陳治國(guó)

(甘肅興隴交通工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高等級(jí)公路的里程不斷增加。為適應(yīng)高等級(jí)公路重交通對(duì)道路的要求，以無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定粒料(土)類為基層，瀝青砼為面層的半剛性路面被大量用于高等級(jí)公路路面。半剛性路面具有兩個(gè)較明顯的特點(diǎn)，一是具有較高的強(qiáng)度和承載能力，一般來(lái)說(shuō)，半剛性基層材料具有較高的抗壓強(qiáng)度和抗壓彈性模量，并具有抗彎拉強(qiáng)度，且他們都具有隨齡期而不斷增長(zhǎng)的特性，因此半剛性瀝青路面通常具有較小的彎沉和較強(qiáng)的荷載分布能力；二是半剛性基層剛度大，使得其上瀝青面層彎拉應(yīng)力值較小，從而提高了瀝青面層抵抗行車疲勞破壞的能力，甚至可以認(rèn)為半剛性基層上的瀝青面層不會(huì)產(chǎn)生行車疲勞破壞。

鑒于半剛性瀝青路面，強(qiáng)度、平整度及抗行車疲勞性能均好這一點(diǎn)，半剛性瀝青路面已經(jīng)成為目前我國(guó)高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)的主要形式。然而，隨著這種結(jié)構(gòu)形式的大量使用，逐步發(fā)現(xiàn)半剛性瀝青路面也存在一些嚴(yán)重問(wèn)題。半剛性瀝青路面裂縫問(wèn)題日益突出，并已經(jīng)成為該結(jié)構(gòu)的主要缺陷。根據(jù)一些資料調(diào)查顯示，不論南方還是北方，通車后一年最遲二年均出現(xiàn)大量裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對(duì)行車并我明顯影響，但隨著表面雨水或雪水的浸入，在大量行車荷載的反復(fù)作用下，會(huì)導(dǎo)致路面強(qiáng)度明顯下降，產(chǎn)生沖刷和唧泥現(xiàn)象，使裂縫加寬，裂縫兩側(cè)的瀝青面層碎裂，加速瀝青路面的破壞，影響瀝青路面的使用性能。

瀝青路面開(kāi)裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的。影響裂縫的主要原因有：瀝青和瀝青混合料的性質(zhì)、基層材料的性質(zhì)、氣候條件、交通量和車載類型以及施工因素等。作為半剛性基層瀝青路面其面層開(kāi)裂的原因大致可分為三種：

1 疲勞裂縫

如車轍一樣，瀝青路面的疲勞開(kāi)裂同樣是由于重復(fù)荷載的作用在車行道出現(xiàn)的一種破壞。疲勞開(kāi)裂的早期現(xiàn)象是路面在縱向出現(xiàn)不間斷的裂縫，之后，路面出現(xiàn)更多的變形。這種疲勞開(kāi)裂有時(shí)被稱為“龜裂”，因?yàn)槁访娴钠茐男螤铑愃朴邶數(shù)谋巢啃螤睢?duì)一些極端的情況，疲勞開(kāi)裂的最終結(jié)果是路面出現(xiàn)坑槽。

瀝青混合料，如果具有較高的剛度，路面結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形較小，則路面的疲勞開(kāi)裂較小。柔的材料，高的變形，高的應(yīng)力水平，則路面的疲勞壽命較低。因此，路面疲勞開(kāi)裂的機(jī)理很容易被理解，但產(chǎn)生的原因卻不十分容易被說(shuō)明。它不能簡(jiǎn)單地說(shuō)是材料的問(wèn)題，疲勞開(kāi)裂一般由多種原因引起。很明顯，必須有重復(fù)的疲勞荷載作用。一些其他的原因如差的路基排水將導(dǎo)致路面強(qiáng)度減弱、彎沉增大，路面出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂。差的設(shè)計(jì)、差的施工質(zhì)量同樣可以導(dǎo)致路面出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂。因此，弱的路面結(jié)構(gòu)、高的路面彎沉和重復(fù)荷載將很容易產(chǎn)生路面疲勞開(kāi)裂。

在許多情況下，重復(fù)荷載作用下的路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂沒(méi)有很多初期跡象，因此，必須加強(qiáng)路面的評(píng)價(jià)與養(yǎng)護(hù)。當(dāng)路面在設(shè)計(jì)年限很短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)開(kāi)裂，可能是路面受到重的荷載。

一般克服路面過(guò)早出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂有以下途徑：

1)充分考慮路面設(shè)計(jì)年限內(nèi)的重載交通；

2)利用隔水措施，保證路面土基干燥；

3)用厚的路面；

4)利用的路面材料在水的作用下不致出現(xiàn)多的減弱；

5)路面材料有一定的剛度。

2 低溫開(kāi)裂

路面的低溫開(kāi)裂主要與惡劣的環(huán)境因素有關(guān)。其主要特征是路面每隔一定距離出現(xiàn)橫向開(kāi)裂。瀝青路面的低溫開(kāi)裂主要有二種形式：一種是由于氣溫驟降造成面層溫度收縮，在有約束的瀝青面層內(nèi)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過(guò)瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度造成。在一般情況下，由于瀝青混合料具有良好的應(yīng)力松弛性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不致于產(chǎn)生過(guò)高的溫度應(yīng)力，但當(dāng)氣溫驟降時(shí)，由于瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長(zhǎng)，超過(guò)其極限拉伸應(yīng)變，便產(chǎn)生開(kāi)裂。此類裂縫多從路面表明產(chǎn)生向下發(fā)展。另一種是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的溫度循環(huán)，使瀝青混凝土的極限拉伸應(yīng)變變小，應(yīng)力松弛性能下降，將在溫度應(yīng)力小于抗拉強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生開(kāi)裂。一般認(rèn)為低溫開(kāi)裂與路面材料有關(guān)，硬的材料比柔的材料更容易出現(xiàn)低溫開(kāi)裂，瀝青在環(huán)境因素的作用下出現(xiàn)氧化就更容易出現(xiàn)低溫開(kāi)裂。因此，為了減少低溫開(kāi)裂，必須選用軟的瀝青，減少瀝青混合料的空隙率。

3 反射裂縫

這種裂縫是由于半剛性基層的干燥收縮或溫度收縮開(kāi)裂，在裂縫部位應(yīng)力集中使得瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。

在半剛性瀝青路面上現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣觀察表明，裂縫中相當(dāng)數(shù)量為半剛性基層先裂而導(dǎo)致瀝青面層開(kāi)裂的反射裂縫，這一比例常常超過(guò)50%。因此，反射裂縫成為半剛性瀝青路面的主要病害。在減輕半剛性基層瀝青路面反射裂縫方面的措施，概括起來(lái)大致分為以下5個(gè)方面：

1)當(dāng)瀝青罩面的厚度小于或等于14cm時(shí)不管基層厚度多大，只要基層抗壓強(qiáng)度超過(guò)12MPa，半剛性基層預(yù)切縫，我們?cè)诟拭C“劉白第九合同段”項(xiàng)目施工時(shí)，半剛性基層就實(shí)行了預(yù)切縫。

2)設(shè)置乳化瀝青處理集料防裂中間層或集料中間層。

3)采用高抗拉強(qiáng)度的聚合物網(wǎng)作為半剛性基層與瀝青層的中間層以延緩裂縫向上傳播。我們?cè)谏蜿?yáng)“沈棋”項(xiàng)目施工時(shí)，使用了土工隔扇中間層以減少路面裂縫。

4)提高瀝青路面厚度，選擇模量較低的瀝青混凝土和提高瀝青混凝土抗剪疲勞強(qiáng)度等措施以減少半剛性路面裂縫。

5)提高基層材料強(qiáng)度。

4 小結(jié)

我國(guó)在半剛性瀝青路面裂縫方面也做了不少工作。就目前來(lái)看我國(guó)在防治反射裂縫方面主要有三大部分：一是改善瀝青混凝土面層性能，如增加瀝青層厚度、加筋罩面層、使用改性瀝青等；二是設(shè)置應(yīng)力/應(yīng)變吸收薄膜夾層，如采用SAMI、土工織物、土工布、土工網(wǎng)格、粘接間斷層等；三是針對(duì)基層材料本身，選擇抗沖刷性好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小和抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料。

雖然以上各種措施都在實(shí)踐中得到了應(yīng)用，但目前各類措施的防治效果在定性、定量上很不一致。一方面表明應(yīng)對(duì)各種措施進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，另一方面也表明了目前各種措施的防治效果都十分有限。瀝青混凝土是溫度敏感性材料，其模量、強(qiáng)度與溫度密切相關(guān)，同時(shí)每一防治措施本身性能也受到溫度影響，因此，今后若對(duì)各種措施進(jìn)行不同溫度下防效果的系統(tǒng)評(píng)價(jià)是非常重要的。

[1]JTJ052-2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[M].北京：人民交通出版社，2000.

[2]JTJ032-94公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[M].北京：人民交通出版社，1994.