國省縣鄉道瀝青混凝土路面裂縫成因及應對措施探究

陳小佳

（重慶市綦江區公路事務中心，重慶 401420）

0 引言

隨著城鄉一體化發展的有序推進，城市與農村的交通愈加便利，自然而然，城鄉居民對道路路面的要求也會越來越高。在城鄉道路的建設過程中，瀝青混凝土路面是最常見的路面形式，緣于瀝青混凝土很強的材料性能。路面裂縫是瀝青路面常見的病害之一，如果在城鄉道路的施工時或后期的養護過程中，沒能及時發現路面裂縫問題，那么很可能會直接或間接危害人民的通行安全。綜上，對路面裂縫病害產生原因進行深入的分析和探究意義重大。在城鄉道路建設時，為了減少和預防路面產生裂縫，需要專人對施工質量進項核查，后期的養護工作落實到相關單位，以此來提高城鄉道路的壽命，保證城鄉居民出行安全。

1 瀝青混凝土路面裂縫的常見類型

根據斷裂力學相關理論裂縫擴展主要有3 種模式，具體如下文所述。

1.1 橫向裂縫

裂縫大多是與路面垂直的，裂縫的寬度有所不同。通過相關研究得出，橫向裂縫產生原因主要有以下4 個方面：①在城鄉道路施工時，因為施工技術的原因，導致道路的連接縫隙不嚴密，各個部分不能嚴絲合縫結合在一起，久而久之，就形成了橫向裂縫。②道路施工時，沒有對施工地的氣候進行考量或者所使用的瀝青材料不符合標準，瀝青混凝土表面因外界溫度升高會進行收縮，當瀝青混凝土的抗拉強度不能抵抗溫度疲勞累積時，會由溫度收縮或溫度疲勞累積引橫向裂縫。③由于城鄉道路的修建工程時間緊，會出現路基的不均勻沉降情況，基層承載力欠缺，在道路使用過程中逐漸破損，導致橫向裂縫產生。④使用了劣質的基層材料或在進行基層施工時使用的相關技術不成熟，最終導致路面因為膨脹或收縮形成橫向裂縫[1]。橫向裂縫如圖1 所示。

圖1 橫向裂縫

1.2 縱向裂縫

縱向裂縫走向基本與行車方向平行，其長度和寬度不同，一些小支縫通常會與縱向裂縫并存。縱向裂縫形成的主要原因有以下4 個方面：①地基原因。在施工相關技術不成熟，在出現坑槽或彈簧土情況的時候，進行回填處理后，由于地基的不均勻沉降，造成路面縱向開裂。②受道路施工當時的土壤或者水的滲透影響，例如花壇、路表、等滲水使得城鄉道路土壤穩失去穩定性，日復一日，路基承載能力降低，在荷載的作用下會有裂縫出現在路面中。③路基施工原因。由于土基施工時路基材料含水量不合適或壓路機械壓不到位而造成的路基壓實不均勻，導致縱向裂縫產生。④施工人員操作不當。對已產生的縱縫進行修補的過程中，路面接口沒有密切連接在一起，當外界溫度降低到一定程度時，路面接口處出現收縮的情況，導致縱向裂縫產生[2]。

1.3 網狀裂縫

網狀裂縫縱橫交錯，與蜘蛛網形狀類似。網狀裂縫主要是由于路面的整體強度不足而引起的，具體成因包括以下3 點：①在瀝青混凝土路面出現橫向裂縫和縱向裂縫時，雨水不斷滲入基層，致使唧漿形成。久而久之，便會讓基層表面被逐步淘空，形成網狀裂縫。②因為車輛的超載行為和瀝青本身的老化問題，導致混凝土基層產生疲勞破壞。③瀝青混凝土路面結構設計不科學，壓實度達不到標準，瀝青混合料的配比不科學或瀝青與石料未拌和均勻，以致于瀝青和石料的粘性不夠，引發網狀裂縫[3]。網狀裂縫如圖2 所示。

圖2 網狀裂縫

2 瀝青混凝土路面裂縫的產生原因分析

路面裂縫是瀝青路面常見的病害之一，裂縫產生的原因有很多。比如道路結構設計與使用材料的質量，而且與施工技術、后期的養護工作，瀝青混凝土路面所處外部環境等均有關系。下文會具體深入分析。

2.1 氣候方面問題

假如出現持續的陰雨氣候，雨水的不斷浸透也會導致一樣的裂縫，雨水持續深入浸透將會導致礦物原料和瀝青相互的粘結力，將會造成瀝青混合料的不團掉落堆積情況，將會讓路面出現網狀態的裂痕。在道路項目開展的途中，假如外部溫度高低變化巨大，將導致瀝青混凝土出現收縮式的裂痕，溫度較高的混凝土材料拉應力過大，但是材料的溫度極速下降后會發生路面溫度適應力超過混凝土拉應力的最大負荷，從而出現橫向裂縫。

2.2 路基質量問題

目前，許多道路的路基設計是缺少科學性的，這降低了公路質量，容易導致路面裂縫的產生。例如，路基材料的厚薄與車輛載重通行的要求是不匹配的，或者對選擇混合材料以及材料的配比設計是不科學的，導致路面的承重力較低，再例如路基建設途中對于路基排水系統的設置缺少，引起雨水較多的浸透和存留，這些問題都會引發路面裂縫。

2.3 施工質量問題

瀝青材料質量對于道路施工是關鍵因素，道路施工的決定性因素是瀝青材質的好或者壞，但，很多施工方對于瀝青材料的選擇上沒有嚴格規章管控，瀝青的材料的配比、水泥標號等相關指標不符合對于標準。如果瀝青與石料未拌和均勻，施工技術不成熟，路面沒有較強的承受能力，并且路面長期反復承受來自超載車輛的壓力，瀝青基層底部疲勞累積，路面最終會出現橫向和縱向裂痕，裂痕不斷向四周擴散，產生從基層向面層發展的反射裂縫。瀝青混合料要控制好溫度，如果瀝青混合料對路面溫度變化過于敏感，路面也會出現裂縫。

2.4 后期養護問題

城鄉道路在后期的使用過程中，還需要定時定期做好養護工作，不然，路面很大概率會有裂縫情況出現。在道路的實際使用過程中，車輛長期反復對路面施壓，將會導致部分路面發生塌陷坑洼的情況，假如不進行合理科學的養護工作或沒養護工作及時，也會出現裂痕等相關問題，造成的不良影響將會擴大，最后，讓道路無法正常投入使用。還有，瀝青材料的不斷老化程度增加，路面承重能力降低，也會因拉力不均勻，導致路面出現裂痕，故維護道路的工作不可忽視。

3 道路瀝青混凝土路面裂縫的預防措施

3.1 優化材料選擇，做好配合比設計

在對路面瀝青混凝土路面施工途中，在項目施工開始準備時候就必須注重對原材料質量的篩選，其中尤為重要的是對關瀝青材料的選擇，一定要用與項目設計相符合且對于質量瀝青材料，每項指標必須達到相應標準，選擇的基料必須具備良好的抗裂能力，通過混入粗骨材料來增加基礎的壓實度。改性瀝青對應的成本相對比較高，但是改性瀝青更強的性能是在低溫環境的粘度和使用過程中的抗老化能力上更優秀，將會獲取良好的社會及經濟效益。同樣也保證質量的是對石料、礦粉的選用，還需思考礦源的產能，確保對應的原材料供應能得到保證，不然也將會項目施工質量造成影響。還有，還需注重瀝青混合料設計的配比配合，配合比確認后不可任意更改，一定需做對應的同步實驗，必須做到石料、油石比、級配的搭配具有合理的科學性，保證其混合料的強度，防止以后路面出現裂痕。混合材料的配合比設計如圖3 所示。

圖3 配合比設計

3.2 嚴格施工過程監管，確保工程質量規范

為項目質量進一步提升，防止路面出現裂痕，在道路項目施工途中，道路項目的整體質量取決于施工工藝的使用，故必須對施工過程進行嚴格監督，保證合理規范的使用各項工藝及施工技術。對道路瀝青混凝土頂面施工，2 臺攤鋪機一定確保前后緊跟作業，這可以有效的處理前幅攤鋪和后幅攤鋪出現時間差的問題，保證熱接工藝的開展，防止產生裂痕問題，2 臺攤鋪機間距應該大于15cm，或采取全幅攤鋪的施工方式。假如前后幅的接口屬于冷接縫，不僅要立刻切除邊沿坍塌部，而且還要將接縫處用熱的混合材料進行敷貼，在敷貼軟化時去除邊沿坍塌部，并重新刷上新的瀝青，這樣才能實施攤鋪工序，對攤鋪系數進行嚴格管控，從而保證壓實后的路面平順和嚴實，保證高質量工程。比如說，要保證路面基層和底基層的施工一定要有足夠的時間差，不能為太高工程進度或減少經濟成本就預先鋪設面層，否則基層就會出現收縮性裂痕。還有需要重視監測基層施工混合料含水量，含水量需要在合適的區間范圍。還需要把控的是混合材料加熱的溫度和加熱時間，還為保證路面混合材料的壓實度，需反復進行碾壓。

3.3 注重高溫季節裂縫的防護，掌握有效施工工藝

道路施工時，一定要注意的是遇見高溫季節，對于有些能自身愈合的裂痕可不必處理，但對有些無法自身愈合的裂痕一定要采取對應的修復的措施，有以下兩種工藝作為參考：①在裂痕處涂上具備高粘度瀝青，這樣的修補方法施行起來相對簡單。假如裂痕寬度低于5mm，直接在清除裂痕處雜物后，直接澆灌濃度較低的熱瀝青，在澆灌到裂痕距離基面1/3 處后，填充細的石屑、沙子，最后再把基面溢出熱瀝青清潔干凈方可。假如裂痕寬度高于5mm，就一定要將裂痕處出現松散的基面和裂痕處雜物去除干凈，在填充混凝土混合材料，對材料進行搗實，這樣就能有利的完善基面質量問題。②將已經發生裂痕的基面雜物去除完，在路面噴灑適量瀝青，再將干燥的細石屑與已發生乳化的瀝青噴灑到路面，最后再對基面進行反復碾壓，這樣就能有利于填補裂痕，提升路面的整體平順度。

3.4 關注后期養護工作，選擇適宜養護時間

瀝青混凝土路面運營一定時間后，應該定期對道路進行養護，預防裂痕的產生，雖然經濟成本會有所增加，但是保證路面的正常使用，才能發揮出路面交通的實際功能并且產生經濟效益。瀝青混凝土路面的設計和施工上一定要采用科學合理的方式，雖然瀝青路面的承重能力強并且價格低廉，但是也要考慮到后期路面養護的成本，拿出可實施并且科學合理的路面保護方案[5]。值得關注的是，養護時間的確認也是道路養護過程中的重點問題，路面養護人員結合路面實際情況，保證養護施工工作的時間，保證關于路面的各類信息的完整和準確，以此來保證路面養護工作的正常進行。假如說路面整體沒有裂縫產生，就不用立刻實施養護工作，如果路面已經出現嚴重的裂縫，應該立刻采取養護措施，避免裂縫問題進一步擴大，造成更大的損失和施工量的增加，養護工作不及時進行會導致最終的養護效果不佳。因此，相關路政養護人員必須秉承認真負責的態度，對發現的路面問題及時采取干預措施，確保道路能夠正常使用。

4 結語

綜上所述，路面破損是我國道路建設中普遍存在的問題，設計、施工、養護等相關單位應給予足夠的重視，以保證道路運營質量。針對裂縫的主要原因，需要不斷改進施工工藝，每個施工環節，加強質量管理，努力消除裂縫的可能性，控制各種影響因素，加強道路養護和管理工作，延長道路的使用壽命，以確保我國道路交通健康穩定發展。