瀝青混凝土路面出現(xiàn)裂縫的原因及預(yù)防措施

王家振 張?chǎng)?/p>

摘 要：瀝青混凝土路面是我國(guó)常見(jiàn)的路面形式之一，然而受設(shè)計(jì)、材料以及施工質(zhì)量等方面的影響，導(dǎo)致瀝青混凝土路面在投入使用后出現(xiàn)各類(lèi)不同程度的裂縫問(wèn)題，影響了瀝青路面的使用性能及壽命。在建設(shè)中需要對(duì)施工混凝土裂縫問(wèn)題加強(qiáng)關(guān)注力度。基于此，本文對(duì)施工混凝土裂縫問(wèn)題進(jìn)行探討，分析了混凝體裂縫形成的原因，以實(shí)際案例提出了施工混凝土裂縫防治措施。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土;路面;裂縫;原因;預(yù)防措施

1 裂縫成因分析

在混凝土路面病害中，裂縫是常見(jiàn)病害之一，裂縫形成與氣候、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋪設(shè)材料、溫度變化以及施工質(zhì)量等有著密切關(guān)系，以下對(duì)裂縫成因進(jìn)行了分析。

1.1 雨水滲透引起的裂縫

在雨水的不斷沖刷作用下，雨水就會(huì)滲透到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，降低瀝青與礦料的粘合力，情況嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使粘合力逐步消失。與此同時(shí)，路面還受到了車(chē)輛、行人等外力作用，使水分隨著已經(jīng)形成的空隙和裂縫滲透到路面內(nèi)部，在多方面荷載作用下，水分進(jìn)行負(fù)壓抽吸，與瀝青和礦料的接觸面進(jìn)行接觸，容易出現(xiàn)瀝青膜脫離礦料表面、瀝青混合料掉落堆積等問(wèn)題，從而形成網(wǎng)狀裂縫。

1.2 基層裂縫反射引起的裂縫

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、混凝土配合比不科學(xué)等，都會(huì)造成路面承載力下降，在車(chē)輛的反復(fù)荷載作用下，瀝青半剛性基層底部的拉應(yīng)力過(guò)大，遠(yuǎn)超過(guò)實(shí)際強(qiáng)度，路面就會(huì)因疲勞強(qiáng)度過(guò)大而產(chǎn)生斷裂，形成了由下而上的反射裂縫。在環(huán)境和溫度的周期性變化影響下，反射裂縫不斷向四周延伸，影響了瀝青路面的使用壽命。

1.3 瀝青及混合料質(zhì)量引起的裂縫

在路面施工中，由于瀝青材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、集料級(jí)配不合理等，導(dǎo)致瀝青與礦料之間的粘合力不夠，增加了瀝青的低溫勁度，同時(shí)還會(huì)降低瀝青的高溫穩(wěn)定性。低溫勁度和高溫穩(wěn)定性是反映瀝青混合材料抗裂性能的重要指標(biāo)，低溫勁度越大、溫度敏感性越高的瀝青混合料，瀝青路面就越容易出現(xiàn)油層松散、剝落等問(wèn)題，進(jìn)而容易引起路面開(kāi)裂。

1.4 溫度變化引起的裂縫

溫度變化使瀝青混凝土路面容易產(chǎn)生收縮裂縫。隨著溫度的變化，瀝青混凝土材料的收縮拉應(yīng)力也在不斷發(fā)生變化，且兩者之間呈正相關(guān)關(guān)系，拉應(yīng)力隨著溫度的增加而加大，隨著溫度的降低而下降，但是如果溫度驟然下降，瀝青混凝材料的收縮拉應(yīng)力就會(huì)因?yàn)橄陆颠^(guò)快而得不到及時(shí)松弛，收縮拉應(yīng)力就會(huì)大于抗拉強(qiáng)度，容易產(chǎn)生路面的橫向裂縫。

1.5 路面施工質(zhì)量引起的裂縫

在公路施工中，為了更好地保護(hù)路面的混凝土結(jié)構(gòu)，通常會(huì)在路面鋪設(shè)一層瀝青。但是，在實(shí)際施工中，由于施工人員沒(méi)有嚴(yán)格按照瀝青混凝土施工要求，忽視了路基建設(shè)的相對(duì)高度不同，回填壓實(shí)度要求也不同，對(duì)路面的回填壓實(shí)度不足，當(dāng)行車(chē)荷載量超過(guò)路面承壓力限值時(shí)，路面就會(huì)產(chǎn)生縱向裂縫。

2 防治措施

2.1 選材方面

基層施工材料應(yīng)滿(mǎn)足抗沖刷能力強(qiáng)、溫度系數(shù)小的基本要求，較典型的有水泥穩(wěn)定粒料，不宜采用水泥或二灰穩(wěn)定細(xì)粒土。選擇優(yōu)質(zhì)瀝青，將其用于面層施工作業(yè)，在不影響質(zhì)量的前提下減少水泥的用量。對(duì)于高等級(jí)公路的施工，若選擇的是國(guó)產(chǎn)瀝青，此時(shí)應(yīng)向其中摻入適量的丁苯橡膠，通過(guò)此類(lèi)高分子聚合物的作用以達(dá)到改性的效果，保證瀝青在穩(wěn)定性方面具有較好的表現(xiàn)。為避免瀝青快速老化，可以摻入適量的樹(shù)脂改性瀝青。做好原材料的質(zhì)量檢測(cè)工作，任何不達(dá)標(biāo)的材料都不得投入使用。混合料拌制生產(chǎn)中，所用的骨料應(yīng)具有表面粗糙、耐磨性強(qiáng)的特點(diǎn)。對(duì)于酸性骨料，在施工中應(yīng)摻入適量的抗剝落劑，使生產(chǎn)所得的混合料具有良好的抗剝落性能。加強(qiáng)對(duì)礦粉的防護(hù)，可采取搭棚存放的方式，以免雨水對(duì)其造成不良影響。

2.2 設(shè)計(jì)方面

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要前提在于做好現(xiàn)場(chǎng)交通量的調(diào)查工作，保證路面具有足夠的強(qiáng)度，使其能夠滿(mǎn)足交通荷載需求。土基層施工材料的選擇較為關(guān)鍵，以粗粒料的石灰、水泥穩(wěn)定類(lèi)材料較為合適。嚴(yán)格控制瀝青面層的厚度，確保上下層能夠形成穩(wěn)定的連接關(guān)系。做好養(yǎng)護(hù)工作，高效排出結(jié)構(gòu)層的積水。依據(jù)設(shè)計(jì)配比要求選擇合適的原材料，充分?jǐn)嚢韬笮纬删鶆蛐暂^好的混合料。溝槽回填土采取分層施工的方式，保證各層厚度合理。柔性路面施工中，應(yīng)充分考慮到道路等級(jí)、交通量等方面的因素，從而提高設(shè)計(jì)方案的系統(tǒng)性;對(duì)于非結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面的因素，主要考慮道路沿線(xiàn)高程、攤鋪厚度、工程費(fèi)用等方面。保證瀝青面層厚度合理，盡可能減少不必要的成本投入。瀝青骨料對(duì)混合料的影響較為顯著，除了材料的標(biāo)號(hào)外，還應(yīng)充分考慮施工條件、施工季節(jié)等方面的因素，使瀝青材料性能可以得到有效發(fā)揮。嚴(yán)寒地區(qū)的施工條件較為復(fù)雜，所用瀝青的針入度應(yīng)相對(duì)較大，以保證其具有良好的低溫抗裂性。骨料的選擇以堿性石料為宜，且要滿(mǎn)足針片狀含量較少的要求;若因特殊情況而使用到酸性材料，需摻入適量的抗剝落劑，以改善混合料的性能。設(shè)計(jì)階段還應(yīng)注重考慮兩個(gè)方面：一是應(yīng)力吸收，需在罩面層和原路面之間增設(shè)隔離層，可選擇土工布、砂等材料，保證其彈性模量相對(duì)較小，從而消除應(yīng)力集中現(xiàn)象;二是加筋層材料的選擇，要求其強(qiáng)度和彈性模量都相對(duì)較大，以提高罩面層的抗拉強(qiáng)度，較為合適的有鋼筋網(wǎng)、玻璃纖維格柵等。

2.3 路面裂縫修復(fù)

公路路面當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)很多裂縫，車(chē)輛在行駛的過(guò)程中會(huì)卷入一些雜質(zhì)進(jìn)入到這些裂縫中，在后續(xù)的維修過(guò)程中，需要清理出這些雜質(zhì)才可以進(jìn)行下一步的填充工作，填充工作是為了補(bǔ)上裂縫的缺口，讓路面變得更加平整。在操作的過(guò)程中需要進(jìn)行封口，一般情況都會(huì)使用烙鐵技術(shù)。不過(guò)有一些路面的縫隙比較大，而且比較深，所以維修起來(lái)比較困難。路面出現(xiàn)縫隙會(huì)造成路面高度高低不平或者變勻不均勻等情況，在修補(bǔ)的時(shí)候需要先把出現(xiàn)裂縫的路面挖掘處理。然后使用新的瀝青混凝土進(jìn)行填充。如果裂縫比較小的話(huà)，可以采用銑刨操作，先整理路面邊緣的裂縫，在裂縫里填充瀝青混凝土。在填充的過(guò)程中一定要保證路面平整度，填充完成后在進(jìn)行壓實(shí)工作，提高路面的強(qiáng)度。

2.4 加強(qiáng)施工質(zhì)量的監(jiān)督管理

瀝青混凝土路面施工質(zhì)量對(duì)于路面裂縫的產(chǎn)生有著直接的影響。因此，應(yīng)從以下4個(gè)方面加強(qiáng)瀝青路面施工質(zhì)量的控制：①應(yīng)安排專(zhuān)人對(duì)進(jìn)場(chǎng)的施工材料進(jìn)行檢查，對(duì)選定的石料、礦粉、瀝青等材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，均符合質(zhì)量控制體系的要求，方可投入使用。還應(yīng)清理路基表面雜物，確保表面干凈，避免雜物混入瀝青混合料。②在瀝青路面施工中，都是機(jī)械化作業(yè)，應(yīng)對(duì)瀝青路面施工所用到的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理的配置，同時(shí)還應(yīng)保持施工現(xiàn)場(chǎng)瀝青混合料充足，確保施工的連續(xù)性，避免在機(jī)械化作業(yè)下因供應(yīng)不足而影響瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量。③在攤鋪施工 中，對(duì)于不符合全幅攤鋪的施工路段，一般采用2臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行前后緊跟式的方式攤鋪模式，避免出現(xiàn)“先冷卻后攤鋪”的情況，保證了混合料熱接 工 藝，同 時(shí) 下 二 層 的 施 工 接 縫 應(yīng) 間 距15 cm以上。④?chē)?yán)格把控混合料的溫度、碾壓強(qiáng)度、平整度等，特別注意接縫的處理，確保接縫處結(jié)合緊密且平整，同時(shí)還應(yīng)做好相關(guān)的防護(hù)工作，提高施工質(zhì)量，減少裂縫的產(chǎn)生。

3 結(jié)束語(yǔ)

瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因是多種多樣的。因此，在施工中必須采取相應(yīng)的措施進(jìn)行預(yù)防，如提高設(shè)計(jì)質(zhì)量、把控材料質(zhì)量、加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督等，并在裂縫產(chǎn)生后及時(shí)采取有效治理措施，切實(shí)提升瀝青混凝土路面的質(zhì)量。

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