市政道路瀝青路面面層裂縫產(chǎn)生原因及防治措施

李蒙蒙

（山東魯正工程咨詢有限公司，山東東營(yíng) 257000）

1 市政道路瀝青路面面層裂縫問題的主要成因

1.1 材料質(zhì)量因素

部分市政道路工程出于物料運(yùn)輸成本多方面因素考慮，并未選擇采購(gòu)商品瀝青混合料，而選擇在施工現(xiàn)場(chǎng)配制瀝青混合料。在物料配制與原材料采購(gòu)環(huán)節(jié)中，受到人為、物料配制方案合理性等因素影響，存在瀝青混合料黏結(jié)力過低、混合料高溫穩(wěn)定性差等材料質(zhì)量問題，在面層施工環(huán)節(jié)中引發(fā)油層松散、面層開裂等一系列施工問題的出現(xiàn)。

瀝青混合料存在質(zhì)量問題，性能參數(shù)與工程設(shè)計(jì)要求不符，大幅提高路面面層裂縫施工問題的出現(xiàn)概率。例如在低溫環(huán)境下，瀝青混合料的黏結(jié)力會(huì)出現(xiàn)一定幅度的降低，如瀝青混合料本身黏結(jié)力較低時(shí)，極易出現(xiàn)油層松散、面層開裂與剝落等施工問題。

1.2 自然因素

部分市政道路工程周邊環(huán)境的氣候條件惡劣，瀝青路面面層長(zhǎng)時(shí)間受到風(fēng)力侵蝕、雨水滲透等自然氣候因素影響，可能出現(xiàn)路面面層裂縫問題。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，在各項(xiàng)市政道路工程中出現(xiàn)橫向反射路面面層裂縫質(zhì)量通病的主要原因?yàn)槁访骈L(zhǎng)時(shí)間受到低溫環(huán)境影響，出現(xiàn)干收縮縫隙，在長(zhǎng)時(shí)間承受重復(fù)荷載的作用影響下，裂縫出現(xiàn)范圍及體積持續(xù)擴(kuò)大，最終形成橫向反射裂縫。

以某市政道路工程為例，在秋冬季節(jié)低溫環(huán)境下，瀝青面層產(chǎn)生拉應(yīng)力數(shù)值大于路面材料的極限抗拉強(qiáng)度系數(shù)，引發(fā)面層橫向貫通裂縫質(zhì)量通病。

1.3 施工因素

部分施工單位為追趕施工工期，控制工程造價(jià)成本，時(shí)常選擇對(duì)部分工序流程與技術(shù)方案進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，對(duì)工程施工質(zhì)量、實(shí)際使用壽命造成嚴(yán)重影響。例如，在施工階段中存在道路路基局部壓實(shí)度不足、不均勻沉降、路基實(shí)際含水量超過相應(yīng)施工標(biāo)準(zhǔn)、上下層接縫搭接長(zhǎng)度不合理、未對(duì)原有路面接縫與裂縫處進(jìn)行灌封處理等施工問題，在工程施工及道路通車階段中出現(xiàn)沉降裂縫、路面裂縫、溫度裂縫、反射裂縫等各類路面面層裂縫質(zhì)量通病。

1.4 設(shè)計(jì)因素

部分道路工程普遍存在道路設(shè)計(jì)方案合理性不足，在市政道路工程長(zhǎng)時(shí)間通車使用過程中，出現(xiàn)溫度裂縫、反射裂縫等質(zhì)量通病，工程實(shí)際使用壽命低于預(yù)期。例如在某市政道路工程施工階段中，道路設(shè)計(jì)方案存在瀝青混合料溫度敏感性較高、基層厚度與面層厚度數(shù)值不合理、沒有設(shè)置應(yīng)力吸收層等諸多設(shè)計(jì)問題，無法做到對(duì)反射裂縫及溫度裂縫等裂縫質(zhì)量問題的有效延緩。

2 市政道路瀝青路面面層裂縫問題的有效防治措施

2.1 優(yōu)化道路設(shè)計(jì)方案，采取裂縫質(zhì)量通病預(yù)防措施

深化設(shè)計(jì)市政道路工程設(shè)計(jì)方案，及早發(fā)現(xiàn)與解決所存在的各項(xiàng)設(shè)計(jì)問題，為工程施工質(zhì)量與道路實(shí)際使用壽命提供必要保障，減少各類常見路面面層裂縫質(zhì)量通病的出現(xiàn)。

（1）適當(dāng)提高路基強(qiáng)度。

在部分市政道路工程設(shè)計(jì)方案中，普遍存在路基強(qiáng)度系數(shù)過低的設(shè)計(jì)問題。在工程施工及后續(xù)道路通車階段中，路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)較差，在重復(fù)荷載作用影響下可能出現(xiàn)路基不均勻沉降、瀝青路面開裂施工質(zhì)量問題，根本原因在于路基強(qiáng)度系數(shù)遠(yuǎn)低于實(shí)際使用需求。

需要在工程設(shè)計(jì)階段中重點(diǎn)分析路基強(qiáng)度、壓實(shí)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的合理性，并預(yù)留出一定的設(shè)計(jì)空間（適當(dāng)提高路基強(qiáng)度），避免市政道路在極限使用情況下出現(xiàn)各類裂縫質(zhì)量問題。在土質(zhì)較差、天然地基不穩(wěn)的施工背景下，需要結(jié)合實(shí)際情況采取地基換填等技術(shù)措施，有效解決地基含水量過高、地基承載力不足等問題。

（2）制定合理基層厚度與面層厚度。

根據(jù)相關(guān)檢測(cè)結(jié)果顯示，市政道路瀝青路面面層施工質(zhì)量、承載性能，面層、基層厚度保持正比關(guān)系。如果將半剛性基層厚度自原有的10 cm增加至25 cm，可以將基層承載性能增強(qiáng)至3倍，預(yù)防和減少瀝青面層裂縫的出現(xiàn)。對(duì)基層厚度與面層厚度的適當(dāng)增加，將大幅度提升市政道路的承載性能，降低反射裂縫等裂縫質(zhì)量通病的出現(xiàn)概率，防止市政道路在長(zhǎng)時(shí)間所使用過程中出現(xiàn)過度受拉疲勞現(xiàn)象。隨著道路基層與面層厚度的增加，使得工程造價(jià)成本提高，設(shè)計(jì)人員應(yīng)正確處理技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)適宜二者關(guān)系，將工程造價(jià)成本控制在合理范圍內(nèi)，禁止無限制增加基層面層厚度。

（3）增設(shè)應(yīng)力吸收層。

在工程設(shè)計(jì)階段，可選擇于瀝青路面結(jié)構(gòu)中的面層以及基層間隔區(qū)域中增設(shè)土工格柵中間層等作為應(yīng)力吸收層，降低市政道路在長(zhǎng)時(shí)間通車過程中出現(xiàn)反射裂縫質(zhì)量通病的概率。可選擇在瀝青路面結(jié)構(gòu)中設(shè)置應(yīng)力吸收薄膜或橡膠瀝青吸收膜，以此改善路面結(jié)構(gòu)性能，延緩抑制反射裂縫的形成與擴(kuò)展。應(yīng)力吸收薄膜由大變形率與高韌性材料制成，不存在低溫脆裂問題，有效減小了面層裂縫部位相對(duì)位移產(chǎn)生的應(yīng)力。橡膠瀝青吸收膜由廢氣橡膠顆粒與熱瀝青攪拌制成，設(shè)置在瀝青面層中間時(shí)，可以取得較好的應(yīng)力吸收效果。

（4）優(yōu)先配置防裂材料。

在市政道路工程中，使用瀝青混合料的性能質(zhì)量與工程整體施工質(zhì)量、道路實(shí)際使用壽命密切相關(guān)。為提高施工質(zhì)量，有效預(yù)防與延緩各類面層裂縫質(zhì)量通病的出現(xiàn)，應(yīng)在工程造價(jià)成本合理范圍以內(nèi)，優(yōu)先配置和使用具有較強(qiáng)沖刷性能、高溫穩(wěn)定性、黏結(jié)力高、抗疲勞、干縮系數(shù)小、抗拉能力強(qiáng)的面層施工材料。結(jié)合實(shí)際施工情況對(duì)材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保路面面層在低溫等氣候環(huán)境下不會(huì)出現(xiàn)面層開裂問題。

2.2 提高工程施工質(zhì)量管控力度

導(dǎo)致瀝青路面裂縫質(zhì)量通病的主要因素是工程實(shí)際施工質(zhì)量低于驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致市政道路在長(zhǎng)時(shí)間通車或極限使用過程中出現(xiàn)各類裂縫質(zhì)量問題。提高工程施工質(zhì)量管控力度，如在工序交接環(huán)節(jié)對(duì)施工成果質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與解決存在的各項(xiàng)質(zhì)量問題。

（1）在瀝青混合料配制和使用環(huán)節(jié)，對(duì)材料的高溫穩(wěn)定性、耐久性等性能進(jìn)行檢測(cè)，確保材料性能質(zhì)量符合工程設(shè)計(jì)要求后，再組織開展后續(xù)施工作業(yè)。

（2）在混合料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)環(huán)節(jié)，需要對(duì)瀝青混合料的溫度進(jìn)行合理控制，重點(diǎn)控制與檢測(cè)攤鋪面層的平整度、厚度、壓實(shí)度。處理橫向接縫時(shí)，需要注重對(duì)鋼輪伸入距離、新鋪層單次移動(dòng)距離進(jìn)行控制。確保松鋪厚度、碾壓方式、基層含水量、碾壓次數(shù)等各項(xiàng)施工參數(shù)與設(shè)計(jì)方案、國(guó)家相關(guān)施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)相符合。

（3）碾壓作業(yè)結(jié)束后，及時(shí)開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)，采取相應(yīng)防護(hù)措施，避免所攤鋪面層在養(yǎng)護(hù)階段中受到外力因素影響。

（4）在公路基層達(dá)到設(shè)計(jì)碾壓遍數(shù)且基層壓實(shí)度檢測(cè)達(dá)標(biāo)后，做好基層保濕工作，定期在基層表面噴灑適量水分，避免基層長(zhǎng)期暴露空氣中處于干燥狀態(tài)。基層養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，快速在基層表面噴灑適量的瀝青乳液，形成瀝青透層。

2.3 選擇適當(dāng)面層裂縫處理措施

在市政道路工程施工階段中，受多方面因素影響，偶爾出現(xiàn)各類面層裂縫質(zhì)量問題，需要及時(shí)采取裂縫處理措施。

（1）表面封閉措施。

針對(duì)寬度較小的面層裂縫，應(yīng)根據(jù)實(shí)際施工情況選擇性采取表面封閉措施（施工環(huán)境氣候溫度較高時(shí)，部分裂縫會(huì)自動(dòng)閉合），采取灌封乳化瀝青稀漿或噴灑瀝青材料的措施對(duì)裂縫進(jìn)行修補(bǔ)。市政道路平整度施工要求相對(duì)較高時(shí)，需要沿裂縫走向涂刷適量的低稠度瀝青材料。

（2）開槽灌縫措施。

裂縫寬度較大時(shí)，施工人員可選擇使用開槽機(jī)設(shè)備，沿面層裂縫走向開展開槽處理作業(yè)（結(jié)合實(shí)際施工情況制定開槽深度及寬度數(shù)值），隨后對(duì)槽內(nèi)進(jìn)行清理，灌注密封膠，待密封膠冷卻。

（3）罩面修復(fù)。

作為一種綜合性裂縫處理技術(shù)，罩面修復(fù)法適用于絕大多數(shù)的市政道路工程，工序步驟包括路面銑刨、坑槽處理、灑布改性瀝青黏層油、瀝青中上面層施工。裂縫修復(fù)原理為清理瀝青面層裂縫部位，在表面均勻?yàn)⒉家粚羽佑?，并重新開展瀝青面層的拌和、攤鋪、碾壓、接縫處理作業(yè)，待黏層油充分破乳后，可以將原有瀝青面層與新攤鋪面層完全黏結(jié)，徹底修復(fù)面層裂縫。與其他裂縫修復(fù)技術(shù)相比，罩面修復(fù)法具有綜合效果持久、可徹底解決裂縫通病、工藝流程簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，但瀝青面層的裂縫修復(fù)成本較為高昂。

2.4 瀝青路面面層裂縫通病防治實(shí)例

以某市政道路工程為例，為有效預(yù)防瀝青路面面層裂縫質(zhì)量通病的出現(xiàn)，采取相關(guān)防治措施。

將地下管線及構(gòu)筑物埋深數(shù)值控制在50 m及以上，避免對(duì)瀝青路面基層結(jié)構(gòu)造成破壞影響；在攤鋪環(huán)節(jié)中，將瀝青混合料的溫度控制在130～160 ℃以內(nèi)；在路面碾壓環(huán)節(jié)，將鋼輪伸入新鋪層的數(shù)值控制在15 cm左右，并在各遍路面碾壓作業(yè)結(jié)束后，向新鋪層移動(dòng)20 cm；采取分幅攤鋪?zhàn)鳂I(yè)方法，并將上下層施工縫錯(cuò)開15 cm以上；施工現(xiàn)場(chǎng)氣候溫度低于5 ℃或出現(xiàn)雨雪氣候時(shí)，禁止開展瀝青路面攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

市政道路是城市建設(shè)與發(fā)展中的基礎(chǔ)，但在施工以及使用過程中，各種原因的影響導(dǎo)致道路路面出現(xiàn)裂縫，影響路面外觀以及使用功能。應(yīng)深入了解市政道路瀝青路面面層裂縫質(zhì)量通病的主要成因，結(jié)合實(shí)際施工情況靈活采取防治措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類面層裂縫質(zhì)量通病的有效延緩和防治，為工程使用壽命及施工質(zhì)量提供必要保障。