國省縣鄉(xiāng)道瀝青混凝土路面裂縫成因及應(yīng)對措施探究

陳小佳

（重慶市綦江區(qū)公路事務(wù)中心，重慶 401420）

0 引言

隨著城鄉(xiāng)一體化發(fā)展的有序推進，城市與農(nóng)村的交通愈加便利，自然而然，城鄉(xiāng)居民對道路路面的要求也會越來越高。在城鄉(xiāng)道路的建設(shè)過程中，瀝青混凝土路面是最常見的路面形式，緣于瀝青混凝土很強的材料性能。路面裂縫是瀝青路面常見的病害之一，如果在城鄉(xiāng)道路的施工時或后期的養(yǎng)護過程中，沒能及時發(fā)現(xiàn)路面裂縫問題，那么很可能會直接或間接危害人民的通行安全。綜上，對路面裂縫病害產(chǎn)生原因進行深入的分析和探究意義重大。在城鄉(xiāng)道路建設(shè)時，為了減少和預(yù)防路面產(chǎn)生裂縫，需要專人對施工質(zhì)量進項核查，后期的養(yǎng)護工作落實到相關(guān)單位，以此來提高城鄉(xiāng)道路的壽命，保證城鄉(xiāng)居民出行安全。

1 瀝青混凝土路面裂縫的常見類型

根據(jù)斷裂力學(xué)相關(guān)理論裂縫擴展主要有3 種模式，具體如下文所述。

1.1 橫向裂縫

裂縫大多是與路面垂直的，裂縫的寬度有所不同。通過相關(guān)研究得出，橫向裂縫產(chǎn)生原因主要有以下4 個方面：①在城鄉(xiāng)道路施工時，因為施工技術(shù)的原因，導(dǎo)致道路的連接縫隙不嚴密，各個部分不能嚴絲合縫結(jié)合在一起，久而久之，就形成了橫向裂縫。②道路施工時，沒有對施工地的氣候進行考量或者所使用的瀝青材料不符合標(biāo)準(zhǔn)，瀝青混凝土表面因外界溫度升高會進行收縮，當(dāng)瀝青混凝土的抗拉強度不能抵抗溫度疲勞累積時，會由溫度收縮或溫度疲勞累積引橫向裂縫。③由于城鄉(xiāng)道路的修建工程時間緊，會出現(xiàn)路基的不均勻沉降情況，基層承載力欠缺，在道路使用過程中逐漸破損，導(dǎo)致橫向裂縫產(chǎn)生。④使用了劣質(zhì)的基層材料或在進行基層施工時使用的相關(guān)技術(shù)不成熟，最終導(dǎo)致路面因為膨脹或收縮形成橫向裂縫[1]。橫向裂縫如圖1 所示。

圖1 橫向裂縫

1.2 縱向裂縫

縱向裂縫走向基本與行車方向平行，其長度和寬度不同，一些小支縫通常會與縱向裂縫并存?？v向裂縫形成的主要原因有以下4 個方面：①地基原因。在施工相關(guān)技術(shù)不成熟，在出現(xiàn)坑槽或彈簧土情況的時候，進行回填處理后，由于地基的不均勻沉降，造成路面縱向開裂。②受道路施工當(dāng)時的土壤或者水的滲透影響，例如花壇、路表、等滲水使得城鄉(xiāng)道路土壤穩(wěn)失去穩(wěn)定性，日復(fù)一日，路基承載能力降低，在荷載的作用下會有裂縫出現(xiàn)在路面中。③路基施工原因。由于土基施工時路基材料含水量不合適或壓路機械壓不到位而造成的路基壓實不均勻，導(dǎo)致縱向裂縫產(chǎn)生。④施工人員操作不當(dāng)。對已產(chǎn)生的縱縫進行修補的過程中，路面接口沒有密切連接在一起，當(dāng)外界溫度降低到一定程度時，路面接口處出現(xiàn)收縮的情況，導(dǎo)致縱向裂縫產(chǎn)生[2]。

1.3 網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫縱橫交錯，與蜘蛛網(wǎng)形狀類似。網(wǎng)狀裂縫主要是由于路面的整體強度不足而引起的，具體成因包括以下3 點：①在瀝青混凝土路面出現(xiàn)橫向裂縫和縱向裂縫時，雨水不斷滲入基層，致使唧漿形成。久而久之，便會讓基層表面被逐步淘空，形成網(wǎng)狀裂縫。②因為車輛的超載行為和瀝青本身的老化問題，導(dǎo)致混凝土基層產(chǎn)生疲勞破壞。③瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)，壓實度達不到標(biāo)準(zhǔn)，瀝青混合料的配比不科學(xué)或瀝青與石料未拌和均勻，以致于瀝青和石料的粘性不夠，引發(fā)網(wǎng)狀裂縫[3]。網(wǎng)狀裂縫如圖2 所示。

圖2 網(wǎng)狀裂縫

2 瀝青混凝土路面裂縫的產(chǎn)生原因分析

路面裂縫是瀝青路面常見的病害之一，裂縫產(chǎn)生的原因有很多。比如道路結(jié)構(gòu)設(shè)計與使用材料的質(zhì)量，而且與施工技術(shù)、后期的養(yǎng)護工作，瀝青混凝土路面所處外部環(huán)境等均有關(guān)系。下文會具體深入分析。

2.1 氣候方面問題

假如出現(xiàn)持續(xù)的陰雨氣候，雨水的不斷浸透也會導(dǎo)致一樣的裂縫，雨水持續(xù)深入浸透將會導(dǎo)致礦物原料和瀝青相互的粘結(jié)力，將會造成瀝青混合料的不團掉落堆積情況，將會讓路面出現(xiàn)網(wǎng)狀態(tài)的裂痕。在道路項目開展的途中，假如外部溫度高低變化巨大，將導(dǎo)致瀝青混凝土出現(xiàn)收縮式的裂痕，溫度較高的混凝土材料拉應(yīng)力過大，但是材料的溫度極速下降后會發(fā)生路面溫度適應(yīng)力超過混凝土拉應(yīng)力的最大負荷，從而出現(xiàn)橫向裂縫。

2.2 路基質(zhì)量問題

目前，許多道路的路基設(shè)計是缺少科學(xué)性的，這降低了公路質(zhì)量，容易導(dǎo)致路面裂縫的產(chǎn)生。例如，路基材料的厚薄與車輛載重通行的要求是不匹配的，或者對選擇混合材料以及材料的配比設(shè)計是不科學(xué)的，導(dǎo)致路面的承重力較低，再例如路基建設(shè)途中對于路基排水系統(tǒng)的設(shè)置缺少，引起雨水較多的浸透和存留，這些問題都會引發(fā)路面裂縫。

2.3 施工質(zhì)量問題

瀝青材料質(zhì)量對于道路施工是關(guān)鍵因素，道路施工的決定性因素是瀝青材質(zhì)的好或者壞，但，很多施工方對于瀝青材料的選擇上沒有嚴格規(guī)章管控，瀝青的材料的配比、水泥標(biāo)號等相關(guān)指標(biāo)不符合對于標(biāo)準(zhǔn)。如果瀝青與石料未拌和均勻，施工技術(shù)不成熟，路面沒有較強的承受能力，并且路面長期反復(fù)承受來自超載車輛的壓力，瀝青基層底部疲勞累積，路面最終會出現(xiàn)橫向和縱向裂痕，裂痕不斷向四周擴散，產(chǎn)生從基層向面層發(fā)展的反射裂縫。瀝青混合料要控制好溫度，如果瀝青混合料對路面溫度變化過于敏感，路面也會出現(xiàn)裂縫。

2.4 后期養(yǎng)護問題

城鄉(xiāng)道路在后期的使用過程中，還需要定時定期做好養(yǎng)護工作，不然，路面很大概率會有裂縫情況出現(xiàn)。在道路的實際使用過程中，車輛長期反復(fù)對路面施壓，將會導(dǎo)致部分路面發(fā)生塌陷坑洼的情況，假如不進行合理科學(xué)的養(yǎng)護工作或沒養(yǎng)護工作及時，也會出現(xiàn)裂痕等相關(guān)問題，造成的不良影響將會擴大，最后，讓道路無法正常投入使用。還有，瀝青材料的不斷老化程度增加，路面承重能力降低，也會因拉力不均勻，導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂痕，故維護道路的工作不可忽視。

3 道路瀝青混凝土路面裂縫的預(yù)防措施

3.1 優(yōu)化材料選擇，做好配合比設(shè)計

在對路面瀝青混凝土路面施工途中，在項目施工開始準(zhǔn)備時候就必須注重對原材料質(zhì)量的篩選，其中尤為重要的是對關(guān)瀝青材料的選擇，一定要用與項目設(shè)計相符合且對于質(zhì)量瀝青材料，每項指標(biāo)必須達到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，選擇的基料必須具備良好的抗裂能力，通過混入粗骨材料來增加基礎(chǔ)的壓實度。改性瀝青對應(yīng)的成本相對比較高，但是改性瀝青更強的性能是在低溫環(huán)境的粘度和使用過程中的抗老化能力上更優(yōu)秀，將會獲取良好的社會及經(jīng)濟效益。同樣也保證質(zhì)量的是對石料、礦粉的選用，還需思考礦源的產(chǎn)能，確保對應(yīng)的原材料供應(yīng)能得到保證，不然也將會項目施工質(zhì)量造成影響。還有，還需注重瀝青混合料設(shè)計的配比配合，配合比確認后不可任意更改，一定需做對應(yīng)的同步實驗，必須做到石料、油石比、級配的搭配具有合理的科學(xué)性，保證其混合料的強度，防止以后路面出現(xiàn)裂痕?；旌喜牧系呐浜媳仍O(shè)計如圖3 所示。

圖3 配合比設(shè)計

3.2 嚴格施工過程監(jiān)管，確保工程質(zhì)量規(guī)范

為項目質(zhì)量進一步提升，防止路面出現(xiàn)裂痕，在道路項目施工途中，道路項目的整體質(zhì)量取決于施工工藝的使用，故必須對施工過程進行嚴格監(jiān)督，保證合理規(guī)范的使用各項工藝及施工技術(shù)。對道路瀝青混凝土頂面施工，2 臺攤鋪機一定確保前后緊跟作業(yè)，這可以有效的處理前幅攤鋪和后幅攤鋪出現(xiàn)時間差的問題，保證熱接工藝的開展，防止產(chǎn)生裂痕問題，2 臺攤鋪機間距應(yīng)該大于15cm，或采取全幅攤鋪的施工方式。假如前后幅的接口屬于冷接縫，不僅要立刻切除邊沿坍塌部，而且還要將接縫處用熱的混合材料進行敷貼，在敷貼軟化時去除邊沿坍塌部，并重新刷上新的瀝青，這樣才能實施攤鋪工序，對攤鋪系數(shù)進行嚴格管控，從而保證壓實后的路面平順和嚴實，保證高質(zhì)量工程。比如說，要保證路面基層和底基層的施工一定要有足夠的時間差，不能為太高工程進度或減少經(jīng)濟成本就預(yù)先鋪設(shè)面層，否則基層就會出現(xiàn)收縮性裂痕。還有需要重視監(jiān)測基層施工混合料含水量，含水量需要在合適的區(qū)間范圍。還需要把控的是混合材料加熱的溫度和加熱時間，還為保證路面混合材料的壓實度，需反復(fù)進行碾壓。

3.3 注重高溫季節(jié)裂縫的防護，掌握有效施工工藝

道路施工時，一定要注意的是遇見高溫季節(jié)，對于有些能自身愈合的裂痕可不必處理，但對有些無法自身愈合的裂痕一定要采取對應(yīng)的修復(fù)的措施，有以下兩種工藝作為參考：①在裂痕處涂上具備高粘度瀝青，這樣的修補方法施行起來相對簡單。假如裂痕寬度低于5mm，直接在清除裂痕處雜物后，直接澆灌濃度較低的熱瀝青，在澆灌到裂痕距離基面1/3 處后，填充細的石屑、沙子，最后再把基面溢出熱瀝青清潔干凈方可。假如裂痕寬度高于5mm，就一定要將裂痕處出現(xiàn)松散的基面和裂痕處雜物去除干凈，在填充混凝土混合材料，對材料進行搗實，這樣就能有利的完善基面質(zhì)量問題。②將已經(jīng)發(fā)生裂痕的基面雜物去除完，在路面噴灑適量瀝青，再將干燥的細石屑與已發(fā)生乳化的瀝青噴灑到路面，最后再對基面進行反復(fù)碾壓，這樣就能有利于填補裂痕，提升路面的整體平順度。

3.4 關(guān)注后期養(yǎng)護工作，選擇適宜養(yǎng)護時間

瀝青混凝土路面運營一定時間后，應(yīng)該定期對道路進行養(yǎng)護，預(yù)防裂痕的產(chǎn)生，雖然經(jīng)濟成本會有所增加，但是保證路面的正常使用，才能發(fā)揮出路面交通的實際功能并且產(chǎn)生經(jīng)濟效益。瀝青混凝土路面的設(shè)計和施工上一定要采用科學(xué)合理的方式，雖然瀝青路面的承重能力強并且價格低廉，但是也要考慮到后期路面養(yǎng)護的成本，拿出可實施并且科學(xué)合理的路面保護方案[5]。值得關(guān)注的是，養(yǎng)護時間的確認也是道路養(yǎng)護過程中的重點問題，路面養(yǎng)護人員結(jié)合路面實際情況，保證養(yǎng)護施工工作的時間，保證關(guān)于路面的各類信息的完整和準(zhǔn)確，以此來保證路面養(yǎng)護工作的正常進行。假如說路面整體沒有裂縫產(chǎn)生，就不用立刻實施養(yǎng)護工作，如果路面已經(jīng)出現(xiàn)嚴重的裂縫，應(yīng)該立刻采取養(yǎng)護措施，避免裂縫問題進一步擴大，造成更大的損失和施工量的增加，養(yǎng)護工作不及時進行會導(dǎo)致最終的養(yǎng)護效果不佳。因此，相關(guān)路政養(yǎng)護人員必須秉承認真負責(zé)的態(tài)度，對發(fā)現(xiàn)的路面問題及時采取干預(yù)措施，確保道路能夠正常使用。

4 結(jié)語

綜上所述，路面破損是我國道路建設(shè)中普遍存在的問題，設(shè)計、施工、養(yǎng)護等相關(guān)單位應(yīng)給予足夠的重視，以保證道路運營質(zhì)量。針對裂縫的主要原因，需要不斷改進施工工藝，每個施工環(huán)節(jié)，加強質(zhì)量管理，努力消除裂縫的可能性，控制各種影響因素，加強道路養(yǎng)護和管理工作，延長道路的使用壽命，以確保我國道路交通健康穩(wěn)定發(fā)展。