公路路面施工中的裂縫防治措施

朱衛(wèi)國(guó)

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，道路交通已經(jīng)成為了重要基礎(chǔ)設(shè)施。公路的工程質(zhì)量備受關(guān)注，文章根據(jù)公路路面施工中的裂縫產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并且提出防治措施，望廣大同行給予指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：裂縫成因；級(jí)配；溫度；反射

公路路面質(zhì)量是公路工程中重要的組成部分，路面混凝土裂縫成為了常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，這些問(wèn)題直接影響到公路的維護(hù)成本，并且對(duì)道路交通和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成阻礙。所以公路路面的裂縫防治問(wèn)題必須給予重視，在施工過(guò)程中要針對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并且通過(guò)不同的技術(shù)控制方法來(lái)提高工程質(zhì)量，達(dá)到滿足交通建設(shè)的需求。

1 溫度問(wèn)題形成的裂縫

1.1 裂縫成因

瀝青路面的溫度是影響裂縫形成的主要因素，這種因素與裂縫的不同階段的溫度變化有著直接的關(guān)系。在溫度發(fā)生變化時(shí)，裂縫通過(guò)收縮力使瀝青本身產(chǎn)生抗拉力。這種裂縫被稱為溫縮裂縫。而裂縫的走向與交通方向相互垂直，并且分布相對(duì)均勻。而另一種與溫度有關(guān)的裂縫。是溫度與瀝青本身疲勞度有直接的關(guān)系，在溫度發(fā)生變化時(shí)，溫度的應(yīng)力會(huì)發(fā)生改變，在抗拉性的影響下發(fā)生溫差作用，形成溫差疲勞性裂縫。溫度原因形成的公路路面裂縫主要與瀝青材料性能、集料配合比、路面層的結(jié)構(gòu)有著直接的關(guān)系。另外施工環(huán)境和交通量也是影響施工因素的關(guān)鍵。

1.2 控制措施

在外界溫度下降的過(guò)程中，路面的材料顯示發(fā)生收縮，材料本身在收縮的作用下密度變大，使材質(zhì)逐漸變硬。如果受到拉力影響，就會(huì)和收縮力相互作用，要是它們之間的平衡被打破就會(huì)出現(xiàn)開裂。拉應(yīng)力大于溫度應(yīng)力就會(huì)形成縱向裂縫，而溫度應(yīng)力大于拉應(yīng)力時(shí)就會(huì)出現(xiàn)橫向裂縫。提高路面基層厚度是控制溫度裂縫的有效途徑。路面基層層面在溫差的作用下，能夠發(fā)生相對(duì)的作用，基層和路面面層之間的阻力矩會(huì)變化，很多力都集中在裂縫出現(xiàn)的一端，使裂縫位置的瀝青集料強(qiáng)度降低，所以裂縫出現(xiàn)后其周圍的瀝青集料相對(duì)松散。這種松散性會(huì)隨著面層的厚度發(fā)生改變。加大基層厚度能夠避免裂縫的產(chǎn)生，基層越厚所能夠承受的溫差作用就越小。同時(shí)基層在摩擦力的影響下能夠?qū)乜s力和拉應(yīng)力相互抵消，使裂縫尖端的集料密度加大。溫度裂縫在實(shí)際施工中十分常見(jiàn)，尤其在北方地區(qū)，早晚和季節(jié)性溫差較大，常見(jiàn)的溫差裂縫處理方法主要有灌油修補(bǔ)法、乳化瀝青稀漿封層和瀝青混合料罩面。

2 水損害與公路路面裂縫

2.1 裂縫成因

瀝青集料在理論上是不透水的，但是由于實(shí)際施工中，不能夠完全按照設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行攪拌，這使瀝青集料中容易出現(xiàn)毛細(xì)管道。其次，瀝青路面壓實(shí)度不均勻也是形成空隙里的關(guān)鍵。這些空隙一旦被水侵入就會(huì)使瀝青和集料之間的膠凝作用降低，同時(shí)在車輛行駛的作用下，產(chǎn)生坑洞和網(wǎng)裂。另外有的面層容易形成空鼓，這使雨水通過(guò)滲透集中在空鼓中，由于瀝青層的密封性，使空鼓中的水不能被排出，而到了冬季這些水在氣溫作用下就會(huì)結(jié)冰，并發(fā)生膨脹，直接造成塌陷，這種情況對(duì)路面的影響是致命的。

水損壞在瀝青集料中主要有兩種形式，分別為粘聚性破壞和粘附性破壞兩種。粘聚性破壞是瀝青被水浸泡，強(qiáng)度發(fā)生變化，粘度降低，使整體瀝青混合料的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。同時(shí)水浸泡時(shí)間越長(zhǎng)這種破壞就越明顯。粘附性破壞，是由于瀝青集料中除瀝青以外物質(zhì)具有高于瀝青的吸水性，使瀝青由集料上被剝離，形成離析。通過(guò)這兩種水損壞現(xiàn)象表面，水損壞的本質(zhì)在于降低瀝青集料的粘附力和粘結(jié)力。

2.2 控制措施

水損壞是不可避免的，要想延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命就要在瀝青路面設(shè)計(jì)方面入手。首先是加強(qiáng)瀝青集料的級(jí)配設(shè)計(jì)，在面層和下封層必須使用密集型瀝青配料。瀝青混合料在形成后必須保證雨水和地下水不能滲透到面層內(nèi)部，使瀝青混合料不接觸到水。其次是增強(qiáng)路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要設(shè)計(jì)合理的排水設(shè)施，保證路面在雨后不出現(xiàn)積水現(xiàn)象，降低水和瀝青混合集料的作用時(shí)間。需要注意的是加強(qiáng)排水措施只能起到緩解作用。所以還要注意瀝青混合料的耐水性。瀝青混合料的耐水性能夠有效緩解水損壞現(xiàn)象。有效的避免水損壞就要合理提高瀝青與集料的粘附性、級(jí)配優(yōu)選、合理控制空隙率、設(shè)置良好的路面內(nèi)部排水系統(tǒng)等措施。

3 反射裂縫和半剛性層

3.1 裂縫成因

很多經(jīng)過(guò)修補(bǔ)的地段容易反復(fù)出現(xiàn)裂縫，這種裂縫無(wú)論采取何種形式進(jìn)行覆蓋和處理，都會(huì)在同一位置繼續(xù)生產(chǎn)裂縫，將其稱之為“反射裂縫”。這種裂縫生成后會(huì)在雨水、氣溫等因素的作用下，使路面的整體強(qiáng)度被破壞，而且裂縫的形式會(huì)不斷發(fā)生變化，裂縫的破壞面會(huì)程輻射型擴(kuò)散。反射裂縫在產(chǎn)生的過(guò)程中主要受到疲勞、屈服與剪切屈服等力的作用，并在它們的聯(lián)合或單獨(dú)作用下產(chǎn)生裂縫生長(zhǎng)。發(fā)生反射裂縫的位置稱之為半剛性基層，主要是指水泥穩(wěn)定粒料基層，導(dǎo)致半剛性基層開裂的主要因素有：（1）晝夜溫差大，產(chǎn)生收縮裂縫；（2）暴露時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生溫度疲勞裂縫；（3）混合料拌和不均勻，產(chǎn)生不規(guī)則裂縫；（4）養(yǎng)生不當(dāng)，產(chǎn)生干縮裂縫；（5）施工工藝不當(dāng)，產(chǎn)生細(xì)微裂縫。

組成半剛性基層的材料為多種材料的融合體，其自身具備較強(qiáng)的熱漲性，并且容易在外界因素的影響下產(chǎn)生疲勞和干燥收縮。半剛性基層的結(jié)合料和穩(wěn)定材料在降溫過(guò)程中相互作用，使結(jié)合料產(chǎn)生體積收縮。干燥收縮是半剛性層集料其特點(diǎn)之一，干燥收縮中水分會(huì)在蒸發(fā)的作用下產(chǎn)生毛細(xì)管張力作用、吸附水分子間力作用、礦物晶體或凝膠體的層間水作用、炭化脫水作用而引起的整體的宏觀體積變化。這使半剛性基層中材料的抗拉強(qiáng)度明顯降低，再加上外界影響和車輛荷載作用。使半剛性層的基地產(chǎn)生拉力，最終形成裂縫，并逐漸朝著表面進(jìn)行發(fā)展。

3.2 控制措施

半剛性層的裂縫控制要從基層控制開始入手，在施工上緊抓原材料、配合比、施工工藝、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)在原材料控制上，要保證級(jí)配的均勻性，做為集料粒徑不得大于31mm。在水泥的用量上要盡量的降低，使集料能夠滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度。水泥在配合比設(shè)計(jì)中可以相對(duì)下調(diào)5%，但是不能超過(guò)5.5%，這是因?yàn)樗嗍侵饕哪z凝材料，如果用量過(guò)少會(huì)影響路面后期強(qiáng)度。

半剛性層的級(jí)配曲線應(yīng)為一條平順的圓滑曲線，同時(shí)級(jí)配曲線應(yīng)盡可能靠近級(jí)配區(qū)域的下限。拌和過(guò)程中，嚴(yán)格控制水泥用量和用水量，嚴(yán)禁隨意澆水、提漿，保證在最佳含水量的條件下碾壓成型。消除瀝青路面的反射裂縫還要從消除裂縫的形成根源入手，增強(qiáng)面層的抗拉強(qiáng)度，以及在面層及基層之間設(shè)置消力層等方面來(lái)考慮。常采用的方法有：使用土工織物，對(duì)舊混凝土路面采取碎石化處理，在面層下設(shè)應(yīng)力吸收層或過(guò)渡層等方法來(lái)降低裂縫發(fā)生頻率。

4 結(jié)束語(yǔ)

公路路面的質(zhì)量與交通安全及公路建設(shè)成本有著直接的關(guān)系，路面質(zhì)量直接影響著交通效率，所以在施工過(guò)程中必須加強(qiáng)施工管理，提高公路路面的承載能力，延長(zhǎng)公路的使用壽命。在施工過(guò)程中要積極創(chuàng)新施工，根據(jù)技術(shù)規(guī)范加強(qiáng)施工管理，加強(qiáng)做到施工工藝的合理性，通過(guò)管理創(chuàng)新來(lái)提高路基工程的施工質(zhì)量，保證公路交通的使用效率。

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