市政道路瀝青路面裂縫成因分析及控制措施

郭安順?李劍橋

摘 要：市政道路作為城市現(xiàn)代化建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，為滿足日益增長的交通量需求，提高道路行車舒適度，必須對現(xiàn)有病害路面進(jìn)行處理。裂縫作為路面常見病害，如何防治顯得尤為重要。為此，在充分了解裂縫類型的前提下，結(jié)合具體案例，分析了裂縫成因，并由此采取行之有效的控制措施，有效避免裂縫產(chǎn)生，提高工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：市政道路;瀝青路面;裂縫成因;控制措施

1 市政道路裂縫常見類型

瀝青路面在長期使用過程中，容易出現(xiàn)一些裂縫情況，影響到工程質(zhì)量。細(xì)致分析裂縫的常見類型和原因，將能夠?yàn)橛行е卫砉ぷ魈峁┝己们疤帷?/p>

1）溫度裂縫。瀝青路面各個(gè)結(jié)構(gòu)層材料在導(dǎo)熱性方面存在著較大的差異，同時(shí)材料本身也會(huì)受到溫度的影響。溫度在瀝青路面結(jié)構(gòu)層中的傳遞，需要?dú)v經(jīng)一定時(shí)間，從而導(dǎo)致各個(gè)結(jié)構(gòu)層都產(chǎn)生較大變化，表現(xiàn)出明顯的溫度梯度，尤其是在環(huán)境溫度出現(xiàn)反復(fù)性的變化時(shí)。溫度梯度將會(huì)導(dǎo)致不同結(jié)構(gòu)溫度層產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，其主要包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫2個(gè)方面。

2）荷載型裂縫。道路需要給車輛提供良好的通行條件，相應(yīng)的路面結(jié)構(gòu)層對于承載能力要求較高，當(dāng)瀝青路面經(jīng)受的重荷載情況較多，將會(huì)容易造成一定的破壞。在行車最大荷載作用的地方，是彎拉應(yīng)力最大的部位，其會(huì)超出原有的結(jié)構(gòu)層極限抗拉強(qiáng)度，從而導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)層的底部出現(xiàn)開裂問題。在行車荷載的反復(fù)作用下，基層會(huì)出現(xiàn)裂縫，相應(yīng)地還會(huì)影響到瀝青路面的實(shí)際運(yùn)行情況。

3）反射裂縫。路面基層施工建設(shè)過程中使用半剛性材料的情況較多，其在完成施工作業(yè)之后，還會(huì)進(jìn)行較長時(shí)間的物理化學(xué)反應(yīng)，從而使基層材料本身的強(qiáng)度、剛度都會(huì)逐漸增強(qiáng)。這類材料使用過程中，對于養(yǎng)護(hù)周期要求較高，對于周圍環(huán)境溫度和濕度較為敏感。在無法保證施工質(zhì)量的時(shí)候，將會(huì)影響到基層的實(shí)際應(yīng)用情況，主要是因?yàn)榘雱傂圆牧蠒?huì)在溫度和濕度影響下出現(xiàn)質(zhì)量問題，發(fā)生開裂情況。

2 工程概況

近年來，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，為滿足日益增長的交通量需求，大量市政道路工程步入了改擴(kuò)建時(shí)期，某市政工程屬于城市舊路養(yǎng)護(hù)維修工程，全長2.8km，局部路基接縫處因處理不當(dāng)，產(chǎn)生了路基不均勻沉降等情況，甚至大范圍產(chǎn)生路面橫向裂縫及網(wǎng)裂情況。此外，本路段采用半剛性基層，其特點(diǎn)為強(qiáng)度高、整體性好、且成本低，但經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn)，本路段裂縫病害較多，且已產(chǎn)生反射裂縫。為此，以K467+530～K467+030段為試驗(yàn)段，共500m長，決定采用“公路路面防水抗裂層”結(jié)構(gòu)進(jìn)行罩面施工。

3 市政道路瀝青路面裂縫成因

1）路基承載力不足。本路段存有大量軟弱土層，在行車荷載反復(fù)作用下，極易產(chǎn)生失穩(wěn)、滑移現(xiàn)象。軟土地基具有含水率大、強(qiáng)度低、壓縮性強(qiáng)等特點(diǎn)，若處理不當(dāng)，必定會(huì)影響路基承載力，從而導(dǎo)致路堤失穩(wěn)。

2）新舊路基拼接處理不當(dāng)。隨著城市的不斷擴(kuò)張，為滿足交通需求，市政道路需做改建、擴(kuò)建處理。舊路基歷經(jīng)多年、甚至幾十年的工后沉降，已經(jīng)基本完成土體固結(jié)過程，然而，新拼寬路基卻并未完成，甚至工后沉降才剛開始，新舊路基拼接位置具有極為復(fù)雜的地基應(yīng)力情況，甚至?xí)υ袘?yīng)力分布造成嚴(yán)重影響，這種情況下，在拼接處很可能有大量應(yīng)力釋放出來，從而產(chǎn)生路面裂縫。若產(chǎn)生此類裂縫，維修養(yǎng)護(hù)難度較大，尤其是市政道路工程，其附近建筑物多而負(fù)責(zé)，若要進(jìn)行修復(fù)，將會(huì)對周邊造成極大不便。

3）構(gòu)筑物引起的路基不均勻沉降。市政道路位于城市的各個(gè)區(qū)域，道路沿線及周邊管線錯(cuò)綜復(fù)雜，且道路內(nèi)還涉及沉井、檢查井蓋等，由于管道及構(gòu)建物埋設(shè)深淺不一，且位置不定，處理起來難度較大。如路面路基處理后，強(qiáng)度將會(huì)隨之增加，但是路面路基未做處理的，承載力卻仍有所不足，這種情況下，將大大影響舊路面的平整度，甚至產(chǎn)生明顯高差，從而對行車舒適性和安全造成嚴(yán)重影響。

4 市政道路瀝青路面裂縫控制措施

1）施工準(zhǔn)備。一般情況下，防水抗裂層施工多采用加熱方式完成各道工序，若施工時(shí)，氣溫在15℃以內(nèi)，則需停止施工。施工前，要按照設(shè)計(jì)要求，對路面各層做好驗(yàn)收工作，保證滿足計(jì)劃方案規(guī)定，符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。本路段主要病害為裂縫，為此，施工前必須做好裂縫處理工作，先將路面裂縫位置一一標(biāo)注出來，隨后銑刨路面，厚度1cm，待完成銑刨施工，便可清理干凈路面表層雜物，如浮土、垃圾等，若浮土清理難度大，可通過強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行清理。并對裂縫詳細(xì)信息進(jìn)行拍照記錄。經(jīng)勘查可知，本路段共9處裂縫。

2）拌和。根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況，可采用間歇式拌和設(shè)備進(jìn)行瀝青混合料拌和施工，按照施工配合比設(shè)計(jì)要求合理進(jìn)行試驗(yàn)段施工。拌和施工中，要做好材料用量的控制，保證嚴(yán)格按照配合比設(shè)計(jì)要求進(jìn)行材料用量控制。同時(shí)，要控制好拌和時(shí)間，若攪拌不均勻、不充分，則不得用于施工。要保證混合料攪拌均勻、無花白、離析等現(xiàn)象。試驗(yàn)段全長500m，所需防水抗裂層混合料共44t，為一車料。此外，還要控制好材料的加熱溫度，如在180～190℃之間控制細(xì)集料及粉體加熱溫度，在185～195℃之間控制合成橡膠改性瀝青加熱溫度。待攪拌缸內(nèi)送入細(xì)集料和粉體之后，需同時(shí)將礦物纖維及瀝青摻入，攪拌時(shí)間為70s，待摻入纖維和瀝青材料后，必須保證攪拌時(shí)間在10s以上。

3）運(yùn)輸。根據(jù)施工要求，可采用自卸汽車作為材料運(yùn)輸車輛，裝料前，需將一層防黏劑涂抹到車廂內(nèi)，避免車廂與材料粘粘。卸料后，還需清理干凈車廂，嚴(yán)禁有殘留物存于車廂內(nèi)。由于運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，為避免材料溫度下降過快，需做好保溫措施。如將篷布設(shè)于運(yùn)輸車頂部，同時(shí)可在車輛兩側(cè)覆蓋保溫層。待運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，需再次檢測材料溫度，保證內(nèi)部溫度仍可達(dá)到180℃以上。

4）攤鋪。攤鋪是整個(gè)施工的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)始終保持連續(xù)、勻速、緩慢的原則進(jìn)行施工，嚴(yán)禁中途停機(jī)。攤鋪可采用履帶式攤鋪機(jī)施工，攤鋪前，要充分預(yù)熱熨平板，溫度控制在100～150℃，根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況，需采用1臺(tái)自動(dòng)攤鋪機(jī)進(jìn)行施工，3.8m為攤鋪寬度，1.3為松鋪系數(shù)。防水抗裂層攤鋪，需采用快速攤鋪法，一般在4～6m/min之間控制攤鋪速度，且每隔60m進(jìn)行一次攤鋪溫度檢測，保證在170℃～185℃之間控制攤鋪溫度。

5）碾壓。碾壓施工中，先采用振動(dòng)壓路機(jī)（10T）進(jìn)行2遍振動(dòng)碾壓，復(fù)壓時(shí)，同樣可選擇振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行4～5遍碾壓，并配合膠輪壓路機(jī)進(jìn)行3～4遍施工，速度控制在3～3.5km/h。終壓時(shí)，可采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行2～4遍碾壓即可，速度為2.5～3.5km/h。在整個(gè)碾壓施工中，要保證勻速、緩慢前行，不得急轉(zhuǎn)彎、急剎車，保證碾壓施工后，碾壓效果良好，表面光滑、平整，無裂縫。

6）接縫處理。冷、熱接縫是接縫施工的常用方式，第一，熱接縫過程中，要將2臺(tái)設(shè)備設(shè)于接縫處，即攤鋪機(jī)、壓路機(jī)，直到完成攤鋪、碾壓施工。第二，冷接縫選擇常規(guī)拼接法即可，無需使用擋板，或?qū)涌p進(jìn)行切割。根據(jù)規(guī)定要求，縱向裂縫兩側(cè)路面需平滑，可在1mm以內(nèi)控制高度誤差。橫向接縫時(shí)要注意，前后攤鋪路面高差可控制在1～2mm，一般后面攤鋪路面略高若接縫狀況不佳，則需及時(shí)采用相關(guān)修補(bǔ)措施進(jìn)行處理。

7）開放交通。待完成上述施工之后，需封閉交通一段時(shí)間，根據(jù)當(dāng)天實(shí)際情況，可封閉4小時(shí)。待觀測無裂縫、車轍等情況時(shí)，便可將4cmAC-13橡膠瀝青混凝土直接鋪筑到防水抗裂層以上。

5 結(jié)束語

綜上所述，瀝青路面具有表面平整、行車舒適、耐磨、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，在我國市政道路工程施工中得到了廣泛應(yīng)用。在行車荷載和自然因素的作用下，瀝青路面極易出現(xiàn)不同程度的早期病害，如裂縫等，極大的影響了瀝青路面的使用性能。為此，必須重視裂縫防治工作，合理選擇施工方式，規(guī)范施工工藝，有效提高施工技術(shù)水平，延長市政道路工程使用壽命。

參考文獻(xiàn)

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