路面基層裂縫原因分析及處理

摘要：通過對水穩類半剛性基層裂縫形成原因的分析，從原材料、施工工藝、養生等方面提出防止基層裂縫產生的具體措施以及對基層裂縫的有針對性的處治方法，能有效地阻止基層裂縫向瀝青混凝土面層的反射，增加路面的使用壽命。

關鍵詞：基層 裂縫 原因

0 引言

近些年，我國大部分高等級公路尤其是重交通道路柔性路面施工均采用水泥穩定級配碎石（或級配砂礫）的基層結構。而基層裂縫的存在往往會減弱基層的耐久性，破壞路面使用性能，如不及時采取防治，公路的使用壽命和后期維護都會受到影響，這樣便無法達到預期的效益目標。本文結合錫盟進京通道上十號段公路路面的施工建設，提出運用土工合成材料整治半剛性路面反射裂縫的施工技術，以供同行借鑒。

1 裂縫情況

錫盟進京通道上十號段路面完成水泥穩定碎石基層建設后，基層結構隨之出現了橫、縱向裂縫，而且時斷時續，無規律可循。裂縫長約3～5m，寬約0.3～1.0mm。縱向裂縫多發生于基層中央，其中2條約百米長的為貫通裂縫；部分橫向裂縫為貫通裂縫。鉆心取樣后發現，2條長約百米的縱向貫通裂縫和部分橫向貫通裂縫已開裂至基層底部。如果基層材料的干縮應變、溫縮應變產生的拉應力大于基層的抗彎拉強度，就可能使基層結構尤其是結構強度薄弱地帶出現裂縫，而且多在基層完工15～20天后發生，開裂方向主要由結構兩側或邊緣地帶向中央延伸。經過一段時間的日曬、風吹、雨淋，開裂情況越發嚴重，甚至上下貫通，裂縫也逐漸增多，且多為橫向裂縫。

2 裂縫原因分析

2.1 中央處混合料級配差，粗細骨料離析 在實際施工中，往往采用粒料攤鋪機進行瀝青路面基層的作業。在作業時，機器通過左右兩個螺旋布料器實施布料操作。這就容易產生以下問題，即粗細料沒能很好地結合在一起，其中粗料大多被攤鋪到布料器的兩側（見圖1），造成中央部位級配水平降低。如果投入使用后，在長期的拉應力的作用下，路面的基層中央最容易開裂，出現縱向的裂縫。

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2.2 干縮變形引起裂縫 路面基層內的水分含量出現變化，容易造成基層的兩種變形形態，即濕脹變形和干縮變形。其中，濕脹變形在變形的量上不明顯，不會對基層造成破壞。但是干縮變形就會造成嚴重后果。它往往發生在基層表面，且變形量較大，原因則在于基層混合料內部水分的蒸發，使得體積出現收縮，發生干縮變形，當這種變形發展到一定程度時，便會出現裂縫。干縮變形引起裂縫的主要因素有：①原材料及顆粒級配問題。通過對基層進行取樣，發現粗細顆粒分布不均且呈紅色，這意味著原材料的級配沒有達到要求，同時含泥量也超出規定要求。這不僅造成了基層的抗拉強度降低，而且容易出現因基層失水帶來的干縮變形與裂縫。②拌和用水問題。在基層施工時，工人需要拌制基層混合料，以此來彌補在之前階段出現的水分的散失。在這個過程中，如果工人拌合用水過多，就會使基層在高溫水分蒸發時因為失水較多而出現干縮裂縫。③養護問題。造成路面基層裂縫的另一個重要原因是養護工作出現問題。該路段養護期正值夏季，氣溫高、蒸發量大。在這種環境下，較早地停止了灑水并且撤掉草席，使得基層直接暴露在高溫暴曬下，引起了干縮裂縫的出現。

2.3 溫度變化引起裂縫 在路面基層施工中，很可能會出現因各種原因造成的某一部分施工質量的偏差，如基層中央部位的材料級配問題等。在溫度變化較大的情況下，這些部位較低的抗拉能力便會無法承受由熱脹冷縮所帶來的拉應力而產生開裂現象。

3 基層裂縫的危害

如果路面基層出現縱向裂縫或者較寬的橫向裂縫，基層整體性就會遭到嚴重破壞，造成基層質量的降低。若是直接鋪筑瀝青混泥土，則會造成反射裂縫，破壞瀝青路面。主要機理為：

3.1 帶有裂縫的基層作為基層的整體強度降低，而且在外力荷載作用下瀝青混凝土處于復雜的三維應力狀態。車輛通過不連接的板體時，瀝青砼面層由于裂縫兩側相鄰板塊產生豎向位移差，而出現較大的剪切應力，造成瀝青砼面層荷載型反射裂縫。

3.2 由于路面暴露在大氣中，受氣溫周期性變化的影響，瀝青面層和水泥穩定碎石基層都會膨脹，產生溫度應力。由于裂縫的存在，使得路面基層的應力不能連續，基層的溫度應力便施加到瀝青面層上。因為裂縫對應處的拉應力過大，瀝青層便會出現開裂，形成溫度型反射裂縫。

3.3 瀝青路面面層滲入的水不斷通過基層擴散，逐漸使裂縫周圍基層軟化，在荷載作用下，面層極有可能發生彎拉開裂。

4 裂縫處理措施

為了防止基層裂縫向瀝青層擴散，在對反射裂縫成因進行分析的基礎上，我們采用路威T010/140型土工布對基層裂縫覆蓋處理的方法，對裂縫進行處理。

4.1 清掃路面基層 對路面裂縫處進行清掃，用水沖洗后讓其自然晾干。

4.2 裂縫處理 對于寬度超過2mm的裂縫，應該用瀝青或瀝青砂對縫隙進行填塞。如果裂縫寬度較小，則可直接在裂縫上鋪土工布。

4.3 噴灑粘結油 本工程選用了與瀝青混合料相同種類和型號的熱瀝青作為粘結油，灑布寬度為裂縫兩側各0.7m。另外，瀝青用量控制很重要，路威T010/140型土工布浸透瀝青的飽和含量為0.9kg/m2，本工程基層粘結油用量為1.05kg/m2。灑布熱瀝青粘結油應注意保證均勻。

4.4 鋪放土工布 根據裂縫寬度和土工布（出廠寬度3.8m）情況，本工程采用1.26m寬的土工布，并以人工方式鋪放。注意要保持土工布燒毛的一面向上，并勻速鋪放。若出現大于2cm的折皺，用剪刀裁開，涂刷熱瀝青后平鋪。土工布搭接長度要大于等于10cm，搭接重疊處涂刷熱瀝青粘接（見圖2）。

4.5 噴灑乳化瀝青下封層 接下來，與未鋪設土工布的基層同時噴灑乳化瀝青下封層、攤鋪瀝青混凝土面層。如圖3。

4.6 攤鋪瀝青面層時的注意事項 要盡量避免運料車對土工布的碾壓。如果實在無法避免，則需要低速勻速行駛，并且注意不要調頭或者緊急剎車。為了防止出現土工布粘輪，應在車輛經過的土工布上撒些瀝青混合料。

5 結束語

經過處理后，該高速公路在一年多的時間里沒有發現反射裂縫出現，確保了路面的美觀，獲得了較好的社會反響。可見，土工布處理基層裂縫效果很好。根據本工程實例，為防止今后基層出現裂縫，施工時應注意：

①基層攤鋪應分兩幅，采用兩臺攤鋪機一前一后相隔5m～10m同時攤鋪，并一起碾壓成型。②采用兩層草席覆蓋灑水養生，但必須保證在整個養生期間草席始終保持潮濕。③養生期不得少于7天，養生結束，應立即施工下封層及瀝青面層，否則，必須繼續養生。④保證原材料級配良好，不能擅自調整配合比中用水量。

參考文獻：

[1]JTJ034-93.《公路路面基層施工技術規范》[S].

[2]GBJ97.《水泥混凝土路面施工及驗收規范》[S].

[3]GB50092.《瀝青路面施工及驗收規范》[S].