半剛性基層瀝青路面裂縫調(diào)查和研究

袁國柱，郭 陽，宋民崇

（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津市300074）

半剛性基層瀝青路面裂縫調(diào)查和研究

袁國柱，郭 陽，宋民崇

（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津市300074）

半剛性基層瀝青路面是我國高等級公路和城市路面的主要結(jié)構(gòu)形式，具有較好的板體性和較高的強(qiáng)度、能夠有效提高瀝青路面結(jié)構(gòu)的承載能力、工程造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但半剛性材料也具有難以克服的干縮和溫縮特性，會導(dǎo)致半剛性基層開裂，進(jìn)而向上發(fā)展，瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫?，F(xiàn)通過對單純的半剛性基層瀝青路面、增加應(yīng)力吸收層和柔性基層ATB的復(fù)合半剛性基層瀝青路面的裂縫情況進(jìn)行調(diào)查和分析，提出工程可行的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工建議。

半剛性基層瀝青路面；裂縫；應(yīng)力吸收層；柔性基層

1　路面裂縫問題的提出

半剛性基層瀝青路面雖然經(jīng)過了近50 a的發(fā)展和研究完善，裂縫問題仍然是一個(gè)很棘手的問題，沒有確切的放之四海而皆準(zhǔn)的工程措施，來防止和減少裂縫的發(fā)生和發(fā)展。過去人們沒有從整體出發(fā)去研究半剛性基層瀝青路面抗裂的問題并采取相應(yīng)的措施，從而造成我國許多高速公路和城市道路在使用年限內(nèi)產(chǎn)生開裂破壞。為總結(jié)長治市近幾年新修道路路面的使用效果，掌握半剛性基層瀝青路面裂縫開裂破壞特點(diǎn)，課題組于2015年5月～10月對近幾年通車的長治市郊區(qū)6條連接線和城區(qū)3條主干路路面進(jìn)行了調(diào)查和分析，以期總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不足之處，更好地進(jìn)行道路設(shè)計(jì)和技術(shù)服務(wù)工作。

2　調(diào)查項(xiàng)目介紹

郊區(qū)路網(wǎng)“1+6”城際連接線：即以長治市區(qū)為中心，以半小時(shí)通達(dá)為半徑，將潞城、壺關(guān)、長治縣、長子、屯留和襄垣劃入緊密聯(lián)系圈，打造交通一體化體系。擬定2011～2015年外部路網(wǎng)重點(diǎn)建設(shè)長治郊區(qū)6條城際連接線工程，以準(zhǔn)城市快速路的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)（見圖1）。

城區(qū)主干道路：按照“舊城改造與新區(qū)建設(shè)并舉，舊城改造先行”的工作要求，擬定2013～2015年主城區(qū)重點(diǎn)建設(shè)長治市西二環(huán)、太行街和英雄路等城市主干道路改造（見圖2）。

圖1　郊區(qū)路網(wǎng)“1+6”城際連接線位置示意圖

3　路面裂縫調(diào)查和分析

3.1長治至屯留城際連接線工程

該工程位于長治市主城區(qū)西北，道路實(shí)際修筑長度約16.775 km，規(guī)劃紅線寬度50 m，雙向6車道。工程于2011年6月開工，2013年9月通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面。

裂縫調(diào)查：A段為舊路段，路面裂縫較多，平均間隔15 m一道橫向貫通性裂縫；B段為屯留高速公路連接線擴(kuò)建段，拼寬后整體罩面，路面裂縫稍多，平均間隔35 m一道橫向貫通性裂縫，新舊路之間有少量的縱向裂縫；C段為新建路段，路面裂縫較少，平均間隔100 m一道橫向裂縫，未見貫通性裂縫；D段為原百米大道擴(kuò)建段，對該段橫斷面板塊進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整側(cè)分帶寬度后需對車行道結(jié)構(gòu)進(jìn)行拼寬，然后對主線車道及輔道進(jìn)行整體罩面。路面裂縫稍多，平均間隔35 m一道橫向貫通性裂縫。

裂縫分析：A段為舊的半剛性基層瀝青路面，因施工未罩面處理，故路面橫縱向裂縫較多；B段為屯留高速公路連接線擴(kuò)建段拼寬后整體罩面，拼接的位置易出現(xiàn)不均勻沉降形成縱向裂縫，舊路面本來就存在橫向貫通性裂縫，罩面之后基層的反射裂縫還會在面層出現(xiàn)并形成橫向裂縫；C段為新建路段，從現(xiàn)場使用情況來看，施工時(shí)質(zhì)量控制較好，路基壓實(shí)度滿足要求，基層養(yǎng)護(hù)較好，與面層的層間結(jié)合比較規(guī)范，因此路面橫向裂縫較少，未見貫通性裂縫；D段為對板塊進(jìn)行調(diào)整之后整體罩面，與B段情況較為相似，故裂縫情況也基本一致。

3.2長治至潞城城際連接線工程

該工程南起長治市北外環(huán)，道路路線全長約12 km，規(guī)劃紅線寬度60 m，全部為新建工程，雙向8車道。工程于2011年6月開工，2013年5月通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面。

裂縫調(diào)查：從調(diào)查情況來看，路面裂縫較多，平均間隔25 m一道橫向貫通性裂縫。

裂縫分析：該工程為新建工程，施工工期較短，路基壓實(shí)不足易造成后期沉降，特別是基層施工過程養(yǎng)護(hù)措施不足，面層施工控制一般，故造成全線橫向貫通性裂縫較多，影響行車舒適性和路面耐久性。

3.3長治至長子城際連接線工程

該工程路線全長16.13 km，為舊路改擴(kuò)建工程，雙向6車道，紅線寬度50 m。2012年10月通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面。

裂縫調(diào)查：長治至長子城際連接線工程為舊路改擴(kuò)建工程，紅線寬度50 m，從調(diào)查情況來看，路面裂縫稍多，平均間隔35 m一道橫向裂縫，路面除了裂縫還有較多的龜裂破損。

裂縫分析：該工程為改擴(kuò)建工程，路基基礎(chǔ)較好，施工質(zhì)量尚可，故貫通性裂縫較少，同時(shí)由于道路沿線重車交通較多，路面龜裂坑槽破壞較多。

3.4長治至長治縣城城際連接線工程

該工程起點(diǎn)位于長治市以南與南外環(huán)路相交處，終點(diǎn)位于長治縣縣城以北與規(guī)劃學(xué)府街相交處。路線全長5.483 km，為舊路改擴(kuò)建工程，雙向8車道，紅線寬度50 m。2013年10月通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面。

裂縫調(diào)查：該工程為舊路改擴(kuò)建工程，從調(diào)查情況來看，路面裂縫較少，平均間隔60 m一道橫向裂縫，使用效果較好。

裂縫分析：該工程為改擴(kuò)建工程，路基基礎(chǔ)較好，施工質(zhì)量較好，故路面貫通性裂縫較少，現(xiàn)狀交通以小客車為主，路面使用良好。

3.5長治至壺關(guān)城際連接線工程

該工程項(xiàng)目起點(diǎn)位于壺關(guān)縣西城路與長壺一級公路交叉口，終點(diǎn)接長安高速公路長治東連接線。路線全長4.078 km，為舊路改擴(kuò)建工程，雙向6車道，紅線寬度50 m。2013年7月通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面。

裂縫調(diào)查：該工程為舊路改擴(kuò)建工程，從調(diào)查情況來看，路面裂縫較多，平均間隔40 m一道橫向裂縫，使用效果尚可。

裂縫分析：該工程為改擴(kuò)建工程，路基基礎(chǔ)較好，路面施工質(zhì)量一般，故路面裂縫較多，現(xiàn)狀交通以小客車為主，路面使用尚可。

3.6長安高速連接線工程

該工程東起長安高速逢善收費(fèi)廣場，西至市區(qū)東外環(huán)路，全長11.62 km，規(guī)劃道路控制紅線寬50 m,斷面形式為四塊板，雙向6車道。2013年4月開工，2015年6月30日建成通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，基層和面層之間為1 cm應(yīng)力吸收層。

裂縫調(diào)查：該工程分段建成和通車，路面僅有少量輕微裂縫，平均間隔200 m一道橫向裂縫，使用效果較好。

裂縫分析：半剛性基層和瀝青面層之間增加了1 cm應(yīng)力吸收層，能夠明顯改善反射裂縫對瀝青面層的影響，延長了道路的使用年限。

3.7長治市西二環(huán)道路建設(shè)工程

該工程位于長治市主城區(qū)西部，道路全長約4.99 km，規(guī)劃紅線寬度50～60 m，雙向6車道，該項(xiàng)目為舊路拆除拓寬新建工程。2014年12月通車，路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，基層和面層之間為8 cm柔性基層（ATB-25）。

裂縫調(diào)查：該工程為舊路拆拆除拓寬新建工程，從調(diào)查情況來看，雖然現(xiàn)狀客、貨運(yùn)交通量都很大，但全線路面基本無裂縫，路面使用良好。

裂縫分析：該工程路面結(jié)構(gòu)采用了8 cm密級配瀝青碎石（ATB-25）的柔性基層，各層施工質(zhì)量也較好，故全線路面基本無反射裂縫，路面使用良好。

3.8長治市英雄路道路改造工程

該工程位于長治市城區(qū)中部，道路全長約8.7km，紅線寬度40～50 m，雙向6車道。工程于2014年7月開工，北外環(huán)至解放路段于2014年12月通車。路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，基層和面層之間為8 cm柔性基層（ATB-25）。

裂縫調(diào)查：該工程為舊路拆拆除新建工程，從調(diào)查情況來看，現(xiàn)狀以客運(yùn)交通量為主，全線路面基本無裂縫，路面使用良好。

裂縫分析：該工程路面結(jié)構(gòu)采用了8 cm密級配瀝青碎石（ATB-25）的柔性基層，各層施工質(zhì)量也較好，故全線路面基本無反射裂縫，路面使用良好。

3.9長治市太行街道路改造工程

該工程全長9.5 km，西起濱湖大道，東至沿山路，雙向8車道，紅線寬度60 m，該項(xiàng)目為舊路拆除新建。工程于2014年3月開工，2014年9月全線通車。路面結(jié)構(gòu)為半剛性基層瀝青路面，基層和面層之間為8 cm柔性基層（ATB-25）。

裂縫調(diào)查：該工程為舊路拆拆除新建工程，從調(diào)查情況來看，現(xiàn)狀以客運(yùn)交通量為主，全線路面基本無裂縫，路面使用良好。

裂縫分析：該工程路面結(jié)構(gòu)采用了8cm密級配瀝青碎石（ATB-25）的柔性基層，各層施工質(zhì)量也較好，故全線路面基本無反射裂縫，路面使用良好。

4　半剛性基層瀝青路面裂縫調(diào)查結(jié)論

通過對上述道路路面裂縫的調(diào)查和分析，可以初步得出以下結(jié)論：

（1）半剛性基層瀝青路面的裂縫普遍存在，根據(jù)路基壓實(shí)質(zhì)量控制和基層養(yǎng)護(hù)條件不同，裂縫的平均間距從15 m～100 m不等，說明通過加強(qiáng)施工質(zhì)量控制和半剛性基層養(yǎng)護(hù)，是可以有效地減少半剛性基層路面橫向裂縫的產(chǎn)生。但由于半剛性基層溫縮和干縮特性的存在，單純通過施工質(zhì)量控制難以從根本上避免半剛性基層反射裂縫的產(chǎn)生。

（2）半剛性基層和瀝青面層之間增加1 cm應(yīng)力吸收層，調(diào)查發(fā)現(xiàn)路面僅有少量輕微裂縫，裂縫的平均間隔200 m一道裂縫，路面使用效果較好。可見增加的1 cm應(yīng)力吸收層，明顯改善基層反射裂縫對瀝青面層開裂的影響，能夠減少路面裂縫特別是貫通性裂縫的產(chǎn)生，延長道路的使用年限。

（3）半剛性基層和瀝青面層之間增加8 cm柔性基層（ATB-25），再加上通過施工質(zhì)量控制和半剛性基層養(yǎng)護(hù)的施工措施，調(diào)查發(fā)現(xiàn)基本上見不到路面裂縫，因此可以基本實(shí)現(xiàn)避免半剛性基層反射裂縫的產(chǎn)生。

5　半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)和施工建議

在交通科技日益發(fā)達(dá)的今天，雖然人們對柔性基層的呼聲日益高漲，但迫于造價(jià)高昂等種種原因，柔性基層仍然徘徊在設(shè)計(jì)施工人員考慮的邊緣，在未來較長時(shí)間內(nèi)，經(jīng)濟(jì)適用的半剛性基層瀝青路面會被繼續(xù)廣泛的使用。應(yīng)用半剛性基層，路面反射裂縫的問題就難以避免，需要采取各種行之有效的技術(shù)措施來減緩和解決半剛性基層瀝青路面的開裂問題。裂縫是半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)破壞的重要形式，路面病害往往是從路面裂縫開始，雨水通過裂縫進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，加上車輛荷載的反復(fù)作用，路面不斷出現(xiàn)各種病害，大大縮短了路面的使用壽命。根據(jù)對長治郊區(qū)路網(wǎng)“1+6”城際連接線和城區(qū)主干路路面裂縫的調(diào)查和分析結(jié)論，結(jié)合道路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的工程實(shí)踐，對半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)和施工提出以下建議：

（1）對路基壓實(shí)度特別是半剛性基層養(yǎng)護(hù)問題高度重視，路基壓實(shí)度能夠直接影響路面的設(shè)計(jì)彎沉和路面的整體穩(wěn)定，半剛性基層養(yǎng)護(hù)的施工質(zhì)量則直接影響將來反射裂縫的出現(xiàn)頻率和嚴(yán)重程度。

（2）瀝青面層建議采用性能較好的改性瀝青（例如SBS），改性瀝青能夠延路面緩裂縫的開裂，充分發(fā)揮瀝青面層的整體性作用，達(dá)到行車舒適和保證路面使用年限的目的。

（3）根據(jù)交通荷載和路面使用要求的不同，可以選擇半剛性基層和瀝青面層之間增加1～2 cm應(yīng)力吸收層或者增加6～8 cm柔性基層（ATB），可以明顯地減少半剛性基層反射裂縫的產(chǎn)生，延長路面使用壽命和提高道路服務(wù)水平，相比增加的少量工程材料費(fèi)用，獲得的經(jīng)濟(jì)收益和社會效益更大。

U416.217

A

1009-7716（2016）04-0157-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.04.049

2015-12-09

袁國柱（1982-）,男，河北漯河人，高級工程師，從事道橋工程設(shè)計(jì)和研究工作。