半剛性瀝青路面裂縫成因分析及防治措施

李慧姣

太原市政建設集團有限公司，山西 太原 030000

半剛瀝青路面具有性價比高、機械操作方便、工程造價低、材料剛性和強度高、水穩性好、板體質量好等優點，這些優點使我國在道路工程中使用半剛性材料作為瀝青路面基礎結構的工程越來越多。當前，半剛性瀝青的使用非常廣泛，并在不斷發展中技術逐漸成熟，也是未來道路工程基層的主要材料。然而在運行過程中，半剛性瀝青路面仍然存在一定的結構缺陷，裂縫越來越多，也越來越大，在養護工作中不能徹底消除這些裂縫，造成了較大的安全隱患，因此需要結合半剛性瀝青路面裂縫產生的原因進行分析，找到有效的解決方案。

1 半剛性瀝青路面裂縫成因

1.1 車輛長期荷載作用

城市汽車數量的持續增加，不僅增加了市政道路交通的壓力，而且因為大量客車與貨運車輛在行駛過程中存在嚴重超載的現象，在一定程度上增加了瀝青路面裂縫問題的發生概率。如果車輛實際荷載量超出瀝青路面設計強度或載重，那么路面會出現嚴重損壞的問題。瀝青路面在車輛最大載荷的作用下，路面結構層底層的拉應力就會隨之處于最大值，一旦車輛行駛過程中產生的玩壓力大于瀝青路面結構底層的最大彎拉應力值，那么瀝青路面的底層結構就會出現裂縫的問題，影響車輛行駛的安全性與舒適性。這就說明，瀝青路面底層在車輛荷載反復作用力的影響下，半剛性瀝青裂縫會逐漸擴大至路面上層結構，最終導致瀝青路面上層結構出現裂縫的問題。

1.2 溫度變化造成的溫度裂縫

瀝青路面各個結構層筑施工完成后，溫度在瀝青面層傳遞需要經過一定的時間，因此很多瀝青路面的表面層、中面層以及下面層等各個層面出現溫度差異，并由此形成了溫度梯度。溫度梯度現象的出現則是瀝青路面各個結構層出現溫度應力的主要原因，一旦各個結構層面的溫度應力超出瀝青路面各結構層的應力設計極限，那么瀝青路面就會出現裂縫問題。

目前，常見的瀝青路面溫度裂縫可以分為以下兩種：（1）低溫收縮裂縫。混凝土作為一種黏彈性材料，其在高溫條件上具有較強的柔韌性，正是因為瀝青混凝土結構在高溫條件下具有較高的抗變形能力，所以瀝青混凝土結構在高溫環境下不會出現溫差應力問題。但是如果施工現場環境溫度過低，那么瀝青混凝土在后期硬化過程中會出現材料收縮問題，導致瀝青混凝土結構產生收縮應力，而且一旦這一收縮應力超出瀝青材料設計抗壓強度，就會導致瀝青面層出現裂縫問題。（2）溫度疲勞裂縫。瀝青混凝土鋪筑施工完成后，一旦施工現場出現溫度急劇下降或升高的情況，那么瀝青面層就會在反復收縮、膨脹的過程中出現溫度疲勞，導致瀝青混凝土極限拉應力與彈性能力下降，加劇瀝青混凝土的老化。

1.3 反射裂縫

為了達到促進混凝土穩定性、抗拉強度、抗疲勞等性能有效提升的目的，施工企業在施工過程中大多采取在瀝青混凝土面層中添加半剛性材料的方式，利用半剛性材料與瀝青混凝土凝結在一起形成的板體，達到改善和優化路基抗彎強度的目的。但是由于半剛性材料屬于一種水硬性材料，很多瀝青路面鋪筑完成后，內部尚未完全穩定時，瀝青內部結構就發生了化學反應。隨著時間的不斷延長，瀝青混凝土材料的強度和穩定性也隨之不斷提高，再加上半剛性材料對周邊環境溫度、濕度變化的敏感性較強，如果瀝青混凝土路面施工過程中出現了明顯的溫度變化，就會導致瀝青面層出現收縮或溫度裂縫等質量問題。此外，添加了半剛性材料的瀝青混凝土出現裂縫后，瀝青混凝土路面裂縫處形成的受力薄弱點，在受到車輛荷載應力與溫度應力的雙重作用下，不僅會導致瀝青混凝土路面底部出現裂縫問題，而且隨著底部裂縫的不斷發展，還會導致瀝青混凝土路面出現嚴重的裂縫問題，影響車輛的安全行駛。

2 半剛性瀝青路面開裂防治措施

2.1 明確瀝青路面開裂處置方法

半剛性瀝青路面在出現裂縫的時候，主要有疲勞裂縫、低溫收縮裂縫和結構裂縫，如果只是瀝青面層出現裂縫，基層沒有出現裂縫，在治理的時候通過灌縫的方式，可以進行治理。如果該道路對平整度要求較低的，那么在高溫時段可以選擇用噴灑瀝青并撒料的方法進行修復，在低溫時段可選用乳化瀝青稀漿封層對裂縫進行處理。如果該道路對平整度要求較高，通常可采用沿著裂縫涂刷少量低稠度瀝青的方法對裂縫進行處理。而針對結構性裂縫面層都出現裂縫的情況，灌縫的方式就不能取得很好的效果，需要通過開槽挖除的方法進行裂縫行處理。如果半剛性瀝青路面出現反射裂縫，在剛出現的時候就可以利用灌縫方式進行處理，但是一旦這種裂縫發展的時間比較長，裂縫比較嚴重，形成了塊狀和網狀裂縫，就需要通過開槽挖除的方式進行治理。

2.2 施工過程質量控制

在道路基層施工過程中，需要嚴格控制半剛性基層所需要的材料和級配，從而達到精準設計的目的，使材料的強度和剛度可以符合要求，避免因為路面荷載過重而造成路面和路基裂縫的現象。

（1）瀝青混凝土面層的選材。瀝青混凝土面層指以瀝青混凝土為面層施工形成的路面。如果施工企業采用人工選配的方式，必須嚴格按照瀝青混凝土材料配比的要求以及道路運行的要求設計瀝青混凝土材料的配比，保證瀝青混凝土面層的材料配比滿足道路工程建設施工的要求。

（2）做好碾壓工作。瀝青混凝土的碾壓施工是瀝青混凝土攤鋪施工結束后的重要施工工序之一，施工企業必須嚴格按照工程整體施工質量的要求，控制瀝青混凝土路面的碾壓工序，保證道路工程的整體施工質量達到設計標準，為后續道路的正常使用打下良好的基礎。目前，針對瀝青混凝土路面的碾壓施工可以分為初壓、復壓和終壓三個環節。首先，在初壓環節，施工企業必須在高溫條件下，使用缸筒式壓路機對瀝青混凝土路面進行反復碾壓和平整，確保瀝青混凝土表面的平整度滿足設計標準，為后續施工工序的進行做好充分準備。其次，復壓環節主要是針對初壓過程中出現的問題進行相應的修正，在修正工作結束后，再仔細檢查瀝青混凝土路面的平整度，保證路基面層的平整度處在正常設計范圍內。最后，在終壓環節，施工企業應該使用雙輪缸筒壓力機對路面進行不少于2遍的碾壓，直至路面平整度達到要求施工設計要求。

（3）縮縫切割。施工人員在進行混凝土表面的縱縫切割作業前，必須充分考慮施工現場氣溫與切割時間，這樣才能保證縱縫切割的質量達到設計標準。

（4）填縫。瀝青混凝土面層在施工過程中形成的接縫一般有縱向接縫、橫向接縫。①面層的縱向接縫處理：一般是在兩個攤鋪帶相接處安排一部分搭接，用以保證該處的厚度與其他部分的厚度相同，搭接寬度應前后一致；②面層的橫向接縫處理：一般是在單層的面層施工中采用垂直平接縫方式，在鋪筑接縫時將已成形面層預熱軟化，用以加強新舊混合料之間的黏結。填縫作業必須在混施工現場氣候干燥的情況下進行，施工人員在填縫作業開始前，必須先清除封內殘留的垃圾或雜物，再向縫內填充材料，直至填縫達到飽滿且不滲水狀態。

3 結束語

總之，在道路施工過程中，半剛性瀝青路面常常會出現裂縫問題，這是道路基層病害最主要的形式，裂縫的種類很多，形成的原因也各不相同，在施工和養護過程中施工單位必須對其引起重視，否則不僅會影響路面的質量和安全，給司機帶來不舒適的駕駛體驗，還會影響城市市容。施工單位可以根據裂縫產生的原因，在設計階段、施工階段和養護階段進行合理的控制，把握施工材料和施工氣溫，提高半剛性瀝青路面的施工質量，延長道路的使用壽命。