舊水泥砼路面加鋪瀝青面層的城市道路裂縫分析

(平頂山市市政維修管理隊 河南 平頂山 467000)

一、前言

近年來，全國各地城市不斷提質改造，老舊水泥砼路面改造成為城市道路提質的重要內容，但城市道路環境復雜，地下各類管線錯綜分布，如若拆除舊水泥砼路面，不但工程量大，而且牽扯方面廣，工期長影響市民出行便利度。直接在舊水泥砼路面上加鋪瀝青面層的改造方法被大多數城市采用，隨著時間的增加，此類道路也開始產生各類病害，其中裂縫類病害較為突出。因此，對舊水泥砼路面加鋪瀝青面層的城市道路裂縫進行分析十分必要。

二、裂縫的種類特征及成因

路面裂縫是道路損壞的前期特征之一，道路面層產生裂縫后，路面的水份會通過裂縫進入內部侵蝕道路。在對路面裂縫分析時，可將其按照外觀形式分為縱向裂縫、橫向裂縫、網狀裂縫、龜狀裂縫等。

(一)縱向裂縫。縱向裂縫是指裂縫走向同道路方向一致的裂縫，縫隙均勻往往位于整個或單側道路中間，其長度順著道路走向不斷延長。在舊水泥砼路面加鋪瀝青面層的道路中，裂縫出現位置一般為水泥砼板塊的縱縫處。裂縫的出現是因為舊水泥砼基礎板塊在車輛荷載的作用下發生輕微沉降，同時，由于晝夜溫差對水泥砼和瀝青層的熱脹冷縮效應不同，裂縫處瀝青層內部的拉力過大，而產生同舊水泥砼基層縫隙走向的縱向反射裂縫。

(二)橫向裂縫。橫向裂縫是指裂縫走向同道路方向垂直的裂縫，在舊水泥砼路面加鋪瀝青面層的道路中，可分為兩大類。一類為同縱向裂縫產生原因相似的縱向反射裂縫，裂縫規則、平直，且垂直于道路走向。裂縫寬度不均勻，車輛碾壓處較寬且有毛狀細縫分布周圍，是因為車輛荷載在對橫向反射裂縫產生二次破壞，造成裂縫縱向發展趨勢。另一類橫向裂縫長度較短，位于單個水泥砼板塊基礎內，多個裂縫同時出現，呈弧裝。此裂縫產生是因為瀝青面層加鋪時，未做好舊水泥砼表面的拉毛處理，在車輛荷載作用下，瀝青面層發生推擠效應，面層內部拉力過大而開裂。

(三)網狀裂縫。網狀裂縫是形狀呈網狀的裂縫，內部各塊連續、縫隙較小、分布較密，一般伴隨著輕微下沉。它是由橫向裂縫和縱向裂縫出現后，再次發展形成的較嚴重裂縫，在裂縫初期，路面水分通過縫隙進入瀝青面層內，形成侵蝕作用,一定時間后，裂縫線條逐漸增多，路面下沉，后期發展為網狀，最終形成網狀裂縫，形成一定時間后，容易造成面層跑飛，使路面快速成坑。網狀裂縫出現的原因較多，一方面是瀝青面層老化，造成局部開裂，后因未及時發現修補，加之水分侵蝕和過往車輛的反復碾壓，使縫隙不斷發展，形成網狀裂縫。另一方面是原路面整體強度不足，在車輛荷載的作用下，面層直接開裂，產生細微網狀的裂紋，隨著時間的增加縫隙不斷擴大，變成為網狀裂縫。深入分析，會發現路面材料不合格、配合比不當、拌和不勻等原因也會加大網狀裂縫的產生幾率。

(四)龜狀裂縫。龜狀裂縫外形與網狀裂縫相似，但仍存在明顯差別，一般龜狀裂縫開裂較大，各塊雖然單獨分開，但每塊結實牢固，如龜殼般不易碎裂，網狀裂縫開裂較小，各塊內仍存在細紋裂紋。龜狀裂縫的這種特性，容易造成裂縫范圍內在雨水的沖刷和車輛荷載作用下，不斷下沉，從而產生唧漿，最終導致車輛經過時坑洼跳車。

三、裂縫產生、擴張的影響分析

綜合以上幾種裂縫來看，在舊水泥砼路面加鋪瀝青面層的道路中，溫度、水分、車輛荷載是裂縫產生、擴展的三大重要外部影響因素，對它們進行深入探究，簡單分析作用機理。

(一)溫度。溫度對裂縫形成的影響主要表現在道路基層及面層的熱脹冷縮不均。在冬季的夜間外部氣溫降低，瀝青面層晝夜溫差大，但舊水泥砼路面埋于地下溫度變化相對小，加之瀝青與水泥砼的收縮系數不同，瀝青面層收縮變形大，水泥砼基礎收縮變形小，在瀝青面層和水泥砼基層接觸處產生位移，兩者發生細微的分離。在冬季低溫下，瀝青面層脆性增強，車輛荷載很容易將其破壞開裂，面層裂縫隨之產生。

溫度對裂縫擴張的影響與對裂縫產生的影響原理相似，但瀝青面層的收縮性及自身脆性在裂縫擴張時占因更多，影響更大。

(二)水分。水分對裂縫的影響主要在于侵蝕、凍融作用。水分通過瀝青面層的毛細孔進入到道路內部，水分中摻入的雜質(尤其是汽油)對瀝青不斷侵蝕，造成瀝青面層強度降低，車輛碾壓后碎裂，裂縫隨之產生。降雨或灑水后，水分還可通過路面已有裂縫進入到道路基層，沖蝕道路基礎，加速路面損壞。氣溫達到零度以下時，侵入路面的水分凝結成冰，發生膨脹，加劇瀝青層開裂，水分在氣溫升高時又融化，裂縫內填充的水分毫無強度，車輛經過時，瀝青層直接碎裂，反復循環下裂縫不斷擴張。

(三)車輛荷載。車輛荷載對裂縫的產生主要為外部荷載使瀝青內部變形，一定程度后，瀝青自身強度難以抵抗外部應力，發生破壞，產生裂縫。在舊水泥砼路面加鋪瀝青面層的道路中，由于水泥砼基礎為單獨的水泥板塊，車輛經過時，荷載會作用在單個或幾個水泥砼板塊上，加之車輛荷載的隨機性，直接導致水泥板塊變形不均勻，使瀝青面層產生反射裂縫，并不斷發展。當水泥砼板塊下存在積水時，車輛荷載也會使路面產生唧泥現象，綜合作用下，加劇了路面的開裂。

四、防治建議

針對舊水泥砼路面加鋪瀝青面層的城市道路裂縫防治，可考慮加強瀝青面層的強度，同時減輕不利因素對裂縫的影響。采用表面灌封、填縫等措施，僅起到阻擋水分侵入的作用，對裂縫的防治并不理想。在目前使用的工程材料中，玻璃纖維土工格柵有良好工程性能。它韌性好，與瀝青的結合性強，與瀝青混凝土一起使用可增大瀝青面層自身強度，在車輛荷載、冰凍膨脹作用發生時，大幅提供抗拉強度，降低溫度、水分、車輛荷載對道路的影響，對裂縫起到良好的防治作用。

五、總結

總之，在舊水泥砼路面加鋪瀝青面層的道路中，裂縫類病害會更加突出，一方面表現為反射裂縫多，且規則性強，主要為橫縫和縱縫，另一方面為裂縫產生后，發展速度快，縫隙大而深，有水分存在。究其原因，是多板塊狀水泥砼剛性基礎在溫度、水分、車輛荷載等外部條件影響下，更易使柔性瀝青面層開裂。建議拆除損壞的瀝青面層，重新鋪設璃纖維土工格柵加強瀝青混凝土路面。