致半剛性基層出現(xiàn)干燥、收縮、開裂的問題，大量的施工經(jīng)驗(yàn)都充分表明了干縮現(xiàn)象的出現(xiàn)與材料的性質(zhì)和含水量有著密切聯(lián)系[3]。因?yàn)闊o機(jī)料穩(wěn)定細(xì)粒土要比穩(wěn)定粗粒土的干縮變形量更大，公路路面發(fā)生的可能性也更加大，通常而言，當(dāng)公路路面的施水量達(dá)到25%時(shí)，石灰土的干縮系數(shù)將會(huì)達(dá)到(1 200～1 500)×10-6 并產(chǎn) 生(3 000～3 750)×10-6 的干縮應(yīng)變[4]。

而公路路面裂縫低溫主要成因是有半剛性基層所導(dǎo)致，在高溫與常溫的影響作用之下，冬季溫度低，溫度下降速度更快，混合料急劇收縮的情況也會(huì)表現(xiàn)得更加突出，很明顯，在此過程中，當(dāng)混合料出現(xiàn)急劇收縮的情況時(shí)，會(huì)大大的導(dǎo)致下層受到約束影響而產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，當(dāng)這個(gè)收縮一米超出了材料本身的抗拉性能時(shí)，溫縮裂縫路面就會(huì)出現(xiàn)，當(dāng)溫縮裂縫的寬度在2 到16mm 時(shí)，外界溫度相差越大，約束就更大，從而甘肅凱里的公路路面裂縫的范圍也更大[5]。

2.2 反射裂縫

產(chǎn)生反射裂縫的主要成因是基坑開裂反射現(xiàn)象一直存在，反射裂縫長期存在，會(huì)對(duì)公路路面的基層粒土造成消極的影響，在一般情況下，反射裂縫存在的最主要表現(xiàn)形式是上大下小，還有部分表現(xiàn)形式是從路基面層直接破裂，并深入到基層結(jié)構(gòu)當(dāng)中去，當(dāng)然，有的反射裂縫也是直接從面層中開裂。從不同角度分析反射裂縫的形成過程，得到的結(jié)果會(huì)有所差異，比如從反射裂縫的溫度膨脹系數(shù)的角度來分析，就可以顯而易見的發(fā)現(xiàn)瀝青面層比無機(jī)結(jié)合的土要大很多，在同期或同路段的施工過程中，面層的收縮應(yīng)力也會(huì)比基層結(jié)構(gòu)的收縮應(yīng)力更大，在此刻，更為嚴(yán)重的接縫問題也會(huì)更容易產(chǎn)生。當(dāng)面層結(jié)構(gòu)在較薄的情況之下，半剛性瀝青基層部分的裂縫會(huì)更容易在基層表面出現(xiàn)，以迅雷的速度造成反射裂縫，車輛持續(xù)作用或在超大重力的作用之下，拉應(yīng)力與溫度應(yīng)力聯(lián)合作用更容易導(dǎo)致反射裂縫，嚴(yán)重的時(shí)候危害程度更大。反射裂縫按照其裂縫的方向不同分為兩大方面，一方面是橫向裂縫，另一方面是縱向裂縫，針對(duì)不同路面裂縫的方向，采取的手段也不相同，橫向裂縫主要是不能承受強(qiáng)度過大的重物，公路路基面層和地基大多是由水泥穩(wěn)定性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)組成，在形成強(qiáng)度的過程中會(huì)產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，收縮裂縫的表現(xiàn)也會(huì)更加明顯，在反射作用之下，瀝青表面就會(huì)產(chǎn)生橫向裂縫，而縱向裂縫則是從公路路面的縱向開裂，縱向開裂的主要原因是工程地基質(zhì)量沒有達(dá)到預(yù)估的標(biāo)準(zhǔn)，在施工過程中偷工減料，從而造成公路路面的強(qiáng)度下降，公路路面面層的自然承受能力受到消極影響。

2.3 彎拉疲勞和老化的瀝青面層

在道路施工的過程中，瀝青材料是一種粘彈性很高的內(nèi)容物，對(duì)溫度的高低變化較為敏感。當(dāng)瀝青材料在高溫高壓條件作用之下，應(yīng)力松弛性能會(huì)發(fā)揮得更加好，溫度不明顯變化所產(chǎn)生的變形也不會(huì)產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，但在這一過程中需要注意的是，如果氣溫處于直線下滑或上升的狀態(tài)時(shí)，瀝青材料的硬度狀況也會(huì)逐漸收縮，在道路施工過程中，材料的低溫性能如果無法滿足與該地區(qū)溫度的實(shí)際變化狀況，較大的拉應(yīng)力作用就會(huì)十分突出，在很大程度上，瀝青混合料的應(yīng)力松弛是無法達(dá)到溫度應(yīng)力的變化過程的，在此過程中，混合料的進(jìn)度會(huì)得到提升，雖然當(dāng)進(jìn)度達(dá)到一定程度的時(shí)候，瀝青面層也會(huì)在道路面的約束之下，面層中存在的拉應(yīng)力就會(huì)超過材料的抗壓強(qiáng)度，最終導(dǎo)致公路路面裂縫問題產(chǎn)生與出現(xiàn)。

3 應(yīng)對(duì)公路路面裂縫的有效策略

3.1 科學(xué)合理選擇施工材料

在選擇公路路面施工材料的過程中，要切實(shí)避免基層材料的性質(zhì)、水分受到溫度等的影響作用。因此，在進(jìn)行半剛性路面設(shè)計(jì)的過程與方法中，更應(yīng)該采取科學(xué)的選擇材料方法，先選出合適的施工材料，對(duì)需要具備較強(qiáng)抗沖刷、干縮性能較小的材料進(jìn)行整體的施工，材料的選拔必須滿足工程道路施工過程中的所有抗拉強(qiáng)度的性能，對(duì)于有條件的施工路程，可以采用水泥的方法來取代石灰的方式，應(yīng)用水泥施工更能夠提高公路的質(zhì)量，有效規(guī)避公路路面開裂。但科學(xué)合理選擇施工材料并不止于此，在道路施工的過程中，還應(yīng)該不斷加強(qiáng)對(duì)于半剛性基層材料的含水量控制，含水量過高或者過低，都會(huì)對(duì)工程質(zhì)量起到直接的影響作用，只有將公路材料的含水量控制在合理的區(qū)間和范圍，才是有效規(guī)避公路路面裂縫的有效應(yīng)對(duì)策略。

3.2 提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性

路基作為公路路面整個(gè)結(jié)構(gòu)部分的承載結(jié)構(gòu)，一方面發(fā)揮著承載車輛載荷的作用，方便起到支撐路面的作用，因此，不斷提高路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性就顯得尤為重要，因?yàn)槁坊鶑?qiáng)度的性能和穩(wěn)定性能會(huì)對(duì)工程質(zhì)量的提高起到直接的影響，在很多的公路運(yùn)行過程中，大車小車超載問題與現(xiàn)象表現(xiàn)得十分突出，在道路已經(jīng)硬化的基礎(chǔ)之上，影響作用不是很大，但在路基的施工檢測(cè)階段，超載問題會(huì)對(duì)路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度造成巨大的影響，基于此，在設(shè)置路基施工的階段，工作范圍內(nèi)的深度應(yīng)該與實(shí)際設(shè)計(jì)的深度尺寸有所出入，一般情況下都是工作范圍內(nèi)的深度大于設(shè)計(jì)深度尺寸，如此可以全面提升路基結(jié)構(gòu)的承載性能，嚴(yán)格把控路基的填筑施工工藝，不但對(duì)公路優(yōu)化起到良好效果，同時(shí)也可以很大程度的滿足工程質(zhì)量要求[7]。這就要求相關(guān)道路施工人員在施工的過程中，應(yīng)該不斷加強(qiáng)施工道路的檢測(cè)和壓牢壓實(shí)的監(jiān)控力度，切實(shí)保障公路路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性達(dá)到合理化要求，如若違反了這一過程，工程質(zhì)量難以得到全面的保障。

3.3 加強(qiáng)工程質(zhì)量監(jiān)管，做好路面施工質(zhì)量控制工作

通常而言，公路路面在建設(shè)和施工的過程中都會(huì)有預(yù)先的方案作為指導(dǎo)，基于此，更應(yīng)該不斷深入推進(jìn)公路工程的施工計(jì)劃制定。由在此過程中，需要施工企業(yè)及相關(guān)人員不斷加強(qiáng)對(duì)工程施工過程的質(zhì)量監(jiān)控和強(qiáng)度保障，切實(shí)加強(qiáng)路面施工的質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作和控制工作，從而有效確保路面性能的可靠性和穩(wěn)定性及安全性。在這一過程中，主要可以從兩大方面出發(fā)，一方面是混凝土在投入使用的過程中，混凝土必須全面攪拌均勻，并且盡量準(zhǔn)確，對(duì)影響混凝土施工質(zhì)量的外觀因素進(jìn)行及時(shí)的糾正與處理，并根據(jù)天氣溫度的變化，調(diào)整好公路混凝土的施工配合比，在取得良好混凝土實(shí)踐應(yīng)用效果的基礎(chǔ)之上，規(guī)避混凝土裂縫的產(chǎn)生，另一方面是要加強(qiáng)公路路面施工狀況的分析和論斷，不斷強(qiáng)化質(zhì)量管控工作，增強(qiáng)主體管控人的責(zé)任意識(shí)，有嚴(yán)格的規(guī)章制度規(guī)范和約束工作人員的主體責(zé)任行為，針對(duì)路面裂縫問題，做到及時(shí)處理，及時(shí)糾正，及時(shí)應(yīng)對(duì)[8]。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前階段，雖然經(jīng)濟(jì)社會(huì)已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，但公路工程建設(shè)的公路路面裂縫問題依然存在，為此公路的實(shí)際運(yùn)行效率和正常使用狀況受到了極大的阻礙，公路路面的穩(wěn)定性與可持續(xù)性在此過程中受到了嚴(yán)重的威脅?；谟绊懝仿访媪芽p產(chǎn)生的成因，本文對(duì)其影響因素進(jìn)行了整體探討和系統(tǒng)論述，并根據(jù)其影響因素提出了具體的應(yīng)對(duì)策略和解決方法，針對(duì)公路路面裂縫產(chǎn)生的成因及存在的問題，不僅需要公路施工企業(yè)及人員在實(shí)踐過程中加強(qiáng)質(zhì)量管控工作，同時(shí)還需要掌握科學(xué)的質(zhì)量控制方法和策略，所以最大限度降低公路路面裂縫問題發(fā)生的可能，為公路的可持續(xù)運(yùn)行提供更加理論的借鑒參考，不斷提升施工質(zhì)量和保障公路路基的穩(wěn)定性及可靠性。