瀝青路面裂縫及預(yù)防措施分析

常毅

（寧夏華吉公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，寧夏銀川 750000）

0 引言

瀝青材料不僅可以發(fā)揮出美觀性優(yōu)勢，而且可以發(fā)揮出降噪作用，有利于保障行車舒適性，因此，被廣泛利用在公路工程中。但是，因?yàn)楹奢d和溫度等方面的影響，會(huì)引發(fā)瀝青路面裂縫問題，如果放任裂縫不處理，將會(huì)演變?yōu)樯顚恿芽p，不僅破壞路面結(jié)構(gòu)，會(huì)影響到行車舒適性，地表水還會(huì)因此進(jìn)入內(nèi)部結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重破壞路基結(jié)構(gòu)。同時(shí)，裂縫問題會(huì)影響路面的美觀性和完整性，降低整體結(jié)構(gòu)的荷載承受能力，最終嚴(yán)重破壞整個(gè)路面結(jié)構(gòu)。因此，需要深入分析瀝青路面裂縫問題，提出針對性的預(yù)防措施，保障道路工程的質(zhì)量。

1 概述瀝青路面裂縫類型和成因

1.1 荷載裂縫

發(fā)生荷載裂縫主要是因?yàn)檐囕v荷載連續(xù)性作用，從而降低基層拉應(yīng)力，如果車輛荷載超過基層拉應(yīng)力，在底部會(huì)引發(fā)開裂問題，再加上不斷增加車輛荷載作用，將會(huì)向上部反射底部裂縫，從而引發(fā)瀝青路面裂縫問題[1]。

因?yàn)檐囕v荷載的影響，車輛輪跡和瀝青路面的接觸面將會(huì)產(chǎn)生剪切應(yīng)力，最終演變?yōu)榭v向裂縫。由于車輛荷載產(chǎn)生的裂縫比較復(fù)雜，可以從路面向基層發(fā)展，也可以從基地向路面發(fā)展。

另外，產(chǎn)生荷載裂縫可能是瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，或因?yàn)槭┕べ|(zhì)量較差，如圖1 所示。

圖1 荷載裂縫示意圖

1.2 溫度裂縫

瀝青路面產(chǎn)生的橫向裂縫通常是屬于溫度裂縫，主要包括低溫開裂和溫度疲勞兩種情況。分析低溫開裂類型，通常是因?yàn)闀円箿夭畋容^大，突然降低溫度之后，雖然可以提升瀝青路面的強(qiáng)度，但是會(huì)降低瀝青路面的變形能力。降低溫度之后將會(huì)增加瀝青路面面層和底層的溫度差，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。如果溫度正常，將會(huì)逐漸松弛瀝青路面的應(yīng)力，如果降溫速度較快，無法及時(shí)松弛瀝青路面的應(yīng)力，再加上強(qiáng)度的影響，將會(huì)降低變形能力，從而產(chǎn)生裂縫問題[2]。

發(fā)生溫度疲勞開裂問題通常是正常溫度范圍內(nèi)，變化非常頻繁。通過循環(huán)變化高低溫，將會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，從而降低瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變能力和應(yīng)力松弛能力。從而，在正常溫度下產(chǎn)生裂縫，不斷延長使用時(shí)間之后，也會(huì)隨之增加裂縫（見圖2）。

圖2 溫度裂縫示意圖

1.3 反射裂縫

長時(shí)間發(fā)生溫度變化，將會(huì)漲縮下臥層，從而引發(fā)裂縫問題，同時(shí)會(huì)向豎向擴(kuò)展裂縫，不斷向路表延伸。面層疲勞抵抗性質(zhì)和下臥層板長度以及下臥層材料溫度特征等都會(huì)影響裂縫拓展速率，通常是在下臥層板塊較長的路面上出現(xiàn)這類問題。由于瀝青混凝土的導(dǎo)熱性比較差，不同層次的溫度改變具有較大的差異性，因?yàn)闅鉁氐确矫娴挠绊?，將?huì)在瀝青表面出現(xiàn)裂縫，同時(shí)逐漸向下延伸，這種裂縫具有上寬下窄的特點(diǎn)。如果瀝青路面屈服應(yīng)變值超過1%，通常不會(huì)產(chǎn)生反射裂縫。如果下臥層因?yàn)殚_裂而產(chǎn)生板塊，路面通過汽車之后，會(huì)在相鄰板塊的端部產(chǎn)生開裂問題。破壞相鄰板塊的嵌鎖作用后，會(huì)產(chǎn)生剪切疲勞破壞問題，最終演變?yōu)榱芽p[3]。

1.4 網(wǎng)狀裂縫

如果瀝青混凝土路基的厚度不符合工程標(biāo)準(zhǔn)，很容易引發(fā)網(wǎng)狀裂縫的問題。當(dāng)瀝青混凝土路基不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，再加上路面下底層沒有使用半剛性材料，承載力降低，并且壓實(shí)度不符合標(biāo)準(zhǔn)，將會(huì)引發(fā)網(wǎng)狀裂縫。在瀝青道路路基中存在素土夾層，雨水可能導(dǎo)致素土夾層潮濕，因此減弱道路路面承載力，不斷改變?yōu)r青路面拉伸，將會(huì)引發(fā)疲勞破壞問題，從而引發(fā)網(wǎng)狀裂縫。

2 瀝青路面裂縫防治的意義

2.1 保障路面結(jié)構(gòu)外形的美觀性

出現(xiàn)裂縫問題后會(huì)影響瀝青路面的美觀性，因此施工單位需要調(diào)查瀝青路面的實(shí)際情況，結(jié)合裂縫問題的成因落實(shí)修復(fù)措施。施工單位需要加強(qiáng)管理混合料的質(zhì)量，調(diào)節(jié)施工溫度，嚴(yán)格控制攤鋪和碾壓等工作質(zhì)量，預(yù)防產(chǎn)生裂縫問題，及時(shí)修復(fù)出現(xiàn)的裂縫。

2.2 有利于延長瀝青路面使用壽命

如果瀝青路面產(chǎn)生裂縫問題，將會(huì)影響整體工程質(zhì)量，縮短道路使用壽命。因此，需要提高施工標(biāo)準(zhǔn)的重視度，全面調(diào)查瀝青路面的基本情況，結(jié)合裂縫的類型和成因等采取合適的修復(fù)措施[4]。

2.3 有利于保障工程建設(shè)質(zhì)量

出現(xiàn)裂縫之后需要開展養(yǎng)護(hù)維修工作，會(huì)增加相應(yīng)的工程成本支出。因此，需要加強(qiáng)調(diào)查施工現(xiàn)場，制訂科學(xué)的瀝青路面維修方案，保障瀝青路面的美觀性，確保整體結(jié)構(gòu)的承載力，滿足道路使用需求。

3 瀝青路面裂縫預(yù)防措施

3.1 設(shè)計(jì)階段

出現(xiàn)瀝青路面裂縫問題主要是因?yàn)槁访嬖O(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性，施工單位沒有提前勘查施工現(xiàn)場，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不符合實(shí)際條件，從而引發(fā)路面裂縫問題。為了預(yù)防瀝青路面裂縫問題，在設(shè)計(jì)階段需要做好以下幾個(gè)方面：

其一，在施工前需要全面勘查施工現(xiàn)場，掌握當(dāng)?shù)貧夂驐l件和地質(zhì)條件等，保障設(shè)計(jì)方案符合實(shí)際工程條件。

其二，合理選擇路面基層材料，保障選擇的材料具有較高的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，降低路面開裂問題的發(fā)生率。為了提高路面的平整度，不能利用大粒徑粗集料，要保障選用的粗集料的干燥性和形狀規(guī)則性，同時(shí)要具備強(qiáng)度和耐磨性特征。最好是利用細(xì)集料，同時(shí)要合理減少水泥用量。

其三，選擇的瀝青材料直接關(guān)系到瀝青路面質(zhì)量，在設(shè)計(jì)過程中需要綜合分析材料穩(wěn)定性，規(guī)避裂縫問題。

其四，結(jié)合相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，控制瀝青面層的厚度在120～190mm 范圍內(nèi)，這樣可以規(guī)避反射裂縫的產(chǎn)生。根據(jù)規(guī)范要求檢測試驗(yàn)路段的基層，避免發(fā)生裂縫問題。合理設(shè)置瀝青路面的中間層，避免向其他結(jié)構(gòu)延伸基層裂縫，提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí)，鋪設(shè)玻纖格柵，有利于提高瀝青路面的抗裂性，避免向路面反射底層裂縫。在拌和瀝青材料的過程中，可以合理摻加其他材料，使瀝青路面的抗裂性進(jìn)一步提高。例如，合理摻加石棉纖維，有利于預(yù)防溫度裂縫，即使在高溫情況下，也可以保障瀝青路面的穩(wěn)定性。再如，摻入自愈合微膠囊，有利于瀝青路面自愈裂縫。此外，在實(shí)際工作中，需要持續(xù)性的改進(jìn)瀝青路面設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)格控制細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)工作，從而保障瀝青路面施工質(zhì)量[5]。

3.2 施工階段

在瀝青路面施工過程中，如果施工單位沒有嚴(yán)格監(jiān)督和檢查材料質(zhì)量，將會(huì)引發(fā)路面裂縫問題，因此在施工過程中需要嚴(yán)格遵守以下幾點(diǎn)：

其一，在施工過程中需要利用連續(xù)性施工模式，緊密聯(lián)系路面結(jié)構(gòu)各個(gè)面層，避免產(chǎn)生污染問題，形成完整的結(jié)構(gòu)。

其二，嚴(yán)格落實(shí)路面養(yǎng)護(hù)工作，例如，在養(yǎng)護(hù)半剛性基層時(shí)，需要提高內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)度，從而逐漸增大結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

其三，合理鋪設(shè)防裂層，將防裂層設(shè)置在面層和基層之間，有利于控制基層間的荷載力和溫度應(yīng)力，避免因?yàn)榉瓷淞芽p破壞路面。

其四，加強(qiáng)控制材料質(zhì)量和施工質(zhì)量。施工單位需要嚴(yán)格審核施工材料，保障選擇的材料符合施工要求。

其五，保障路面壓實(shí)效果。在現(xiàn)場碾壓過程中需要合理配置壓路機(jī)，完成路面攤鋪?zhàn)鳂I(yè)之后需要立即開展碾壓工作，優(yōu)化路面壓實(shí)效果。

其六，施工人員需要深入分析專業(yè)技術(shù)，施工單位也要定期組織針對性的培訓(xùn)活動(dòng)，方便施工人員在實(shí)際工作中靈活操作相關(guān)作業(yè)。

3.3 氣候方面預(yù)防

施工單位需要全面調(diào)查當(dāng)?shù)貧夂驐l件，結(jié)合調(diào)查結(jié)果鋪設(shè)瀝青路面。注意考量瀝青低溫收縮和高溫膨脹的特點(diǎn)，如果瀝青路面已經(jīng)老化，需要合理修復(fù)。不同季節(jié)的溫度具有較大的差異性，施工單位需要結(jié)合實(shí)際溫度選擇優(yōu)質(zhì)瀝青，這種瀝青要具備較大的低溫應(yīng)力和延度，同時(shí)要具備較低含量的含蠟量[6]。

3.4 車流量和車輛種類預(yù)防

如果兩個(gè)方向的車流量差距較大，會(huì)影響到路面受力的均勻性，完成路面施工之后需要提高維護(hù)力度，及時(shí)修復(fù)裂縫問題，同時(shí)全面清除路面積水，保障路面的承載力。大型車對于路面產(chǎn)生的壓力比較大，需要落實(shí)車輛限量管理和限高管理，如果車流量比較大，需要合理選擇養(yǎng)護(hù)措施。

3.5 積水排放

積水滲透問題會(huì)影響瀝青路面結(jié)構(gòu)的完整性，因此施工單位需要利用合理的積水排放措施：

一是下雨之后需要立即利用路邊排水設(shè)施完成路面排水工作。冬季下雪之后，要及時(shí)完成清掃工作，避免滲入路面積水。

二是及時(shí)清理道路兩側(cè)的植物，全面配置管道排水設(shè)施，為排水工作提供便利。養(yǎng)護(hù)部門需要及時(shí)排除路面積水，避免向下滲入雨水。

三是管理人員需要管理路面排水的排放口，在排水部位設(shè)置排水管，可以直接向下水管攔網(wǎng)下面引入排水管。注意安排專人管理排水管，避免發(fā)生漏水問題，保障排水管處于下水道管道下邊，順利完成排水工作。

3.6 裂縫養(yǎng)護(hù)方面

施工單位需要提高養(yǎng)護(hù)人員的素質(zhì)，保障養(yǎng)護(hù)工作效率，及時(shí)修復(fù)出現(xiàn)的裂縫，把握最佳修補(bǔ)時(shí)間。其次需要嚴(yán)格要求養(yǎng)護(hù)人員，培訓(xùn)專業(yè)知識，如果產(chǎn)生裂縫，需要根據(jù)修補(bǔ)步驟有序開展修補(bǔ)工作。此外，需要結(jié)合交通網(wǎng)的變化，合理安排養(yǎng)護(hù)人員，全面養(yǎng)護(hù)每個(gè)區(qū)域。結(jié)合交通量變化設(shè)置路面養(yǎng)護(hù)周期，積極選用先進(jìn)技術(shù)，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成操作工作。注意定期養(yǎng)護(hù)瀝青路面，定期清掃和灑水，優(yōu)化瀝青路面的使用狀態(tài)，同時(shí)需要根據(jù)季節(jié)變化合理調(diào)整路面養(yǎng)護(hù)周期[7]。

4 路面裂縫處治措施

4.1 利用裂縫貼貼縫

針對路面自然裂縫適合利用裂縫貼，在實(shí)際工作中，需要提前清掃裂縫部位，同時(shí)利用吹風(fēng)機(jī)去除浮塵，隨后在裂縫部位粘貼裂縫貼。如果裂縫寬度超過5mm，需要提前清掃裂縫部位，隨后灌入熱瀝青或者乳化瀝青，經(jīng)過填實(shí)封閉處理之后，可以繼續(xù)粘貼抗裂貼。當(dāng)?shù)販囟仍?1℃范圍內(nèi)，可以利用文火加熱處理抗裂貼，隨后再粘貼抗裂貼，有利于保障黏結(jié)強(qiáng)度。

4.2 灌縫法

工作人員需要利用開槽擴(kuò)縫，隨后操作灌封機(jī)向縫隙中注入灌封膠，有效修復(fù)路面裂縫。灌縫法的操作比較簡單，整體施工效率較大，并且符合環(huán)保要求，通常是應(yīng)用于寬度在15mm 范圍內(nèi)的裂縫處理中。

4.3 罩面處治

罩面處治工作指的是在原路面上鋪設(shè)新的瀝青面層，有利于預(yù)防路面裂縫。不僅可以修復(fù)破壞的瀝青路面，還可以延長工程使用壽命。因?yàn)闉r青罩面的厚度比較薄，施工單位需要嚴(yán)格控制不同施工環(huán)節(jié)的溫度。

5 結(jié)語

公路瀝青路面裂縫類型較多，而且形成原因也非常豐富，因此需要加大研究力度，采取針對性的預(yù)防措施，減少瀝青路面裂縫問題，保障瀝青路面的施工質(zhì)量和外觀結(jié)果的美觀性，提高后續(xù)通車的安全性和舒適性，同時(shí)可以減少后續(xù)工程養(yǎng)護(hù)和維修的費(fèi)用，延長道路使用壽命，保障整體工程的綜合效益。