半剛性基層瀝青路面抗裂施工技術(shù)

楊文麗

（石家莊市京昆高速公路石太管理處，河北 石家莊 050223）

一、引言

高速公路路面結(jié)構(gòu)大多采用瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式。由于受到行車荷載、外界環(huán)境、公路自身老化等因素的長期影響，瀝青路面會(huì)出現(xiàn)一定的病害問題，導(dǎo)致基層穩(wěn)定性和強(qiáng)度降低。半剛性基層瀝青路面抗裂施工技術(shù)主要是在混合料內(nèi)加入一定量的抗裂縫劑，改善半剛性材料力學(xué)性能，提高公路整體質(zhì)量，同時(shí)可解決施工中的環(huán)境污染問題。

二、工程概況

某高速公路工程全線長33.52km，設(shè)計(jì)行車速度為120km/h，為雙向四車道，路面寬度為22m，路面為改性瀝青混凝土結(jié)構(gòu)。隨著車流量逐漸增大，重載超載車輛逐漸增多，經(jīng)勘查發(fā)現(xiàn)該公路局部位置存在不同程度的病害問題，如車轍、裂縫、泛油、推移等，其中裂縫問題最為嚴(yán)重，多為基層裂縫。本文結(jié)合該路面基層裂縫問題，選擇了合理的抗裂施工技術(shù)，并制定出合理的施工工藝方案。

三、半剛性基層裂縫產(chǎn)生機(jī)理

（一）水泥穩(wěn)定碎石基層開裂機(jī)理

半剛性基層是由多項(xiàng)材料經(jīng)過碾壓構(gòu)成的一種板型結(jié)構(gòu)，組成材料有礦料、無機(jī)結(jié)合料等。由于混合料自身形狀特性，其內(nèi)部各材料構(gòu)成不均勻，長期在外界因素影響下，混合料各處受不均勻荷載作用，從而造成應(yīng)變疲勞，在應(yīng)力集中部位會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，隨時(shí)間推移裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)散增大，甚至貫穿整個(gè)基層內(nèi)部，導(dǎo)致基層開裂。

（二）發(fā)射裂縫產(chǎn)生機(jī)理

公路施工完畢后，受長期重載超載車輛碾壓以及外界環(huán)境長期影響，造成路面水泥穩(wěn)定碎石基層各處受力不均，最終形成裂縫問題。半剛性基層裂縫可分為兩種，分別為宏觀裂縫和微觀裂縫，宏觀裂縫通常發(fā)生于瀝青面層鋪筑早期，在長期行車荷載影響下，基層和面層連接處應(yīng)力應(yīng)變集中作用，進(jìn)而產(chǎn)生疲勞反應(yīng)，隨時(shí)間推移，裂縫將貫穿整個(gè)瀝青面層內(nèi)部，最終形成反射裂縫。

（三）瀝青面層裂縫產(chǎn)生機(jī)理

瀝青混合料內(nèi)部由于礦料粒徑大小不同以及瀝青膠結(jié)料黏性，導(dǎo)致其內(nèi)部無法均勻混合分布，瀝青混合料內(nèi)部容易出現(xiàn)許多小裂縫問題，在溫度和荷載作用下，瀝青路面內(nèi)裂縫逐漸集中，溫度驟變以及溫差變化時(shí)應(yīng)力消除，反復(fù)變化后路面出現(xiàn)應(yīng)變疲勞，最終產(chǎn)生疲勞裂縫。

四、半剛性基層瀝青路面抗裂施工技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

（一）瀝青路面抗裂施工技術(shù)類型

1.瀝青面層抗裂技術(shù)

半剛性基層瀝青層厚度較低，基層強(qiáng)度不夠，路面容易產(chǎn)生裂縫，降低公路行車安全性。因此應(yīng)加強(qiáng)瀝青面層厚度，將面層應(yīng)力擴(kuò)散分布均勻，提高面層的穩(wěn)定性，減少應(yīng)力集中，緩解瀝青面層的抗裂壓力。據(jù)研究得到瀝青面層厚度的最大值為20cm，當(dāng)達(dá)到臨界值時(shí)，不僅會(huì)造成路面裂縫，還會(huì)增大施工成本。所以在施工時(shí)，應(yīng)挑選合理的施工材料，同時(shí)優(yōu)化材料的配比設(shè)計(jì)，提高瀝青面層的整體抗裂效果。

2.基層抗裂技術(shù)

通常在穩(wěn)定碎石內(nèi)加入少量骨架，結(jié)合骨架的嵌擠原理，降低水泥劑量，減少水穩(wěn)碎石內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，并合理控制原材料的含水量和溫度，以提高路面的抗干縮性和抗溫縮性，這樣在減少水泥劑量的基礎(chǔ)上會(huì)降低基礎(chǔ)強(qiáng)度。因此，應(yīng)以骨架來設(shè)計(jì)水穩(wěn)碎石，降低骨料摩擦效果。

3.界面層抗裂技術(shù)

面層鋪設(shè)主要包括土工織物、應(yīng)力吸收層以及玻璃纖維格柵，其中土工織物由于自身較好的融合性可有效與不同材料配合，但在外界溫度驟變的前提下，會(huì)出現(xiàn)水平位移，因此確保土工織物的良好保溫隔熱效果，可控制水平位移降低開裂幾率。應(yīng)力吸收層的成本較低，可較好解決應(yīng)力集中問題，提高基層整體抗裂效果。玻璃纖維格柵自身具有良好的抗高溫、抗腐蝕、抗壓效果，與瀝青材料融合后可增強(qiáng)其綜合效果，緩解面層拉應(yīng)力的同時(shí)，減少裂縫數(shù)量。

（二）施工工藝

1.材料拌和

結(jié)合施工實(shí)際情況選擇合理的水泥拌和機(jī)，該項(xiàng)目選用WBC-500型號的水泥穩(wěn)定土拌和機(jī)，并通過室內(nèi)試驗(yàn)確定所需機(jī)械量，在正式拌和前對拌和機(jī)進(jìn)行安裝和調(diào)試，確保機(jī)械的正常使用。同時(shí)，通過室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行材料配合比設(shè)計(jì)，摻入5%左右的緩凝劑，以免出現(xiàn)拌和花白料。合理控制水泥劑量、用水量、拌和速度和功率，避免出現(xiàn)混合料離析現(xiàn)象。

2.基層混合料運(yùn)輸及攤鋪

計(jì)算拌和樓與施工現(xiàn)場實(shí)際距離，根據(jù)距離長短，選擇合理型號的運(yùn)輸自卸車來裝運(yùn)混合料，以減少混合料在運(yùn)輸過程中散失溫度，同時(shí)保證混合料在施工中可連續(xù)供應(yīng)。通過室內(nèi)試驗(yàn)確定混合料攤鋪系數(shù)，以選取合理型號的攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪施工。攤鋪機(jī)在工作運(yùn)行中應(yīng)時(shí)刻保持直線行駛，并均勻連續(xù)地控制攤鋪溫度，提高面層平整度。

3.基層混合料的碾壓施工

基層混合料碾壓施工的方式為先一遍靜壓再一遍振動(dòng)小幅度碾壓，然后再大小振各壓實(shí)一遍，最后再一遍靜壓處理。層次分明地設(shè)置碾壓區(qū)域，并設(shè)定好分解標(biāo)識(shí)，前后輪的重疊范圍確保在50%左右，提高基層碾壓的連續(xù)效果。

4.瀝青面層攤鋪碾壓

提前將攤鋪機(jī)熨平板進(jìn)行預(yù)熱處理，將溫度控制在混合料施工溫度范圍內(nèi)，以免在施工中混合料黏結(jié)在車輪上，通常熨平板的預(yù)熱時(shí)間大致在30min左右，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)對溫度時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。瀝青面層的碾壓主要有初壓、復(fù)壓、終壓三個(gè)步驟，瀝青面層碾壓過程中，應(yīng)選用振動(dòng)壓路機(jī)和單輪壓路機(jī)，并設(shè)定好碾壓遍數(shù)。

5.施工注意事項(xiàng)

施工前，對技術(shù)人員做好施工培訓(xùn)并進(jìn)行專業(yè)考核，通過室內(nèi)試驗(yàn)來檢驗(yàn)原材料的性能指標(biāo)，不滿足標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)摒棄。同時(shí)，確保各個(gè)機(jī)械車輛和設(shè)備可正常使用，提高施工質(zhì)量。

（三）質(zhì)量檢測

在試驗(yàn)路段上進(jìn)行半剛性基層瀝青路面抗裂施工，施工完畢后對施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，通常檢測指標(biāo)包含基層壓實(shí)度、含水量等。采用無核密度儀檢測基層的壓實(shí)度和含水量，同時(shí)人為觀察路面裂縫問題，對比試驗(yàn)路段和常規(guī)路段裂縫情況，試驗(yàn)路段壓實(shí)度檢測結(jié)果和裂縫觀測結(jié)果分別如表1、表2所示。檢測得到壓實(shí)度和含水量變化較小，施工材料開裂情況得到良好改善，半剛性基層瀝青路面施工質(zhì)量良好，表面裂縫數(shù)量得到有效控制。

表1.試驗(yàn)路段壓實(shí)度檢測結(jié)果

表2.裂縫觀測結(jié)果

五、結(jié)語

本文研究了半剛性基層裂縫產(chǎn)生機(jī)理處治方法，重點(diǎn)介紹4種抗裂施工類型，闡述了半剛性基層瀝青路面抗裂施工工藝，并在具體工程進(jìn)行應(yīng)用，證實(shí)了路面抗裂施工技術(shù)的合理性和實(shí)用性，可有助于指導(dǎo)實(shí)際施工。