淺析瀝青混凝土路面裂縫類病害的成因與防控措施

蘇琦

（蘇交科集團檢測認證有限公司）

引言

瀝青路面裂縫是公路常見且主要病害之一。原因主要是水文，地質，荷載，溫差，瀝青質量差，設計和施工不當，以及基層的影響。像國內(nèi)二，三級公路，一般采用半剛性基層和薄瀝青混凝土表面。半剛性基層具有很強的承載能力，但容易產(chǎn)生裂縫，并逐漸在瀝青表層形成反射裂縫。

1 瀝青路面裂縫的分類及成因

1.1 橫向裂縫分類

橫向裂縫可分為兩種類型：荷載型裂縫和非荷載型裂縫。

1.1.1 荷載型裂縫

荷載裂縫是由于路面設計不當和施工質量差，或者由于車輛嚴重過載引起的，導致瀝青表面層或半剛性基層中產(chǎn)生的拉應力超過其疲勞強度。

1.1.2 非負荷裂縫

非負荷裂縫是橫向裂縫的主要形式。有兩種情況：瀝青表面溫度裂縫和基層反射裂縫。

（1）表面溫度裂縫

溫度裂縫有兩種：①低溫收縮裂縫：瀝青材料在高溫條件下具有良好松弛性能，溫度升高引起的變形不會產(chǎn)生裂縫，但是當溫度過低時，瀝青材料逐漸硬化并開始收縮。此時，半剛性基層的底部將產(chǎn)生拉應力。當瀝青混合料的應力松弛不能跟上溫度應力時，混合物的剛度急劇增加。由于瀝青表面層被約束在路面中，一旦表面層中產(chǎn)生的收縮拉伸應力或拉伸應變超過瀝青混合物的拉伸強度，瀝青表面層就會破裂。②溫度疲勞裂紋：這種類型的裂紋主要發(fā)生在溫差大的區(qū)域。

（2）基層反射性裂縫

碾壓成型的半剛性基層，在溫度、濕度和行車荷載反復作用下，經(jīng)過幾個月或1～2年后將產(chǎn)生水平位移、出現(xiàn)橫向裂縫，并逐漸向上反射到瀝青層表面而產(chǎn)生裂縫。

1.2 縱向裂縫類型

縱向裂縫可分為兩種情況：①由于地下障礙物、軟土地基處理不當或路基壓實不均勻，路面不均勻沉降造成，例如在半填充和半切割的路基上發(fā)生；②當瀝青表面層展開時，兩個接頭處理不好，在驅動載荷的作用下，很容易形成縱向接縫。

2 總體預防措施

2.1 提高路基工作區(qū)的強度和穩(wěn)定性

路基是路面的基礎，必須嚴格控制路基填筑過程，否則會出現(xiàn)不均勻沉降，路面破裂。

2.1.1 瀝青混合料的抗裂要求比

瀝青針入度適當提高可以有效地阻止反射裂縫向面層擴散，對抗拉疲勞的研究表明，適當增加瀝青量的瀝青混合物抗永久變形性差時，瀝青混合物的稠度大大提高，穩(wěn)定性提高，拉伸疲勞壽命也增加。

2.1.2 重視瀝青路面的厚度

瀝青面層的厚度必須保持一致，如厚薄不等，就會因各種條件下所產(chǎn)生的應力不能均勻分布，從而產(chǎn)生裂紋或裂縫。

2.1.3 橫向施工縫施工工藝

在橫截面5個位置，使用3m長的尺子放置在縱向上。鋪砌部分末端的尺子懸掛在墻壁上。切口的位置由鋪砌層和標尺的分層決定。切割機器后，取下刀片。當鋪路繼續(xù)進行時，應清潔縫合鋸留下的砂漿，涂上少量粘性瀝青，攤鋪機熨平板從接縫處展開。在攤鋪機離開接頭后，碾壓機在軋制過程中橫向滾動。

2.1.4 縱向施工縫施工技術

縱向施工縫采用斜縫。當正常鋪設時，兩個攤鋪機采用接縫鋪設的形式。鋪砌的鋪砌部分的前部留下10～20cm寬，并且不作為后部高度基準面被壓碎。約5～10cm的鋪砌層重疊，最后以熱接縫的形式卷起接縫以消除接縫。如果兩個攤鋪機相隔很短的距離，它們也可以被壓碎一次。

2.1.5 半剛性基層反射裂縫處理

半剛性裂縫的處理對于瀝青混凝土路面裂縫尤為重要，如不處治不當，將造成瀝青混凝土路面反射裂縫。以往公路工程基層多為普通型水泥穩(wěn)定碎石，為減少裂縫和不規(guī)則裂縫的產(chǎn)生，大多數(shù)采用了基層施工完成后進行預切縫，并做熱瀝青灌縫和玻纖布處理。現(xiàn)在基本上都改為了抗裂型水泥穩(wěn)定碎石，這兩種基層的設計除了在級配上有一定區(qū)別外，主要體現(xiàn)在于對抗裂型水泥穩(wěn)定碎石對于小于0.075mm顆粒含量的控制更加嚴格。溫度收縮裂縫和收縮裂縫大大減少，但所有裂縫都是不可避免的。為了減少或延遲瀝青路面層上半剛性基層的反射裂縫，必須使用玻璃纖維來處理基層中的裂縫。

2.2 預防措施

2.2.1 橫向裂縫的預防

（1）根據(jù)“公路瀝青路面施工技術規(guī)范”的有關要求，結合當?shù)貧夂驐l件和道路等級選擇符合要求的瀝青類型，以減少或消除瀝青路面的溫度收縮裂縫。

（2）合理組織施工，攤鋪作業(yè)應盡可能連續(xù)，盡可能避免冷接縫。

（3）橋涵的回填應選用優(yōu)質砂礫等材料，并按要求填充全壓；在嚴重的沉降中，應首先進行軟土地基處理，合理組織施工，以減少回填位置。均勻安頓下來。

2.2.2 防止縱向裂縫

（1）舊路加寬或半填半挖。應首先清理路基，并根據(jù)填充物的厚度要求逐步升高和完全滾動。

（2）盡可能采用全寬鋪面進行表層施工。如果沒有全寬鋪設條件，則兩個攤鋪機可以盡可能地鋪設前后鋪設，以避免前寬混合物被冷卻，并確保攤鋪的后半部分，混合物是熱連接的。

2.2.3 預防網(wǎng)狀裂縫

（1）采用高低溫變形能力的優(yōu)質瀝青，根據(jù)要求控制瀝青混合料的攪拌質量。

（2）鋪設瀝青面層前，仔細檢查下承重層的施工質量，及時清除泥灰等碎屑，處理弱層，確保下承層的穩(wěn)定性。

3 瀝青路面裂縫處理

在瀝青路面產(chǎn)生裂縫后，應及時處理，防止水等有害物質的侵入，影響道路的使用壽命。通常對裂縫處理所用的原材料為乳化瀝青或密封膠兩種。

4 施工工藝

4.1 開槽

通常，對于裂縫寬度小于1.5cm的裂縫，根據(jù)所需的尺寸將溝槽沿裂縫方向開槽。在開槽過程中，凹槽的邊緣必須是直的和整齊的。對于裂縫寬度小于1cm的裂縫，可不做開槽處理。

4.2 清理槽縫

壓縮氣體和鼓風機用于清潔接縫中的松散顆粒和碎屑。如果壓縮氣體不能除去接頭中的碎屑，則必須通過鐵鉤等工具清除碎屑。

4.3 預熱

外部液化氣罐與噴火裝置連接，在灌裝前加熱槽，溫度達到80～100℃，有利于接縫膠與瀝青混凝土的粘接。

4.4 填充

當密封橡膠加熱溫度達到188℃時，加熱爐板自動停止加熱并進入保溫狀態(tài)。此時，具有設置在灌裝機上的壓平裝置的壓力噴嘴均勻地將密封膠填充到罐中。填充接頭填充兩次，第一次填充到溝槽深度4/5，第二次填充完成。

4.5 傳播保護

在新填充的密封膠表面撒上石粉或細砂。膠水冷卻到常溫后，可以打開流量。一般冷卻時間為15min。裂縫處理完成后，應設立專人進行連續(xù)觀察。如果發(fā)現(xiàn)關節(jié)填料被車輪壓碎，則應重新填充以進行再加工。

5 結語

瀝青路面裂縫已成為瀝青路面的主要危害之一。我認為各級公路管理部門都應該給予足夠的重視。根據(jù)其原因，從道路設計，原材料進入施工到施工線，采取一系列預防和改善措施，以減少裂縫或根本沒有裂縫，或盡量減少不可避免的裂縫活動。同時，要建立健全的質量保證體系，從管理部門，設計部門到施工單位，加大重視力度、逐步落實到位，力求從本上減少瀝青裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。