半剛性瀝青路面裂縫成因分析及防治措施

李慧姣

太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000

半剛瀝青路面具有性價比高、機械操作方便、工程造價低、材料剛性和強度高、水穩(wěn)性好、板體質(zhì)量好等優(yōu)點，這些優(yōu)點使我國在道路工程中使用半剛性材料作為瀝青路面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的工程越來越多。當(dāng)前，半剛性瀝青的使用非常廣泛，并在不斷發(fā)展中技術(shù)逐漸成熟，也是未來道路工程基層的主要材料。然而在運行過程中，半剛性瀝青路面仍然存在一定的結(jié)構(gòu)缺陷，裂縫越來越多，也越來越大，在養(yǎng)護(hù)工作中不能徹底消除這些裂縫，造成了較大的安全隱患，因此需要結(jié)合半剛性瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，找到有效的解決方案。

1 半剛性瀝青路面裂縫成因

1.1 車輛長期荷載作用

城市汽車數(shù)量的持續(xù)增加，不僅增加了市政道路交通的壓力，而且因為大量客車與貨運車輛在行駛過程中存在嚴(yán)重超載的現(xiàn)象，在一定程度上增加了瀝青路面裂縫問題的發(fā)生概率。如果車輛實際荷載量超出瀝青路面設(shè)計強度或載重，那么路面會出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞的問題。瀝青路面在車輛最大載荷的作用下，路面結(jié)構(gòu)層底層的拉應(yīng)力就會隨之處于最大值，一旦車輛行駛過程中產(chǎn)生的玩壓力大于瀝青路面結(jié)構(gòu)底層的最大彎拉應(yīng)力值，那么瀝青路面的底層結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)裂縫的問題，影響車輛行駛的安全性與舒適性。這就說明，瀝青路面底層在車輛荷載反復(fù)作用力的影響下，半剛性瀝青裂縫會逐漸擴(kuò)大至路面上層結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致瀝青路面上層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的問題。

1.2 溫度變化造成的溫度裂縫

瀝青路面各個結(jié)構(gòu)層筑施工完成后，溫度在瀝青面層傳遞需要經(jīng)過一定的時間，因此很多瀝青路面的表面層、中面層以及下面層等各個層面出現(xiàn)溫度差異，并由此形成了溫度梯度。溫度梯度現(xiàn)象的出現(xiàn)則是瀝青路面各個結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)溫度應(yīng)力的主要原因，一旦各個結(jié)構(gòu)層面的溫度應(yīng)力超出瀝青路面各結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力設(shè)計極限，那么瀝青路面就會出現(xiàn)裂縫問題。

目前，常見的瀝青路面溫度裂縫可以分為以下兩種：（1）低溫收縮裂縫?；炷磷鳛橐环N黏彈性材料，其在高溫條件上具有較強的柔韌性，正是因為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)在高溫條件下具有較高的抗變形能力，所以瀝青混凝土結(jié)構(gòu)在高溫環(huán)境下不會出現(xiàn)溫差應(yīng)力問題。但是如果施工現(xiàn)場環(huán)境溫度過低，那么瀝青混凝土在后期硬化過程中會出現(xiàn)材料收縮問題，導(dǎo)致瀝青混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，而且一旦這一收縮應(yīng)力超出瀝青材料設(shè)計抗壓強度，就會導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)裂縫問題。（2）溫度疲勞裂縫。瀝青混凝土鋪筑施工完成后，一旦施工現(xiàn)場出現(xiàn)溫度急劇下降或升高的情況，那么瀝青面層就會在反復(fù)收縮、膨脹的過程中出現(xiàn)溫度疲勞，導(dǎo)致瀝青混凝土極限拉應(yīng)力與彈性能力下降，加劇瀝青混凝土的老化。

1.3 反射裂縫

為了達(dá)到促進(jìn)混凝土穩(wěn)定性、抗拉強度、抗疲勞等性能有效提升的目的，施工企業(yè)在施工過程中大多采取在瀝青混凝土面層中添加半剛性材料的方式，利用半剛性材料與瀝青混凝土凝結(jié)在一起形成的板體，達(dá)到改善和優(yōu)化路基抗彎強度的目的。但是由于半剛性材料屬于一種水硬性材料，很多瀝青路面鋪筑完成后，內(nèi)部尚未完全穩(wěn)定時，瀝青內(nèi)部結(jié)構(gòu)就發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。隨著時間的不斷延長，瀝青混凝土材料的強度和穩(wěn)定性也隨之不斷提高，再加上半剛性材料對周邊環(huán)境溫度、濕度變化的敏感性較強，如果瀝青混凝土路面施工過程中出現(xiàn)了明顯的溫度變化，就會導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)收縮或溫度裂縫等質(zhì)量問題。此外，添加了半剛性材料的瀝青混凝土出現(xiàn)裂縫后，瀝青混凝土路面裂縫處形成的受力薄弱點，在受到車輛荷載應(yīng)力與溫度應(yīng)力的雙重作用下，不僅會導(dǎo)致瀝青混凝土路面底部出現(xiàn)裂縫問題，而且隨著底部裂縫的不斷發(fā)展，還會導(dǎo)致瀝青混凝土路面出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫問題，影響車輛的安全行駛。

2 半剛性瀝青路面開裂防治措施

2.1 明確瀝青路面開裂處置方法

半剛性瀝青路面在出現(xiàn)裂縫的時候，主要有疲勞裂縫、低溫收縮裂縫和結(jié)構(gòu)裂縫，如果只是瀝青面層出現(xiàn)裂縫，基層沒有出現(xiàn)裂縫，在治理的時候通過灌縫的方式，可以進(jìn)行治理。如果該道路對平整度要求較低的，那么在高溫時段可以選擇用噴灑瀝青并撒料的方法進(jìn)行修復(fù)，在低溫時段可選用乳化瀝青稀漿封層對裂縫進(jìn)行處理。如果該道路對平整度要求較高，通?？刹捎醚刂芽p涂刷少量低稠度瀝青的方法對裂縫進(jìn)行處理。而針對結(jié)構(gòu)性裂縫面層都出現(xiàn)裂縫的情況，灌縫的方式就不能取得很好的效果，需要通過開槽挖除的方法進(jìn)行裂縫行處理。如果半剛性瀝青路面出現(xiàn)反射裂縫，在剛出現(xiàn)的時候就可以利用灌縫方式進(jìn)行處理，但是一旦這種裂縫發(fā)展的時間比較長，裂縫比較嚴(yán)重，形成了塊狀和網(wǎng)狀裂縫，就需要通過開槽挖除的方式進(jìn)行治理。

2.2 施工過程質(zhì)量控制

在道路基層施工過程中，需要嚴(yán)格控制半剛性基層所需要的材料和級配，從而達(dá)到精準(zhǔn)設(shè)計的目的，使材料的強度和剛度可以符合要求，避免因為路面荷載過重而造成路面和路基裂縫的現(xiàn)象。

（1）瀝青混凝土面層的選材。瀝青混凝土面層指以瀝青混凝土為面層施工形成的路面。如果施工企業(yè)采用人工選配的方式，必須嚴(yán)格按照瀝青混凝土材料配比的要求以及道路運行的要求設(shè)計瀝青混凝土材料的配比，保證瀝青混凝土面層的材料配比滿足道路工程建設(shè)施工的要求。

（2）做好碾壓工作。瀝青混凝土的碾壓施工是瀝青混凝土攤鋪施工結(jié)束后的重要施工工序之一，施工企業(yè)必須嚴(yán)格按照工程整體施工質(zhì)量的要求，控制瀝青混凝土路面的碾壓工序，保證道路工程的整體施工質(zhì)量達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)道路的正常使用打下良好的基礎(chǔ)。目前，針對瀝青混凝土路面的碾壓施工可以分為初壓、復(fù)壓和終壓三個環(huán)節(jié)。首先，在初壓環(huán)節(jié)，施工企業(yè)必須在高溫條件下，使用缸筒式壓路機對瀝青混凝土路面進(jìn)行反復(fù)碾壓和平整，確保瀝青混凝土表面的平整度滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)施工工序的進(jìn)行做好充分準(zhǔn)備。其次，復(fù)壓環(huán)節(jié)主要是針對初壓過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行相應(yīng)的修正，在修正工作結(jié)束后，再仔細(xì)檢查瀝青混凝土路面的平整度，保證路基面層的平整度處在正常設(shè)計范圍內(nèi)。最后，在終壓環(huán)節(jié)，施工企業(yè)應(yīng)該使用雙輪缸筒壓力機對路面進(jìn)行不少于2遍的碾壓，直至路面平整度達(dá)到要求施工設(shè)計要求。

（3）縮縫切割。施工人員在進(jìn)行混凝土表面的縱縫切割作業(yè)前，必須充分考慮施工現(xiàn)場氣溫與切割時間，這樣才能保證縱縫切割的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

（4）填縫。瀝青混凝土面層在施工過程中形成的接縫一般有縱向接縫、橫向接縫。①面層的縱向接縫處理：一般是在兩個攤鋪帶相接處安排一部分搭接，用以保證該處的厚度與其他部分的厚度相同，搭接寬度應(yīng)前后一致；②面層的橫向接縫處理：一般是在單層的面層施工中采用垂直平接縫方式，在鋪筑接縫時將已成形面層預(yù)熱軟化，用以加強新舊混合料之間的黏結(jié)。填縫作業(yè)必須在混施工現(xiàn)場氣候干燥的情況下進(jìn)行，施工人員在填縫作業(yè)開始前，必須先清除封內(nèi)殘留的垃圾或雜物，再向縫內(nèi)填充材料，直至填縫達(dá)到飽滿且不滲水狀態(tài)。

3 結(jié)束語

總之，在道路施工過程中，半剛性瀝青路面常常會出現(xiàn)裂縫問題，這是道路基層病害最主要的形式，裂縫的種類很多，形成的原因也各不相同，在施工和養(yǎng)護(hù)過程中施工單位必須對其引起重視，否則不僅會影響路面的質(zhì)量和安全，給司機帶來不舒適的駕駛體驗，還會影響城市市容。施工單位可以根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，在設(shè)計階段、施工階段和養(yǎng)護(hù)階段進(jìn)行合理的控制，把握施工材料和施工氣溫，提高半剛性瀝青路面的施工質(zhì)量，延長道路的使用壽命。