公路路面裂縫產(chǎn)生原因及治理對策探究

宋 敏

（邳州市交通工程有限公司，江蘇 邳州 221300）

對于公路工程建設項目來說，路面的施工質(zhì)量會對道路功能和作用的正常發(fā)揮產(chǎn)生一定影響。在具體施工過程中由于受到諸多因素的影響，會導致路面出現(xiàn)裂縫問題，路面裂縫不僅會在一定程度上影響行車舒適性和行車安全，而且路面積水會通過裂縫滲入到路基中，從而嚴重破壞路基的正常結(jié)構(gòu)，容易引起路面沉降或路面坍塌的嚴重后果。因此，在公路路面施工中，需要嚴格控制路面施工質(zhì)量，合理應用各項施工技術(shù)，將路面裂縫問題當作重點關注內(nèi)容，最大程度避免后期使用過程中出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

1 公路路面常見裂縫類型及危害

1.1 公路路面常見裂縫類型

公路路面裂縫的類型主要可以分為以下幾種：（1）縱向裂縫。通常情況下，在公路的邊緣位置經(jīng)常會出現(xiàn)縱向裂縫，縱向裂縫與公路的延伸方向相同，所以被叫作縱向裂縫，此種裂縫對公路整體質(zhì)量產(chǎn)生的影響比較大，對公路路基結(jié)構(gòu)造成不同程度的破壞，從而引發(fā)沉降問題。（2）不規(guī)則裂縫。此種裂縫比較散亂，沒有規(guī)律可循，導致這種裂縫產(chǎn)生的原因主要是溫度發(fā)生變化。（3）網(wǎng)狀裂縫。在公路路面中，此種類型的裂縫表現(xiàn)為網(wǎng)格狀，主要是長期受到路面行駛車輛的壓力而形成，這種裂縫剛出現(xiàn)時的數(shù)量較少，表現(xiàn)為縱向狀態(tài)，并且相互之間交叉在一起，隨著時間的推移逐漸演化為網(wǎng)格狀裂縫。（4）橫向裂縫。這種裂縫和縱向裂縫相反，它經(jīng)常出現(xiàn)在路面中間，和公路的延伸方向保持垂直，主要是長期承受超負荷的壓力和溫度變化的影響而產(chǎn)生。（5）溫度疲勞裂縫。一般來說，在日照強烈和溫差較大的地區(qū)容易發(fā)生溫度疲勞裂縫現(xiàn)象，這種裂縫在一年四季都有可能出現(xiàn)，南方非冰凍地區(qū)和北方冰凍地區(qū)的道路都有可能會產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。當裂縫處有外部環(huán)境的水分滲入之后，會導致結(jié)構(gòu)層材料加速老化，再加上車輛給路面施加的壓力，會對路面結(jié)構(gòu)強度造成嚴重影響，從而使得路面的使用壽命進一步縮短，相應地路面維修和養(yǎng)護費用也會增加。對于等級比較高的路面來說，后續(xù)的維修和加鋪層施工會對正常的車輛通行造成不利影響，可能會出現(xiàn)諸多不良安全隱患，引發(fā)交通事故，對行車安全產(chǎn)生威脅，甚至還會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失。

1.2 公路路面裂縫的危害

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國城市化建設進程也在不斷加快，在實際發(fā)展過程中對交通道路進行了改進和優(yōu)化，以往使用的水泥道路路面逐漸被瀝青混凝土材料所替代。瀝青混凝土是一種新型材料，在公路建設中發(fā)揮著十分重要的作用，將其作為公路路面施工材料不僅可以進一步提升公路的堅固性和耐磨性，同時也能使公路變得更加具有張力，從而對于車輛的平穩(wěn)行駛有很大幫助。但由于瀝青和瀝青混合物材料自身特征以及各種外界因素的影響，容易使公路在以后的使用過程中出現(xiàn)裂縫問題。裂縫剛出現(xiàn)時并不會造成太大危害，所以不容易引起人們的重視，但隨著時間的推移，長期受到風吹雨淋的影響，在很大程度上會降低公路路基的強度，裂縫也會不斷發(fā)展擴大，從而對路面造成的破壞越來越大，公路的使用壽命就會縮減，并且為行駛車輛帶來巨大安全隱患，容易引發(fā)交通安全事故，從而造成經(jīng)濟損失，所以我們需要加強對公路路面裂縫的重視，確保及時發(fā)現(xiàn)裂縫問題，并及時采取有效的防護措施。

2 公路路面裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 施工材料質(zhì)量影響

在公路路面和路基施工中應用的施工材料大多是由幾種不同的原材料混合而成，這些原材料可以分為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)等幾種不同形態(tài)，在相互融合的過程中相互之間會產(chǎn)生一定的作用力，最后得到的結(jié)合材料的體積就會因此而變小。當融合材料形成之后，需要一定的時間進行冷卻，而水物質(zhì)會對材料冷卻過程產(chǎn)生較大程度的影響，主要原因是水分自身具備擴張能力和冷凍能力，公路底層的水發(fā)生蒸發(fā)現(xiàn)象時，那么施工材料當中的水分也會跟著蒸發(fā)，從而導致表層的水層發(fā)生一定變化，其厚度降低，縮短了顆粒之間的距離，提高了分子的力量，路面體積的收縮速度也會隨之加快，從而對路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成嚴重破壞，使得基層材料出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，從底層形成裂縫作用力，受到作用力的影響裂縫開始由下而上形成，最后發(fā)展到公路路面，從而形成路面裂縫。

2.2 溫度變化影響

因為混凝土自身的內(nèi)外溫差較大，在公路路面施工過程中就容易因為這種溫差現(xiàn)象而導致裂縫問題的發(fā)生。比如，混凝土中的水分會在一定程度上受到晝夜溫差的影響，并且影響程度的大小會隨著季節(jié)的變化而變化，當受到的影響比較大時就會發(fā)生變冷結(jié)冰現(xiàn)象，從而使混凝土的體積發(fā)生膨脹導致裂縫的產(chǎn)生。由于混凝土表面溫度變化較大，內(nèi)部的溫度又無法散發(fā)出來，導致內(nèi)外溫差形成，從而引起裂縫現(xiàn)象。當混凝土遭遇到高溫的情況時，內(nèi)部的水分會快速蒸發(fā)，嚴重破壞混凝土的牢固性，也會導致裂縫出現(xiàn)。

2.3 材料配比不合理

如果路面施工材料選擇不當，會對公路路面整體質(zhì)量造成嚴重影響。在路面施工材料的選擇過程中，對材料質(zhì)量缺乏重視，采購的材料質(zhì)量不符合相關要求標準，就會影響路面施工質(zhì)量和施工安全，比如選用的混凝土材料自身配比缺乏合理性，在后續(xù)使用過程中就有可能導致裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。由于不合理的材料比例分配，再加上材料自身質(zhì)量存在問題，不具備較好的吸附力，使得混凝土內(nèi)部雜質(zhì)數(shù)量增多，就會為裂縫的形成創(chuàng)造有利條件。此外，在實際施工過程中由于人為失誤或是攪拌設備故障等也會對混凝土的質(zhì)量造成影響，導致實際施工要求無法被滿足，從而產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。

2.4 路面結(jié)構(gòu)層的影響

比如土基、基層和瀝青面層厚度的影響，與瀝青穩(wěn)定碎石和級配碎石這類的柔性基層相比，半剛性基層和瀝青面層的附著粘結(jié)性能要差一些，從而對橫向裂縫產(chǎn)生的影響也大一些。由于瀝青面層和基層的附著性能不好，會導致面層有可能出現(xiàn)一定程度的自由收縮變形，無法充分發(fā)揮出混合料的應力松弛性，溫度應力也很難傳遞到基層中，不斷在面層內(nèi)部累積，從而引起干裂現(xiàn)象。

2.5 施工工藝的局限

在公路路面具體施工設計階段，如果采取的施工工藝比較落后，不符合實際施工要求，那么就容易對公路路面施工質(zhì)量造成嚴重影響。一般情況下，由于施工工藝落后而導致路面出現(xiàn)裂縫問題的情況主要可以分為下面幾種：（1）路面攤鋪工藝和混凝土拌合工藝不夠科學，或者是采用的材料質(zhì)量不合格。如果施工人員無法熟練掌握路面攤鋪技術(shù)，在混凝土拌合過程中時間把握不準確，就會讓路面整體施工質(zhì)量無法得到保障，容易出現(xiàn)表面脫皮或剝落的不良現(xiàn)象，繼而引發(fā)裂縫問題。（2）在具體施工過程中，施工人員沒有嚴格按照施工標準開展路面施工作業(yè)，導致一部分路面混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，從而引起滲水問題，導致路面裂縫脹裂的速度進一步加快，產(chǎn)生裂縫。（3）在施工過程中使用的施工機械設備比較落后，沒有及時更新?lián)Q代，給公路施工時加大了難度系數(shù)，混合材料的拌合均勻程度、路面的壓實度等就會受到很大影響容易，導致路面裂縫的出現(xiàn)。

3 公路路面裂縫的治理對策

3.1 優(yōu)化材料配比

對于公路路面施工作業(yè)來說，原材料的拌合質(zhì)量會影響水泥混凝土的正常功能，所以需要加強對材料拌合過程的控制。首先，要嚴格控制攪拌的溫度和時間，做到科學調(diào)配，從而確保水泥混凝土具有較高的質(zhì)量。其次，優(yōu)化混凝土配合比設計，應保證各種材料的混合比符合相關標準要求，如果無法滿足具體施工要求就需要反復調(diào)配，直到可以實現(xiàn)平衡供應物料為止。最后，還需要充分結(jié)合配比參數(shù)進行拌合，在具體拌合過程中要合理調(diào)整骨料含水量，使其能夠滿足公路路面施工質(zhì)量要求。另外，還需要嚴格控制混合料攪拌時間，避免時間過長發(fā)生氧化現(xiàn)象，防止對混合材料的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

3.2 控制溫度變化

溫度裂縫在公路路面中比較常見，針對此種裂縫進行防治，需要嚴格控制混凝土施工過程中的溫度，防止出現(xiàn)溫差過大的現(xiàn)象，比如降低混凝土自身的發(fā)熱量，在具體施工過程中選用水化熱反應不強的水泥，從而實現(xiàn)合理控制溫度的目的。另外，施工人員還要以應力場的具體分布情況為依據(jù)，確定具體施工范圍，確保選用的混凝土可以與應力場相適應。嚴格控制混凝土在入倉時的溫度，公路工程需要的混凝土數(shù)量較大，混凝土的拌制作業(yè)一般是在距離施工現(xiàn)場較遠的地方進行，所以需要將拌制好的混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，在運輸過程中要嚴格控制混凝土自身溫度，提高混凝土的散熱效率，最大程度防止出現(xiàn)溫度裂縫問題。

3.3 合理應用裂縫處理技術(shù)

在瀝青公路路面的裂縫處理工作中，比較常用的一種修補方法是灌油修補法，具體操作流程如下：首先要對裂縫展開清潔工作，然后在路面裂縫中灌入經(jīng)過加熱處理的瀝青油，并確保將瀝青油灌入到裂紋深處，最后將溢出路面的瀝青油清理干凈?？梢圆捎萌榛癁r青進行灌縫處理工作，這樣能夠收獲更加理想的效果。還可以在進行灌縫之前，將縫壁用液化氣加熱，等到呈現(xiàn)粘性狀態(tài)之后再把瀝青油噴抹到縫隙之中，然后用布熱砂或石屑來保護縫口表面。如果裂縫過于狹小，影響正常的灌縫處理，就需要利用相應的工具進行拓寬，然后再進行灌縫工作。另外，還可以使用嵌縫封堵法進行裂縫處理，具體操作流程如下：使用合適的工具沿著裂縫鑿槽，然后在鑿好的槽中加入塑性或剛性防水材料，將路面裂縫封堵。嵌縫封堵法比較常用的嵌縫材料一般有丁基橡膠、聚氯乙烯膠泥、塑料油膏和聚合物水泥砂漿等。

3.4 做好路面保養(yǎng)工作

為了有效防止公路路面出現(xiàn)裂縫問題，當路面施工作業(yè)完成后，需要做好路面的養(yǎng)護管理工作。在公路路面養(yǎng)護工作中，需要將混凝土水化作用作為重點關注內(nèi)容，這樣做的原因是水化作用可以讓混凝土內(nèi)部的熱量集中釋放出來，從而加大裂縫問題出現(xiàn)的可能性。當公路路面攤鋪作業(yè)完成后，由于路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性還不夠高，相對來說比較脆弱，所以需要適當?shù)臑槁访鏋⑺?，也可以選擇合適的覆蓋物將路面蓋住，起到保溫的作用，進一步提升路面裂縫的防治工作效果。另外，還可以采用密封性較好的薄膜進行養(yǎng)護，用此種薄膜將表面敞露的部分進行嚴密覆蓋，確保混凝土在不失水的情況下得到較好的養(yǎng)護效果，有效防止公路路面出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

3.5 做好路面排水工作

當外部環(huán)境的水分滲入到裂縫后，會導致結(jié)構(gòu)層材料加速老化，再加上行駛車輛給路面施加的壓力，會對路面結(jié)構(gòu)強度造成嚴重影響，并且還可能引起路基沉降問題，對行車安全產(chǎn)生巨大威脅。因此，在平時的維修養(yǎng)護工作中還應加強對路面排水的重視。應根據(jù)道路積水情況選擇合適的排水設施，在排水設施的安裝過程中，應正確掌握施工要求，在軟土地基中豎向安裝排水設施，或者在地基旁邊安裝排水板，有利于及時將積水排出，避免積水滲透到地基中，對地基自身的承載能力和強度造成不良影響。相關施工人員需要加強對排水板和排水設施重要性的認識，在安裝過程中嚴格遵守相關要求標準，為路基施工質(zhì)量打下堅實的基礎，從而有效避免裂縫問題的發(fā)生。

3.6 應用新型混凝土材料

近年來，我國社會經(jīng)濟和科學技術(shù)都獲得快速發(fā)展，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)了諸多新型材料和新型技術(shù)，可以在公路路面施工過程合理應用這些新型材料、新型技術(shù)和新型設備。當前階段，在市場中出現(xiàn)了一種新型的混凝土材料，這種混凝土是商品混凝土。此種混凝土與現(xiàn)場攪拌混凝土相比具有很好的應用優(yōu)勢，它是由專業(yè)的企業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)過程采用的都是新型設備，具有十分精確的配比，攪拌過程也十分均勻，其質(zhì)量可以得到有效保證，在路面施工過程中應用此種混凝土材料可以很好地預防溫差裂縫的形成。

4 瀝青混凝土路面裂縫預防的實踐案例

4.1 案例簡介

某公路建設工程全長9.473km，其中某路段為軟土地基，路基寬度為26.4m，此路段的路面施工周期為三個月，路面施工材料選用的是改性瀝青混凝土、瀝青混凝土和水泥穩(wěn)定級配碎石等。為了更好地預防路面出現(xiàn)裂縫問題，在具體施工過程中對瀝青混凝土配合比、路基施工和路面施工等環(huán)節(jié)進行了優(yōu)化，通過對后續(xù)通車運行過程的觀察，發(fā)現(xiàn)路面裂縫問題發(fā)生的概率大大降低。

4.2 路面裂縫預防施工

（1）在公路工程施工之前，組織工作人員前往施工現(xiàn)場開展勘察工作，全面了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境和水文條件等情況，將得到的數(shù)據(jù)信息作為設計工作的依據(jù)，從而制定出一套科學的施工方案。由于本路段是軟土地基，所以對地基的強度和穩(wěn)定進行了計算，通過分析最后決定采用換填墊層方法對軟土地基進行加固。（2）在施工作業(yè)開始之前，根據(jù)設計規(guī)范要求選擇具有良好穩(wěn)定性的級配碎石作為路基的填筑材料，能夠有效滿足具體施工的需要，并嚴格遵循相關技術(shù)要求開展具體填筑工作，取得了十分理想的填筑效果，當填筑工作完成后使用壓路機進行反復壓實，從而讓軟土地基的強度得到進一步提升。（3）為了保證攤鋪作業(yè)的穩(wěn)定性和連續(xù)性，本項目同時使用兩臺型號一致的攤鋪機進行瀝青混凝土的攤鋪作業(yè)，并在攤鋪機上配備了初步壓實、厚度調(diào)節(jié)和自動找平設備。為了防止出現(xiàn)混合料粘附在熨平板上面的問題，在攤鋪作業(yè)開始之前還對混合料進行了半個小時的預熱處理。

5 結(jié)束語

綜上所述，在公路路面施工過程中容易出現(xiàn)裂縫問題，一旦出現(xiàn)裂縫就會對路面施工質(zhì)量造成嚴重影響，隨著時間的推移，裂縫問題還會逐漸發(fā)展嚴重，從而引發(fā)沉降和坍塌等現(xiàn)象。要想最大程度預防裂縫問題，需要嚴格控制施工材料質(zhì)量，并加強對施工過程的監(jiān)督，確保公路工程的施工質(zhì)量能夠滿足相關建設要求。如果路面已經(jīng)出現(xiàn)了裂縫問題，需要全面分析裂縫產(chǎn)生的原因，并及時采取合適的裂縫治理技術(shù)進行處理。隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，為瀝青路面的修補工作提供了更多的方案，應根據(jù)實際情況制定一套科學合理的裂縫修補方案，以求獲得最為理想的修補效果。