市政道路工程瀝青路面裂縫成因與防治策略研究

馬同起

（山東萬(wàn)載市政工程有限公司，山東菏澤274400）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市當(dāng)中道路的路面也由傳統(tǒng)的柏油路面轉(zhuǎn)化為瀝青路面。瀝青路面相較于柏油路面來(lái)說(shuō)，最主要的優(yōu)點(diǎn)就是建設(shè)簡(jiǎn)單、使用年限長(zhǎng)，且產(chǎn)生的噪聲較低。瀝青路面的出現(xiàn)可以大大降低市政工程建設(shè)成本，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。但是瀝青路面也十分容易出現(xiàn)路面裂縫，嚴(yán)重影響安全和使用。為了延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命，必須對(duì)瀝青路面當(dāng)中裂縫的成因進(jìn)行分析研究，并制定出相應(yīng)的防治方案，以保障瀝青路面的正常運(yùn)行。

1 裂縫的種類以及出現(xiàn)的原因

1.1 載荷型裂縫

所謂載荷型裂縫是瀝青路面承受了高于路面建設(shè)時(shí)的荷載量，導(dǎo)致路面被破壞，從而出現(xiàn)的一種路面裂縫類型。雖然對(duì)瀝青路面進(jìn)行了專業(yè)的結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)，如圖1所示，具備一定的承載能力。當(dāng)?shù)缆匪惺艿暮奢d量低于結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)的承載極限時(shí)，不會(huì)對(duì)道路的結(jié)構(gòu)造成破壞。而一旦出現(xiàn)高于路面承載能力的載荷時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生一定拉應(yīng)力，當(dāng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力高于道路的承受極限時(shí)，就使得道路表層出現(xiàn)裂縫。因此，一旦路面的表層出現(xiàn)載荷型裂縫，就意味著道路當(dāng)中的結(jié)構(gòu)層已經(jīng)遭到破壞[1]。

1.2 非載荷型裂縫

非載荷型裂縫主要包含兩個(gè)類別，第一類是由于低溫導(dǎo)致收縮而產(chǎn)生的裂縫，第二類是由于溫度疲勞而產(chǎn)生的裂縫。瀝青本身在高溫條件下具有高彈性和良好的柔韌性，還可承擔(dān)較高的變形應(yīng)力。所以在高溫的條件下瀝青路面對(duì)于高溫產(chǎn)生的應(yīng)力承受能力較強(qiáng)，在這種情況下，瀝青路面一般不會(huì)出現(xiàn)非載荷型裂縫。但是在低溫的環(huán)境中，瀝青路面受到原材料熱脹冷縮的影響，會(huì)出現(xiàn)收縮的反應(yīng)。低溫環(huán)境下瀝青路面柔韌性較低，各部分所產(chǎn)生的形變范圍也較小，導(dǎo)致瀝青道路表層當(dāng)中的抗形變能力不足。在這樣的情況下，一旦瀝青表層受到的收縮應(yīng)力超過(guò)原材料抗形變的極限時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生裂縫。而在溫度變化較為頻繁、晝夜溫差較大的環(huán)境下所建設(shè)的瀝青路面，能承受短時(shí)間內(nèi)的溫度變化。但如果出現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間溫度變化就會(huì)使瀝青路面產(chǎn)生形變疲勞，加速瀝青路面的老化。在這種情況下，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，瀝青地面也會(huì)逐漸產(chǎn)生一定數(shù)量的裂縫[2]。

1.3 反射裂縫

在當(dāng)前瀝青路面建設(shè)過(guò)程中，大多采取半剛性材料進(jìn)行建設(shè)。選擇半剛性材料進(jìn)行瀝青路面建設(shè)，可以有效增強(qiáng)路面的承載能力，并降低路面的厚度。所以如果通過(guò)半剛性材料進(jìn)行瀝青路面建設(shè)，不僅可以降低施工成本，還能提高道路的實(shí)用性。但是在使用半剛性材料也存在一定的不足。由于半剛性材料屬于水硬性材料，在施工結(jié)束之時(shí)無(wú)法立刻實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度和剛性的最大值。同時(shí)，半剛性材料的使用性質(zhì)以及養(yǎng)護(hù)周期，也使路面很容易受到溫度、濕度的影響，導(dǎo)致道路基層產(chǎn)生形變。同時(shí)，由于路面受到路基對(duì)于路面變形的抵抗，導(dǎo)致無(wú)法很好地將路面產(chǎn)生的變形能力釋放出來(lái)，使得路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。一旦拉應(yīng)力超過(guò)路面基層最大抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)基層裂縫。同時(shí)，基層裂縫出現(xiàn)的地方還會(huì)與路面表層產(chǎn)生力的作用，導(dǎo)致底層裂縫反射至表層，使得路面表層也出現(xiàn)裂縫，如圖2所示。

圖2 路面反射裂縫示意

2 瀝青路面裂縫的危害

瀝青道路的建設(shè)為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展提供了有力的支持。所以，必須盡可能延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命，降低施工維護(hù)成本，最大限度地發(fā)揮瀝青路面的作用。但是受到各種因素的影響，許多地區(qū)的瀝青路面在使用過(guò)程中很容易出現(xiàn)裂縫。雖然瀝青路面出現(xiàn)裂縫的初期階段不會(huì)給使用造成非常嚴(yán)重的影響，但是隨著時(shí)間的推移以及路面長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)歷各種車輛的碾壓，產(chǎn)生的各類裂縫將會(huì)不斷向外擴(kuò)大，最終導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)大面積損壞。或在出現(xiàn)裂縫之后受到雨水的侵蝕，導(dǎo)致瀝青路面的瀝青膜逐漸出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，瀝青路面整體的構(gòu)造功能也會(huì)受到嚴(yán)重影響。一旦瀝青路面出現(xiàn)裂縫，很容易引發(fā)相鄰與周邊瀝青路面出現(xiàn)病害情況，道路整體的使用壽命將會(huì)受到極大影響。因此，無(wú)論是在瀝青道路的施工還是后續(xù)養(yǎng)護(hù)階段，都必須正確認(rèn)識(shí)瀝青路面產(chǎn)生裂縫的不利影響，從而采取有針對(duì)性的措施，確保瀝青路面正常使用[3]。

3 瀝青路面裂縫治理措施

3.1 對(duì)于裂縫進(jìn)行封閉處理

在對(duì)裂縫進(jìn)行封閉時(shí)，根據(jù)施工的方法主要分為貼合裂縫、灌縫以及填補(bǔ)裂縫。對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理的前提是瀝青道路的路面總體呈現(xiàn)良好的狀態(tài)，且道路總體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合要求，裂縫寬度小于20mm。在對(duì)裂縫進(jìn)行封閉時(shí)，最好在氣溫相對(duì)較高、晝夜溫差小且較為干燥的地區(qū)進(jìn)行。所謂貼合裂縫，是將專門的裂縫貼合條直接貼在道路裂縫上。采取這種方式不需要開(kāi)槽，也不需要通過(guò)專門的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行施工，較為方便快捷。但是這種方式也存在一定不足，主要是貼合條存在脫落及開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)，一旦出現(xiàn)脫落或開(kāi)裂，就需要重新將貼合條貼至路面上，導(dǎo)致路面高度增高，影響車輛行駛。而灌縫，指的是通過(guò)專門的工程設(shè)備將道路上的裂縫進(jìn)行開(kāi)槽，再通過(guò)專門的貫通設(shè)備向槽內(nèi)灌入專門填縫料。這種方式可以較好地與瀝青路面進(jìn)行貼合，防水效果較強(qiáng)。但是也有一定缺點(diǎn)，即灰塵較大，施工效率較低。而填補(bǔ)裂縫指的是不進(jìn)行額外施工，直接在裂縫上進(jìn)行填補(bǔ)材料的覆蓋，施工極其簡(jiǎn)單，但是也存在防水性不強(qiáng)的弊端。施工流程如圖3所示[4]。

圖3 瀝青路面的施工流程

3.2 微表處防治方法

微表處指的是通過(guò)專門設(shè)備將相應(yīng)的原材料按一定比例進(jìn)行攪拌，然后在瀝青路面上均勻鋪設(shè)。這種方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青路面上較為輕微裂縫的治理，并將路面上的空隙及裂縫進(jìn)行封閉，路面防水效果進(jìn)一步增強(qiáng)。同時(shí)還可以在道路表面形成保護(hù)層，延長(zhǎng)路面的使用壽命。

3.3 把控好施工質(zhì)量

修建的道路路面需要根據(jù)路面的不同實(shí)際結(jié)構(gòu)來(lái)把控施工質(zhì)量。瀝青路面在建設(shè)過(guò)程中，每一個(gè)環(huán)節(jié)都較為精密，任何一個(gè)環(huán)節(jié)失誤都會(huì)使路面整體質(zhì)量受到影響。例如在對(duì)路面進(jìn)行壓實(shí)處理時(shí)，如果選擇的材料水分含量過(guò)大，在其逐漸變干的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)下沉的情況，導(dǎo)致道路表層出現(xiàn)裂縫。在對(duì)瀝青道路基層進(jìn)行施工時(shí)，每一個(gè)部分原材料的比例對(duì)最終建設(shè)成品都有著較大的影響。在進(jìn)行原材料的選擇時(shí)，既不能選擇含水量過(guò)大的原材料，也不能選擇含水量過(guò)少的原材料，需要根據(jù)工程的實(shí)際需求選擇。同時(shí)，在瀝青路面最后施工過(guò)程中，必須把控好施工時(shí)間。因?yàn)闉r青材料其本身存在著強(qiáng)度較大且愈合能力較強(qiáng)的特點(diǎn)，所以溫度既不能過(guò)高也不能過(guò)低，否則就會(huì)對(duì)后期路面的壓實(shí)造成不利影響。另外，在進(jìn)行施工時(shí)必須要對(duì)道路修建地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查，在對(duì)經(jīng)過(guò)車輛較大和車流量較少的地區(qū)在進(jìn)行道路施工時(shí)，選擇的材料也不一樣，要根據(jù)道路所處地區(qū)的實(shí)際情況進(jìn)行合理施工，嚴(yán)格把控施工質(zhì)量。

3.4 做好對(duì)于瀝青混凝土路面施工的監(jiān)管

瀝青混凝土路面是我國(guó)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中非常重要的一類基礎(chǔ)建設(shè)，與日常生產(chǎn)生活之間的關(guān)系也非常緊密。所以施工單位必須正確的認(rèn)識(shí)瀝青混凝土路面的重要意義，并在日常施工的過(guò)程中嚴(yán)格按照相應(yīng)的施工規(guī)范開(kāi)展施工活動(dòng)。施工單位還應(yīng)當(dāng)建立完善施工質(zhì)量保證體系，確保瀝青混凝土路面的質(zhì)量滿足相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求。作為工程施工的監(jiān)理單位，也應(yīng)當(dāng)做好工程的監(jiān)督和管理工作，保證混凝土路面的質(zhì)量符合要求。

3.5 提高瀝青混凝土路面的結(jié)構(gòu)性能

瀝青混凝土路面在使用過(guò)程中，之所以會(huì)出現(xiàn)各類裂縫，大多是因?yàn)槁访嬲w的結(jié)構(gòu)承受了不良的應(yīng)力。因此，為減少瀝青路面裂縫的出現(xiàn)，應(yīng)做好瀝青路面的設(shè)計(jì)工作，使瀝青路面的結(jié)構(gòu)性能得到有效提升。在這一過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)瀝青路面容易發(fā)生水分侵蝕損害的部位，重點(diǎn)進(jìn)行防水結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)，同時(shí)增加施工過(guò)程中各類混合料的凝聚力，降低水分對(duì)于瀝青路面的侵蝕。針對(duì)瀝青路面容易出現(xiàn)反射裂縫的部位，可基于應(yīng)力吸收層進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，旨在減少路面出現(xiàn)反射裂縫的可能。最后，針對(duì)承受過(guò)大壓力所產(chǎn)生的裂縫，可以使用施工時(shí)遺留的各類瀝青材料，按照相應(yīng)比例鋪設(shè)至路面上，有效提高瀝青路面的載荷能力。

4 結(jié)語(yǔ)

為了使得瀝青道路可以正常使用，必須從各個(gè)細(xì)節(jié)入手，根據(jù)實(shí)際情況做好裂縫的治理防治工作。同時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員也應(yīng)不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)市政道路工程的可持續(xù)發(fā)展。瀝青路面的開(kāi)裂關(guān)系到道路的使用體驗(yàn)，還關(guān)系到城市的形象，因此，從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、維修等全過(guò)程都要嚴(yán)格控制，確保材料選擇、材料貯存、路基壓實(shí)、封路處理等一系列環(huán)節(jié)上的合理性、科學(xué)性，為將來(lái)道路投入使用打好基礎(chǔ)，延長(zhǎng)道路使用壽命。