預裂縫技術應用在市政道路工程中的意義分析

史俊霞

（山西省新絳公路管理段，山西運城043100）

0 引言

當前我國市政道路主要采用半剛性基層瀝青路面結構，雖然其在使用中具有一定的優勢，但因為水泥穩定碎石等材料具有一定的脆性，對溫度、濕度敏感性較強，一旦受到環境、人為等因素影響，將會形成嚴重的裂縫問題。因此在市政建設施工中，施工人員應當采取有效的技術手段，強化對裂縫的預防效果，推動市政道路工程質量提升。

1 工程概述

以山西某市政工程建設項目為案例，其總長度為180m，車行道寬度為8m，原道路采用12cm預制板路面，為提高道路的通行能力和使用效果，決定對原路面進行破除，采用半剛性基層瀝青路面。該道路等級為城市支路H級，行車速度30km/h，路拱橫坡為1.5%，瀝青路面作為基礎部分。為此在方案規劃中結合區域特點，加強各類技術與質量的控制與管理，盡量依據專業技能，采用先進的施工技術進行處理，通過勘察獲取各項參數后進行評估，最終制定出科學的施工方案。由于該標段道路位于城市人口密集處，交通以及人流對施工干擾較大，因此實施打圍全封閉施工，預計工期60日歷天。

2 預裂縫技術在市政道路工程中的應用要點

2.1 控制預裂縫間距

根據工程實際情況，對瀝青路面采用預裂縫施工技術，需合理確定預裂縫間距。通常情況下，瀝青路面會受到外界溫度變化、溫度翹曲應力、施工材料的延展性、承壓能力等因素的影響。在實際施工中，施工人員需密切關注外界溫度的變化，但其對于路面基礎層產生的不利影響發展較為緩慢，在短時間內表現不明顯。所以施工人員需要綜合考慮當地的氣候變化規律，掌握氣溫差的情況，按照路面基礎層可能會產生的變形情況確定預裂縫間距。而溫度翹曲應力主要是指在夏季和冬季，溫差較為明顯而且持續時間較長。當路面受熱不均勻時，路面表層會發生彎曲現象。當溫度變化較為劇烈時，就會產生一定的質量病害。因此，施工人員在施工中要盡量減小溫度和溫差的影響，防范路面結構改變而產生向內部延伸的表面裂縫。材料性能對路面裂縫的產生具有直接影響，特別是材料的延展性。

比如，路面施工材料的水分流失后，可能會出現干縮裂縫。為有效減少病害，施工人員可依照材料的延展性準確判斷干縮裂縫的程度，并合理控制預留裂縫的大小、長度和數量。溫度漲縮應力、荷載應力與裂縫間距之間的關系見表1。同時對路面進行合理填充和密封處理，盡量避免施工材料的水分蒸發，降低路面收縮變形率[1]。

表1 溫度漲縮應力、荷載應力與裂縫間距之間的關系

2.2 控制預裂縫時間

半剛性基層瀝青路面結構分為面層、黏結層、基層、底基層和墊層，結構會關系到后續工程投入使用的質量，為此該工程預先確定施工方案，在施工材料、設備及技術等方面加大關注，保證施工過程能夠符合不同路段的交通規劃要求。預裂縫技術在市政道路工程中的合理應用，需要準確控制瀝青路面預裂縫的時間，主要是對路面延展性的合理控制。通過施工措施盡量減小外界環境因素變化對路面造成的不利影響，使路面收縮在允許范圍之內。因此，在該市政道路施工時，應合理選擇預裂縫的施工時間，防止出現裂縫并逐漸向上傳遞。施工人員首先要考慮道路的使用年限，外界環境變化會對路面材料特性產生較大影響，且超過路面承受最大拉應力時，則會導致裂縫的產生。

因此，施工人員需要在外界環境出現巨大變化之前，合理開展預裂縫施工，對各項流程進行細致劃分，并預先了解區域的特性影響，結合實際情況選擇施工技術，根據施工情況設計機械組合，不斷完善施工管理制度及措施。在施工前進行充分的準備，避免出現質量管理與施工不匹配的現象，保證后續工藝技術應用的質量標準符合項目規定的要求，保證半剛性瀝青路面施工流程滿足預期要求，最大限度地降低市政道路路面病害的發生率。

2.3 控制預裂縫深度

裂縫的出現會增加施工成本。如在道路維護初期發現裂縫，會對市政道路通行進行短暫封停，且在修復的過程中會消耗大量的人力資源、物力資源與財力資源。如出現突發情況導致工期延誤，交通會受到嚴重影響，還會影響人們的日常出行，使得道路橋梁項目的綜合效益隨之降低。為了能夠切實保證道路橋梁的暢通性，需要在建設前對裂縫相關問題加大關注力度，配合使用現代化技術手段做好處理工作；在建設過程中進一步加強監管力度，如發現裂縫則需要深入探究發生的原因，并配合相關方案進行調整，有效保障工程的質量。實施預裂縫施工技術時，控制其深度是至關重要的，直接關系到路面作業質量和效果。在該市政道路建設工程中，如果預裂縫設置寬度范圍相對較小，并且外界環境溫度變化較大時，無須對施工材料性能進行分析。這是由于施工材料是混合而成的，與物理分析不相符。所以其參數變化較小，不能判斷其不受外界溫度的影響。而如果預裂縫向下設置的距離發生改變，則在時間長度上的變化會相比于深度變化較慢，因此外界溫度在一定范圍內的變化對施工時間不會產生嚴重影響。同時當施工材料的厚度增加，裂縫長度蔓延速度緩慢，由此判斷路面裂縫變化速度慢[2]。因為不同季節的外界溫度不同，變化程度也具有顯著的差異性，由此可按照溫度關系合理確定預裂縫深度，見表2。

表2 市政道路工程路面預裂縫深度與溫度之間的關系（H：結構深度）

3 預裂縫技術實施具體方案

3.1 現場試驗工程情況

針對該工程建設進展情況，選擇試驗路段進行預裂縫施工技術，處理該路段出現的裂縫。對瀝青面層實施破除后進行詳細檢查，綜合相關業內資料以及施工記錄等，證明預裂縫施工技術具有可行性，并確定在溫差21～28℃開展施工作業，切縫深度控制在6cm、寬度為3～5mm、切縫間距為20～30m，且貼縫材料選用APP改性瀝青油氈。在瀝青路面各結構層正式施工前，必須進行試驗段施工，以確定水泥穩定土、級配碎石等結構層的各類施工參數，以此作為后續全面開展基層、底基層施工的依據，各部分組成必須滿足規范，提前規劃人工預置裂縫、填充裂縫以及密封處理等工序，以此提升市政道路工程的路面質量。

3.2 預裂縫施工技術實施

首先，開展人工預置裂縫。利用強度較大的切割設備進行裂縫預置施工，并對各項流程進行細致劃分，預先了解區域的特性影響，結合實際情況選擇施工技術，根據施工情況設計機械組合，將施工管理制度及措施不斷完善。在建設前進行了充分的準備，控制向下距離為6cm，寬度在5cm左右，保障切口具有良好的平整性、光滑且無裂痕，避免出現質量管理與施工不匹配的現象[3]。

其次，進行填充處理。在鋪筑該市政道路表面材質前，先實施填充工藝。施工人員要采用專門的填充工具，主要呈現上寬下窄的梯狀結構，保障材質得到有效填充。在操作過程中，應保證填充速度均勻，對材質進行充分攪拌和磨平，促使裂縫周邊與其他路面平整。

最后，科學實施貼縫處理工藝。在完成預裂縫填充工藝后，鋪設具有相應寬度的帶條貼縫材料。施工人員對貼縫的處理直接關系到基礎層的施工質量，在操作前先將施工表面存在的雜物和異物進行全面清理。然后使用專用工具將工作面實施磨平處置，避免發生凸起或者凹陷等問題。尤其是要將鋒利的石子去除，防范對防水層和密封結構造成損害。密封材料的寬度可依照施工作業面的寬度而定。

3.3 預裂縫施工技術應用保障措施

裂縫出現的原因也在于受到外界影響，為此對裂縫的成因進行了辨識判斷。為有序實施預裂縫技術，在施工方案中規定以下保障措施，切實提高路面的施工質量。

其一，強化對施工材料的管控。施工單位及人員應嚴格把控施工原材料的質量，如選擇路面混合料骨料時，盡量選擇耐磨性強、黏附性強、質感堅硬的集料，并且保證其表面粗糙、摩擦力較大，進而滿足路面施工的設計要求。同時在制備混合料的過程中，可適當添加石灰粉、防剝落劑等堿性物質，以此降低骨料中的含水量，提升抗剝落性。如采用礦粉等材料，還需在現場搭建相應的棚房，避免出現受潮情況而影響混合料的質量性能[4]。

其二，加強對施工人員的技術培訓。由于預裂縫施工技術要求較高，必須嚴格控制裂縫預置的間距、時間和深度等參數，因此施工單位應定期對施工人員開展技術培訓，保證技術熟練程度得到提升，并且促使施工和管理人員掌握全面的道路施工知識，有效應對作業過程中出現的各種突發事件。此外，需培養施工人員的責任意識和質量意識，在全過程中皆有專人記錄，通過多次數據復核保證工程達到相關標準要求，及時發現施工問題，采取適當的處理手段，提高預裂縫施工技術的操作水平，保證后續工藝技術應用的質量標準符合項目規定要求。

其三，做好裂縫預置后的施工作業。施工人員應當按照設計要求對預裂縫進行填土施工和碾壓。在鋪筑路基前，注重檢查路基填土中是否摻入其他雜物或者腐蝕性植物等，清掃路邊松土，按照相關標準實施路基碾壓。在攤鋪路面時，采用2臺攤鋪機前后緊跟鋪設路面，控制攤鋪溫度在135～155℃之間。盡量實現一次性攤鋪，保證路面鋪設具有均勻性和密實性。為盡量減少預裂縫的發散開裂，應參考基層板收縮位移與摩擦限制應力的變化（見圖1），提高路面整體的施工質量。

圖1 基層板收縮位移與摩擦限制應力

3.4 預裂縫技術實施效果

針對市政道路工程路面施工采用預裂縫技術，能夠有效地減少自然裂縫的產生，通過有效的措施降低外界溫度變化對路面質量的影響。在各項施工結束后，要立即進行養護。該工程預先在路面表層覆蓋一層土工布，并且定期進行灑水養護，在此期間禁止任何人隨意踩踏，遇到大風與大雨天氣時覆蓋草墊，從而有效規避麻面、孔洞等問題，提升路面施工的效果，防止受溫度的影響出現裂縫，一旦發現就要做好維護修補。在該工程中，通過運用預裂縫施工技術，在后續檢查評估中，只在基層預裂縫處產生反射裂縫，其他路段均未產生裂縫病害。同時該路段在后期運營維護中，節省了大量維修養護成本，相比于沒有進行預先處理的半剛性瀝青路面，在一年內可保持相對較好的路況和較高的車輛通過效率，對推動城市交通運輸以及經濟發展具有積極意義。

4 結語

綜上所述，隨著近年來我國城市經濟的不斷發展，對市政道路質量的要求越來越高。為了提高路面建設質量，防范出現裂縫等病害，可在施工過程中應用預裂縫施工技術，有利于減少裂縫產生，提高路面使用性能，延長使用壽命，對推動市政道路運營發展具有積極意義。因此，施工人員在實際工程中需要充分把握預裂縫設置的間距、時間以及深度，并且在具體施工方案中，通過人工預置裂縫、開展裂縫填充處理、科學實施貼縫處理工藝等，提高市政道路路面的整體施工質量。