影響高速公路瀝青混凝土裂縫產(chǎn)生的因素及防范措施

劉學(xué)嬌

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，陜西西安 710000）

社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，道路交通流量日益增加，受施工不合理、荷載、降雨等多重因素的影響，加之超載的普遍性，瀝青混凝土路面因超出自身承受能力而形成病害。裂縫為主要的病害形式，輕則影響車輛通行的平順性，重則誘發(fā)安全事故，加強(qiáng)防治的重要性不言而喻[1]。

1 瀝青混凝土路面的主要裂縫類型

瀝青混凝土路面裂縫主要含兩種類型：①荷載型裂縫，顧名思義，其與行車荷載作用有密切的關(guān)聯(lián)，即荷載是導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵原因；②非荷載裂縫，溫度為關(guān)鍵的成因，較為常見的有低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫，此外在施工技術(shù)不合理等情況下也容易產(chǎn)生裂縫。兩類裂縫的表現(xiàn)形式主要包含橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫等，下文則進(jìn)行具體的分析。

2 橫向裂縫

橫向裂縫的分布特點在于與道路中線呈近似垂直的關(guān)系，局部可見支縫。

2.1 橫向裂縫的成因分析

瀝青混凝土對溫度較為敏感，隨溫度的變化其性能隨之改變，出現(xiàn)低溫收縮現(xiàn)象后顯現(xiàn)出裂縫；下臥層存在質(zhì)量問題時進(jìn)一步作用于路面，也將形成裂縫，具體形式包含裂縫反射、不均勻沉降等；施工期間未嚴(yán)格控制溫度，在溫度偏低的施工條件下，瀝青混合料的溫度明顯下降，不利于材料的成型，具有變硬、變脆的變化特點，并且局部有收縮變形現(xiàn)象，從而形成裂縫。較之于混合料的抗拉強(qiáng)度而言，若實際承受的收縮拉應(yīng)力超過該值，則會出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象，由此產(chǎn)生橫向裂縫；半剛性基層產(chǎn)生收縮裂縫后，將破壞結(jié)構(gòu)的完整性與穩(wěn)定性，后續(xù)加之車輛荷載的影響，裂縫有反射變化，作用于瀝青表層，從而出現(xiàn)裂縫。橫向裂縫如圖1 所示。

2.2 橫向裂縫的防治措施

2.2.1 預(yù)防措施

圖1 橫向裂縫現(xiàn)場

以高速公路建設(shè)等級為導(dǎo)向，結(jié)合現(xiàn)場氣候條件、車流量等多項因素，選擇合適類型的瀝青材料，通過對原材料質(zhì)量的層層把關(guān)規(guī)避收縮裂縫；攤鋪前落實準(zhǔn)備工作，即詳細(xì)檢查下臥層，若存在裂縫則及時處理，否則不安排攤鋪；攤鋪期間盡可能遵循連續(xù)性原則，減少施工縫的數(shù)量，若必須設(shè)置施工縫則按規(guī)范處理，確保接縫處具有穩(wěn)定性；對于攤鋪帶邊緣，對該部分做適度的切割處理，清理雜物，均勻刷涂粘層油；攤鋪前預(yù)熱熨平板，從拌和站及時轉(zhuǎn)運適量通過質(zhì)量檢驗的瀝青混凝土，高效攤鋪到位，全程做到隨拌隨用；予以碾壓，適配合適類型、合適規(guī)格的壓路機(jī)，采取先橫向、后縱向的順序，經(jīng)壓實處理后改善瀝青混合料的分布狀態(tài)，減小材料間的空隙量，提高面層的密實度[2]。

2.2.2 治理措施

橫向裂縫的治理分兩種情況考慮，具體為：

（1）縫寬在3mm 以內(nèi)，處理難度較小，首先清理聚積在裂縫內(nèi)的粉塵等雜物，再利用壓縮空氣吹凈，維持潔凈狀態(tài)后用熱瀝青封堵。

（2）縫寬達(dá)到3mm 及以上，前述方法缺乏適用性，此時宜在橫縫兩側(cè)各10cm 范圍內(nèi)開槽，將該處的瀝青上面層清理干凈，再沿裂縫鋪設(shè)玻璃格柵，隨后噴灑乳化瀝青粘層油，經(jīng)此操作后使玻璃格柵可穩(wěn)定粘貼在底層。在前述基礎(chǔ)上取適量細(xì)粒式熱拌瀝青混合料，針對局部加以填補(bǔ)，再碾壓處理，待填補(bǔ)部位具有平整性與穩(wěn)定性后用熱瀝青灌縫封口。

3 縱向裂縫

縱向裂縫的分布特點在于與道路中線呈幾乎平行的位置關(guān)系，局部有少量的支縫。

3.1 縱向裂縫的成因分析

在重復(fù)荷載的作用下逐漸出現(xiàn)路面承載力不足的問題，長此以往，路面輪跡帶出現(xiàn)小縱裂現(xiàn)象（其具有類似平行的位置關(guān)系），若缺乏及時的處治則容易產(chǎn)生龜裂，造成更大范圍的破壞；在基層裂縫的反射作用下，路面完整性受到影響，由此也出現(xiàn)縱縫；半填半挖路基的交接部位屬薄弱區(qū)域，受兩處受力特性等方面的差異化影響，容易出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，導(dǎo)致縱向裂縫的產(chǎn)生[3]；在混合料攤鋪施工環(huán)節(jié)，未對縱向搭接部位進(jìn)行針對性的處理，致使該處因穩(wěn)定性不足而形成裂縫。

3.2 防治措施

3.2.1 預(yù)防措施

加強(qiáng)對瀝青、集料等原材料的質(zhì)量控制，進(jìn)場時做好質(zhì)量檢驗工作，入場后加強(qiáng)防護(hù)，例如防雨、防曬等；組織試驗，確定合適的配合比，通過驗證后將其作為混合料生產(chǎn)的用量控制標(biāo)準(zhǔn)，未經(jīng)許可不得隨意變更材料用量；條件允許時優(yōu)先采用全幅攤鋪的方法，若因空間有限或是其他方面的限制而無法全幅攤鋪時，則在現(xiàn)場適配2 臺攤鋪機(jī)，前后緊跟攤鋪；分幅攤鋪時，加強(qiáng)對上、下面層施工質(zhì)量的控制，要求各自的施工縫錯開量達(dá)到15cm 以上；控制瀝青混凝土的攤鋪量，采取分層攤鋪、碾壓的方法，尤為關(guān)鍵的是邊坡部位，該處易失穩(wěn)，因此更應(yīng)得到有效的壓實處理，以提高穩(wěn)定性[4]。

3.2.2 治理措施

具體分如下兩種情況考慮：

（1）縫寬在6mm 以內(nèi)，處理難度較小，工作思路與縫寬在3mm 以內(nèi)的橫向裂縫類似。首先清理聚積在裂縫內(nèi)的粉塵等雜物，再利用壓縮空氣吹凈，維持潔凈狀態(tài)后用熱瀝青封堵，此外也可根據(jù)實際需求采用乳化瀝青灌縫撒料法。

（2）縫寬達(dá)到6mm 及以上，在治理前需要確定裂縫的覆蓋范圍，全面剔除聚集在縫內(nèi)的雜物，清理干凈后填充并搗實，此處材料可選用砂粒式或細(xì)料式熱拌瀝青混合料，此后利用烙鐵予以封口處理，最后在處理范圍內(nèi)均勻撒砂。

4 網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫對路面的危害較為嚴(yán)重，其裂縫數(shù)量較多，具有縱橫交錯的分布特點，導(dǎo)致原本呈完整狀態(tài)的面層被分為多個小塊，路面穩(wěn)定性大幅下降。大量工程實例表明，網(wǎng)狀裂縫的縫寬通常達(dá)到1mm 以上，縫距小于40cm，防治難度較大。

4.1 網(wǎng)狀裂縫的成因分析

路基施工環(huán)節(jié)未做好壓實處理工作，局部的壓實度難以滿足要求，其在后續(xù)使用中難以承受源自于上方的荷載，隨之顯現(xiàn)出裂縫；基層強(qiáng)度偏低，在通車時間逐步延長之下產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫；施工材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，例如瀝青混凝土在儲料倉內(nèi)的儲存時間偏長，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)為相對硬結(jié)的狀態(tài)，抗變形能力明顯不足，在車輛荷載作用下容易形成裂縫；未嚴(yán)格控制面層的厚度，在厚度不足時承載力偏低，產(chǎn)生裂縫；分層施工時層間的結(jié)合穩(wěn)定性不足，形成“通道”，路面水分逐步下滲，破壞結(jié)構(gòu)的完整性，形成裂縫，網(wǎng)狀裂縫如圖2 所示。

圖2 網(wǎng)狀裂縫現(xiàn)場

4.2 防治措施

4.2.1 預(yù)防措施

以施工質(zhì)量要求為準(zhǔn)選擇優(yōu)質(zhì)的瀝青材料，要求其具有耐低溫、抗變形等多重特征，再根據(jù)設(shè)計配合比稱量材料、拌制；攤鋪施工前詳細(xì)檢查下承層的質(zhì)量，不可出現(xiàn)局部裂縫、凹陷等問題，若下承層質(zhì)量達(dá)標(biāo)，可按照0.7～1.1L/m 的用量噴灑透層油，以便給后續(xù)面層攤鋪創(chuàng)設(shè)良好的條件；實際攤鋪及碾壓階段，控制各層厚度以及各項工藝參數(shù)，通過對先進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到提質(zhì)增效的效果。

4.2.2 治理措施

遇穩(wěn)定性不足的結(jié)構(gòu)層或是軟弱層時，考慮到該部分承載能力不足的特點，應(yīng)當(dāng)及時清理干凈，重新設(shè)置具有足夠穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)層；若網(wǎng)裂是由于結(jié)構(gòu)層積水而產(chǎn)生，則需精準(zhǔn)界定存在網(wǎng)裂病害的面層，將該部分鏟除，清理積水，再鋪筑新混合料[5]；若局部路基的穩(wěn)定性不足，上方路面也易產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫，此時較適宜的是利用石灰處理路基，必要時采取注漿加固措施，處理深度無特定的要求，具體根據(jù)實際網(wǎng)裂病害程度而定，通常需達(dá)到20～40cm，待路基恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)后，再按照要求施作基層和面層。

5 結(jié)語

綜上所述，瀝青混凝土面層的裂縫類型具有多樣化的特點，同時成因具有復(fù)雜的特點，針對橫向裂縫、縱向裂縫以及網(wǎng)狀裂縫等各類表現(xiàn)形式，需要深入分析具體的成因，再采取合適的處理措施。在本文中，則對裂縫的關(guān)鍵成因以及主要防范措施加以探討，希望所提內(nèi)容可為類似工程提供參考。