李濤

(滄州市交通運(yùn)輸局地方道路管理處，河北滄州 061000)

瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因及治理*

李濤

(滄州市交通運(yùn)輸局地方道路管理處，河北滄州 061000)

在對(duì)瀝青混凝土路面裂縫主要表征進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述后，對(duì)瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的主要原因進(jìn)行了分析與歸納。最后，結(jié)合筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)瀝青混凝土路面發(fā)生裂縫的防治措施提出了建議。

公路;瀝青混凝土;路面裂縫

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)代交通四通發(fā)達(dá)，而公路橋梁作為現(xiàn)代交通工程建設(shè)發(fā)展的重要組成結(jié)構(gòu)，是保障現(xiàn)代陸地交通快速、安全運(yùn)營(yíng)發(fā)展的主要承載體。瀝青混凝土路面工程可以有效改善公路道路行車通行質(zhì)量、提高行車舒適性和效率，同時(shí)具有較高穩(wěn)定性、安全性、以及投資經(jīng)濟(jì)性，在中高等級(jí)公路工程中得到廣泛推廣使用。雖在公路路面設(shè)計(jì)過程中采用較高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及施工過程中采用先進(jìn)施工工藝、技術(shù)、和施工機(jī)具，但隨交通運(yùn)輸承載重量的不斷增加，以及行車密度的進(jìn)一步加大等多種不利復(fù)雜因素的共同作用，公路瀝青混凝土路面的安全性能和運(yùn)行環(huán)境變得相當(dāng)復(fù)雜，且加上自然環(huán)境侵蝕等不利因素的影響，公路瀝青混凝土路面出現(xiàn)不同程度的裂縫、沉陷等病害問題，尤其是裂縫病害，已成為公路瀝青混凝土路面最為常見，也是最為嚴(yán)重的病害之一，是影響路面安全舒適行車質(zhì)量的不利因素。因此，對(duì)瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行認(rèn)真分析，并提出有針對(duì)性的治理措施，有效提高瀝青混凝土路面綜合行車質(zhì)量水平，就顯得非常有工程實(shí)際意義［1］。

一、瀝青混凝土路面裂縫主要表征

瀝青混凝土路面的主要表征形式，如果按裂縫形狀可以分為橫向裂縫裂縫(橫裂)、縱向裂縫(縱裂)、鬼狀裂縫(鬼裂)、以及網(wǎng)狀裂縫(網(wǎng)裂)四種形式;如果按荷載類型可以劃分為荷載裂縫和非荷載裂縫(包括:溫縮裂縫和干縮裂縫兩大類);如果按路面有無沉陷可以劃分為沉陷性、疲勞性、以及非沉陷性早期裂縫等多種表征形式。

二、瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的主要原因

(一)路基、路面整體強(qiáng)度不足

由于設(shè)計(jì)、施工等過程中，造成瀝青混凝土路基、路面整體強(qiáng)度出現(xiàn)不足問題時(shí)，在路面較大承載負(fù)荷作用下，就會(huì)出現(xiàn)沉陷、車轍等引起裂縫病害。公路路面瀝青混合料中的強(qiáng)度主要由礦料間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力，以及結(jié)合配合瀝青礦料間粘結(jié)力以及瀝青本身凝聚力共同作用形成。當(dāng)公路里面瀝青混凝土材料在運(yùn)營(yíng)過程中其彎拉強(qiáng)度出現(xiàn)不足問題時(shí)，在路面承載超過設(shè)計(jì)運(yùn)行載重力作用下就會(huì)產(chǎn)生裂縫，也就是當(dāng)外部拉應(yīng)力作用大于路面基層運(yùn)行抗拉強(qiáng)度時(shí)，在反復(fù)超重荷載作用下，路面底部就會(huì)很快出現(xiàn)開裂損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)車轍或沉陷等危險(xiǎn)到安全形成的路面裂縫病害。

(二)瀝青材料出現(xiàn)老化現(xiàn)象

良好的養(yǎng)護(hù)制度和措施體系，是提高瀝青混凝土運(yùn)營(yíng)質(zhì)量和使用壽命的重要技術(shù)措施。當(dāng)公路養(yǎng)護(hù)措施不合理或落實(shí)不到位時(shí)，瀝青混合材料就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重老化，從而其應(yīng)用的變形性能就會(huì)大大減弱，路面也會(huì)逐步被拉斷拉裂，多呈現(xiàn)為龜裂病害。瀝青混合料性能、路面基層材質(zhì)、運(yùn)營(yíng)環(huán)境、施工水平、交通運(yùn)輸量、以及養(yǎng)活措施等均會(huì)引起瀝青材料出現(xiàn)老化，進(jìn)而引起瀝青路面發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞，造成不同程度的路面裂縫，影響行車質(zhì)量和安全水平。

(三)運(yùn)行環(huán)境不佳

1．溫度變化引起路面裂縫

瀝青混凝土路面發(fā)生非荷載裂縫主要原因是運(yùn)行環(huán)境中溫度變化不均引起的裂縫。實(shí)踐工程經(jīng)驗(yàn)可知，瀝青混凝土路面發(fā)生溫度裂縫主要表現(xiàn)為橫向裂縫，對(duì)于不存在分隔帶的路面，其橫向裂縫基本會(huì)貫通整個(gè)路面;而對(duì)于有中央分隔帶的爐前，會(huì)貫通半幅路面。由于運(yùn)行環(huán)境中的溫度變化，引起瀝青混凝土路面發(fā)生溫度收縮和溫度疲勞，進(jìn)而產(chǎn)生非荷載性裂縫。在溫度變化下，瀝青混凝土路面就會(huì)存在瀝青材料性能收縮或疲勞問題。當(dāng)路面收縮或疲勞拉應(yīng)力大于瀝青混合料應(yīng)有的抗拉強(qiáng)度時(shí)，路面就會(huì)產(chǎn)生裂縫病害。

2．路基凍漲引起路面裂縫

當(dāng)瀝青混凝土公路路基含水量較大，且設(shè)計(jì)、施工、以及后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)過程中，沒有建立完善可靠的排水系統(tǒng)時(shí)，冬季凍脹就會(huì)引起路面拱起進(jìn)而發(fā)生路面斷裂。

3．雨水侵滲破壞引起路面裂縫

當(dāng)瀝青混凝土路面運(yùn)行在降水頻率較大和降水量較多的地區(qū)，尤其是當(dāng)大量降水延續(xù)時(shí)間非常長(zhǎng)時(shí)，雨水就可能進(jìn)入到公路瀝青面層中。如果進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層中的雨水不能及時(shí)有效的排出，則車輛在通過瀝青混凝土面層時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生較大水壓力和抽吸力，就會(huì)引起瀝青面層發(fā)生脫落等不利情況，甚至?xí)斐陕访娉霈F(xiàn)局部松散并形成坑洞、唧漿等裂縫病害。

三、防止瀝青混凝土路面發(fā)生裂縫的技術(shù)措施

根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，通過合理路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算，設(shè)計(jì)出技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面均較為優(yōu)越的方案，確保瀝青混凝土路面具有較高強(qiáng)度和承載能力，進(jìn)而有效解決荷載型裂縫產(chǎn)生的問題［2］。

(一)完善的設(shè)計(jì)方案

在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，應(yīng)該注意瀝青混凝土路面產(chǎn)生裂縫的多方面問題，具體包括:

(1)在進(jìn)行半剛性瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)優(yōu)選抗沖刷性能好、干縮系數(shù)較小、溫縮系數(shù)較小、以及抗拉強(qiáng)度較高的半剛性材料作為路面基層，有效提高瀝青混凝土路面基層的強(qiáng)度。

(2)優(yōu)選松弛性能好較好的品質(zhì)優(yōu)良瀝青做公路路面瀝青面層，對(duì)于缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下，應(yīng)該優(yōu)選如SMA改善性瀝青來提高瀝青面層綜合性能。

(3)在公路路面穩(wěn)定度能夠滿足設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)該優(yōu)選針入度較大的瀝青作為公路路面瀝青面層，有效提高瀝青面層綜合性能水平。

(4)公路瀝青面層應(yīng)采用密實(shí)型瀝青混凝土，提高瀝青面層抗雨水侵蝕能力。

(5)要結(jié)合工程實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出性能較為優(yōu)越的合適瀝青面層厚度，確保公路半剛性基層在運(yùn)營(yíng)過程中通常不會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫，有效提高瀝青混凝土路面的行車質(zhì)量水平。另外，為了進(jìn)一步提高瀝青混凝土面層的抗溫度裂縫能力，可以在瀝青混凝土面層的基礎(chǔ)上采用橡膠瀝青或聚合物瀝青再做一封層，有效提高瀝青混凝土路面綜合質(zhì)量。也可以在瀝青混凝土面層中設(shè)置一層應(yīng)力消減(應(yīng)力吸收)中間層，以提高瀝青混凝土面層的抗拉裂性能。

(二)優(yōu)質(zhì)的施工工藝技術(shù)方案

嚴(yán)格控制瀝青混凝土路面半剛性基層施工碾壓過程中的含水量，要按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)要求，確保瀝青混合料中的含水量始終保證在最佳水平，有效提高瀝青混凝土路面施工質(zhì)量水平。當(dāng)半剛性基層碾壓施工完成后，應(yīng)采取有效的措施對(duì)瀝青混凝土路面進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)生;待養(yǎng)生結(jié)束后，要應(yīng)立即采用乳化瀝青做透層或封層;待透層或封層施工完成后，應(yīng)盡快進(jìn)行瀝青混凝土面層施工。

四、瀝青混凝土路面現(xiàn)有裂縫治理措施

為了防止雨水通過路面裂縫進(jìn)一步滲透到路面結(jié)構(gòu)中，對(duì)瀝青混凝土路面造成更為嚴(yán)重的破壞，必須采用有效的治理措施提高瀝青混凝土路面綜合質(zhì)量水平。對(duì)于細(xì)裂縫(裂縫寬度在2mm～5mm)可以采用乳化瀝青灌縫方式進(jìn)行裂縫處理。

對(duì)于大于5mm的粗裂縫而言，可以采取以下治理措施:

采用改性瀝青(如SBS改性瀝青)或密封膠進(jìn)行徹底灌縫處理。在灌縫前，應(yīng)按照裂縫走向進(jìn)行完善開鑿處理，并用吹風(fēng)機(jī)對(duì)縫內(nèi)雜質(zhì)進(jìn)行徹底清除，確?？p內(nèi)干凈、干燥。然后，采用粘貼帶在高溫條件下將其有效粘貼在縫隙上，并壓實(shí)。灌封處理法一般應(yīng)選擇在高溫天氣進(jìn)行施工。

對(duì)于路基不穩(wěn)定引起路面發(fā)生的網(wǎng)裂災(zāi)害處理時(shí)，可以采用石灰或水泥來對(duì)路基進(jìn)行加固處理，或采用注漿進(jìn)行加固處理，具體注漿處理深度可以根據(jù)路面裂縫具體情況而定，通常為20mm～40mm，選用含5%～10%消石灰或4%～6%水泥對(duì)地基進(jìn)行加固處理后，再對(duì)裂縫路面重做基層和瀝青面層。

由于基層軟弱或厚度不足引起路面網(wǎng)裂災(zāi)害處理時(shí)，應(yīng)先清掃干凈路面裂縫病害處，將乳化瀝青均勻地涂抹在路面裂縫病害處，待乳化后，再均勻地鋪上土工布加固材料，相接處應(yīng)預(yù)留15cm～20cm的重疊層。并在土工布上抹一層乳化瀝青，視乳化瀝青沉陷實(shí)際情況，將預(yù)先篩制挑選好的石屑或0cm～5cm碎石均勻鋪撒在乳化瀝青上，用1．5t～3t壓路機(jī)進(jìn)行徹底碾壓2遍～3遍后，待破乳完成及開放交通。

在瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)和施工過程中，只要采取積極有效的設(shè)計(jì)方案和施工技術(shù)措施，減少或杜絕引起路面裂縫各種不利因素的發(fā)生，才能徹底有效解決瀝青混凝土路面的裂縫問題，有效提高瀝青混凝土路面工程的安全舒適行車質(zhì)量水平。

［1］JTG F40－2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］．

［2］王西安．淺析瀝青路面常見病害及處治方法［J］．安徽建筑，2006，(5):26－29．

2012－03－08

李濤(1969－)，男，回族，工程師。