董 贏 聰

(山西誠(chéng)達(dá)公路勘察設(shè)計(jì)有限公司晉中分公司，山西 晉中 030600)

1 概述

這些年來(lái)，隨著公路建設(shè)的日益發(fā)展，國(guó)家對(duì)于公路工程的要求也愈發(fā)嚴(yán)格。瀝青路面由于其美觀性好、降噪性高、行車舒適性佳而在公路工程中被廣泛運(yùn)用。為了有效提升瀝青路面質(zhì)量、優(yōu)化公路路用性能，研究公路瀝青路面裂縫成因及防治措施意義重大。相關(guān)施工單位應(yīng)該嚴(yán)把瀝青路面施工中的各個(gè)環(huán)節(jié)以及關(guān)鍵技術(shù)，將有關(guān)質(zhì)控措施落到實(shí)處，以保障路面施工效果，同時(shí)有效預(yù)防并處治瀝青路面裂縫，最終確保公路交通的良好運(yùn)行。

2 公路瀝青路面的裂縫成因

2.1 荷載裂縫

根據(jù)相關(guān)研究顯示，公路上的重型交通相較普通交通對(duì)于路面會(huì)造成更大的破壞。當(dāng)重型交通引發(fā)的路面彎拉應(yīng)力超過(guò)路面的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，則會(huì)在公路中引發(fā)荷載裂縫。通常情況下，考慮到重型交通引發(fā)的基層彎拉應(yīng)力遠(yuǎn)超面層，因此會(huì)先產(chǎn)生基層裂縫，進(jìn)一步由基層裂縫延伸至面層，引發(fā)面層裂縫。

2.2 溫度裂縫

考慮到在瀝青路面公路中，各結(jié)構(gòu)層材料在特性以及導(dǎo)熱性方面大不相同，使得不同結(jié)構(gòu)層中的溫度存在差異，并產(chǎn)生了一定的溫度梯度，尤其是在外部氣溫變化較大時(shí)，層間的溫度梯度更為明顯。不同結(jié)構(gòu)層中的溫差使得層與層之間具備各不相同的溫度應(yīng)力，進(jìn)而由層間溫度應(yīng)力引發(fā)溫度裂縫，一般來(lái)說(shuō)可以將溫度裂縫劃分為溫度疲勞裂縫以及低溫收縮裂縫兩種類型。

2.3 反射裂縫

由于半剛性基層需要較長(zhǎng)的養(yǎng)生時(shí)間，因此其對(duì)外界溫度及濕度變化非常敏感。尤其是在施工質(zhì)量不佳的情況下，外界溫度及濕度變化更容易引發(fā)半剛性基層產(chǎn)生溫度疲勞裂縫或低溫收縮裂縫。與此同時(shí)，基層會(huì)因?yàn)榕c路基間的磨阻力而在其內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力不斷增長(zhǎng)直至超出基層抗拉強(qiáng)度后，則會(huì)引發(fā)基層開裂，在開裂部分即形成了受力薄弱點(diǎn)，而在公路交通運(yùn)行過(guò)程中，在荷載作用力與溫度應(yīng)力的不斷影響下，應(yīng)力極易集中在受力薄弱點(diǎn)，進(jìn)而致使面層產(chǎn)生了由底部向上部發(fā)展的反射裂縫，反射裂縫會(huì)在交通荷載以及外界氣溫的影響下愈演愈烈。

3 公路瀝青路面裂縫的預(yù)防措施

3.1 設(shè)計(jì)階段的預(yù)防措施

在公路瀝青路面設(shè)計(jì)階段，需要關(guān)注以下要點(diǎn)：其一，妥善開展承載力調(diào)查，并將非常規(guī)承載力導(dǎo)致的路面變形考慮在內(nèi)。同時(shí)充分考慮項(xiàng)目所在地氣候特征，確保路面設(shè)計(jì)符合所在地的施工需求。其二，應(yīng)盡可能配置抗收縮性能強(qiáng)、抗沖刷性能好、強(qiáng)度高的粒料類材料作為基層用材，進(jìn)而將產(chǎn)生收縮裂縫的概率降到最低。其三，應(yīng)盡可能配置具備較優(yōu)抗開裂能力的瀝青作為路面用材，在確保瀝青穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，盡量配置針入度大的瀝青，進(jìn)而將收縮裂縫產(chǎn)生的概率降到最低，例如可選用抗開裂能力顯著的SMA作為面層用材。其四，應(yīng)合理設(shè)計(jì)面層厚度，在現(xiàn)階段的設(shè)計(jì)中，瀝青面層厚度往往控制在150 mm～250 mm，以此有效避免反射裂縫的發(fā)生。此外，瀝青面層厚度可依據(jù)具體狀況適當(dāng)加大，而厚度的加大則可以在強(qiáng)化路面彎曲剛度的同時(shí)，有效延長(zhǎng)路面的使用壽命。

3.2 施工階段的預(yù)防措施

在公路瀝青路面施工階段，需要關(guān)注以下要點(diǎn)：其一，應(yīng)盡量采用連續(xù)施工的方式，一方面確保公路各層連接的緊密程度，另一方面將層間污染降到最低。待透層或粘層完工后，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將瀝青面層施工到位，具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)將瀝青面層與半剛性基層的施工時(shí)間控制在一年內(nèi)。其二，確保半剛性基層養(yǎng)護(hù)到位。半剛性基層在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸緊密、強(qiáng)度逐漸提升，一般應(yīng)該在半剛性基層壓實(shí)到位或者養(yǎng)護(hù)到位時(shí)，采用乳化瀝青施作透層或封層。其三，合理鋪設(shè)防裂層及下封層。將防裂層布設(shè)于面層與基層間，可將基層產(chǎn)生的應(yīng)力有效吸收，進(jìn)而避免反射裂縫的發(fā)生。此外，還可以將基層劃分為上下兩個(gè)部分，上部配置級(jí)配優(yōu)良的碎石，通過(guò)碎石與下部基層形成組合結(jié)構(gòu)。碎石基層一方面可以優(yōu)化基層的排水性能，另一方面還可以有效防控反射裂縫。而通過(guò)在半剛性基層下部布設(shè)下封層，則可以有效防控雨水滲透，常見的下封層材料有乳化瀝青稀漿等。其四，確保集料質(zhì)量過(guò)關(guān)，要通過(guò)嚴(yán)格的材料審核機(jī)制，確保集料清潔、粉塵含量低、針片狀集料占比在允許范圍內(nèi)，同時(shí)還要確保集料的配比符合要求。其五，做好瀝青的碾壓工作。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)準(zhǔn)備多臺(tái)碾壓機(jī)具，同時(shí)還要確保光輪壓路機(jī)及膠輪壓路機(jī)配置得當(dāng)，在碾壓過(guò)程中，應(yīng)確保碾壓機(jī)具緊跟攤鋪機(jī)，以保障碾壓成效。

4 公路瀝青路面裂縫的處治措施

4.1 灌縫

在瀝青路面裂縫的處治措施中，灌縫最為常見，一般來(lái)說(shuō)，針對(duì)基層開裂問(wèn)題，往往選用壓漿法實(shí)施灌縫，針對(duì)面層開裂問(wèn)題，往往選用灌縫膠或者是改性瀝青實(shí)施灌縫。以開槽法灌縫為例，該方法適用于較寬的裂縫，具體操作為在開裂部位利用切縫機(jī)鑿出深15 mm～20 mm、寬10 mm～15 mm的溝槽，進(jìn)一步利用路面灌縫機(jī)，在溝槽中澆筑密封膠等灌縫材料，待灌縫材料冷卻到位后及時(shí)妥善清理路面，即可恢復(fù)交通。開槽法灌縫可以將開裂部位與周邊路面有效固結(jié)，進(jìn)而防止雨水從開裂部位滲漏?？偟膩?lái)說(shuō)，開槽法灌縫具備較長(zhǎng)的使用年限，但會(huì)耗費(fèi)較多的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。以改性瀝青灌縫為例，改性瀝青灌縫適用于寬度不超過(guò)3 mm的裂縫。在具體操作中，先采用鐵鉤將開裂部位雜物妥善清理，進(jìn)一步采用吹風(fēng)機(jī)清理開裂部位的泥土等細(xì)屑，然后借助專用注射器在開裂部位注入改性瀝青，進(jìn)一步適當(dāng)灑入細(xì)砂，隨后實(shí)施養(yǎng)護(hù)，待養(yǎng)護(hù)2 h后方可恢復(fù)交通。

4.2 稀漿封層

在開裂病害的初發(fā)時(shí)期，可以運(yùn)用稀漿封層法將開裂病害有效遏制，常見的封層材料有乳化瀝青等。同時(shí)，通過(guò)稀漿封層法，可以在防治路面唧漿病害的同時(shí)，有效優(yōu)化路面的耐磨特性，進(jìn)而降低路面的返工返修率。值得注意的是，稀漿封層法需要的穩(wěn)定期較長(zhǎng)，因此在裂縫防控性能上有所欠缺。

4.3 罩面

罩面技術(shù)即為薄層罩面處治技術(shù)，該處治技術(shù)具備較高的經(jīng)濟(jì)性，在瀝青路面養(yǎng)護(hù)以及中修工作中較為常用。在薄層罩面處治的選材過(guò)程中，要盡可能選用熱穩(wěn)定性好、耐水性強(qiáng)的瀝青材料，同時(shí)還要確保選用的瀝青施工適用性好、技術(shù)性能達(dá)標(biāo)。此外，在薄層罩面處治措施實(shí)施過(guò)程中，還應(yīng)該及時(shí)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況調(diào)整瀝青配比，以確保瀝青混合料適用于具體的裂縫處治需求。

4.4 路面再生

現(xiàn)階段的路面再生技術(shù)，主要包含冷再生以及熱再生，這兩種技術(shù)具備不同的施工工藝，然而其原理都是通過(guò)破碎、摻加、攪拌、鋪筑等工藝再利用舊有瀝青材料，進(jìn)一步施工再生路面層。通常情況下，再生層不具備較長(zhǎng)的使用壽命，因此往往需要依據(jù)具體的公路等級(jí)要求，適當(dāng)加鋪封層或是面層，以優(yōu)化再生層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

5 結(jié)語(yǔ)

在瀝青路面施工過(guò)程中，裂縫的防治至關(guān)重要。施工單位務(wù)必要充分重視裂縫防治工作，在充分考慮現(xiàn)場(chǎng)特征、設(shè)計(jì)要求、地質(zhì)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，從預(yù)防和處治兩個(gè)層面入手，在公路設(shè)計(jì)階段以及施工階段確保裂縫防治到位。當(dāng)裂縫發(fā)生時(shí)，則要合理采用灌縫、稀漿封層、罩面、路面再生等手段及時(shí)處治裂縫，以預(yù)防裂縫的發(fā)展和惡化，最終為公路上部的交通運(yùn)行提供有力保障。