邱曉光

（陜西遠(yuǎn)通建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司，陜西 西安 710068）

0 引言

裂縫與車轍、坑槽等都是瀝青混凝土路面常見的病害形式。其中，路面裂縫的種類多樣，形成原因也比較復(fù)雜，是公路管理中重點(diǎn)防治的主要對象。根據(jù)以往的管理經(jīng)驗(yàn)，若瀝青混合料配制不合理，現(xiàn)場施工管理不到位，或公路投入運(yùn)行后超載貨車頻繁碾壓等，都是導(dǎo)致路面裂縫的主要原因。對于瀝青混凝土路面裂縫，要堅(jiān)持預(yù)防和治理的統(tǒng)籌兼顧。既要從公路的施工和維護(hù)中采取措施預(yù)防裂縫的出現(xiàn)，也要加強(qiáng)日常巡檢，在發(fā)現(xiàn)裂縫后第一時(shí)間查明其形成原因，制定針對性的解決方案，及時(shí)修補(bǔ)裂縫，保證行車安全，延長公路壽命。

1 瀝青混凝土路面裂縫病害類型及成因分析

1.1 橫向裂縫

路面橫向裂縫是指與路面中心線呈垂直狀態(tài)的裂縫，嚴(yán)重時(shí)裂縫會貫穿整副路面。橫向裂縫的寬度不一，既有2～3mm 的細(xì)裂縫，也有5mm 以上的粗裂縫。這類裂縫的形成原因主要有4 類：其一，路面施工時(shí)選用的瀝青混合料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，油石比設(shè)計(jì)不合理，混合料中瀝青比例偏低，而粗集料的比例偏高，導(dǎo)致混合料的黏結(jié)性不理想，在受到車輛反復(fù)碾壓后形成橫向裂縫；其二，瀝青混合料與當(dāng)?shù)貧夂驐l件不匹配，尤其是在北方地區(qū)，冬季氣溫較低，如果瀝青混凝土的低溫抗變形能力差，也會因低溫而收縮產(chǎn)生橫向裂縫；其三，瀝青混凝土的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)不規(guī)范，冷接縫處理不當(dāng)，導(dǎo)致接縫處沒有緊密結(jié)合，后期因?yàn)檐囕喺饎踊蚧覊m污染等，導(dǎo)致接縫擴(kuò)大形成橫向裂縫；其四，瀝青混凝土用量少或松鋪系數(shù)高，經(jīng)過碾壓后路面瀝青混凝土的厚度不足，無法滿足公路設(shè)計(jì)要求，一段時(shí)間后也會有較大概率發(fā)生裂縫[1]。

1.2 縱向裂縫

路面縱向裂縫是指與路線基本平行的一種裂縫，長度、寬度不等。導(dǎo)致瀝青混凝土路面出現(xiàn)縱向裂縫的原因有：一是在路基施工時(shí)，所用的路基填料與施工標(biāo)準(zhǔn)不配套。后期路基吸水并發(fā)生膨脹，導(dǎo)致上部的瀝青混凝土路面也出現(xiàn)裂縫；二是在改擴(kuò)建的公路中，加寬的新路面和舊路面所用的瀝青混凝土材料不一致，或舊路面未做好整平、清潔處理，導(dǎo)致新攤鋪的瀝青混合料與舊路面黏結(jié)效果不好，后期開放通車以后受到車輛碾壓，在新舊路面結(jié)合處容易發(fā)生縱向裂縫；三是公路路基邊坡的實(shí)際坡度低于設(shè)計(jì)值，在施工時(shí)出現(xiàn)了路基邊坡壓實(shí)度不夠的情況，出現(xiàn)滑坡后對路基產(chǎn)生擾動，進(jìn)而導(dǎo)致面層發(fā)生撕裂，形成縱向裂縫；四是公路工程建設(shè)中，為了追趕進(jìn)度、加快效率，路基鋪筑以后未等到完全固結(jié)便開始攤鋪和碾壓路面瀝青混凝土。后期路基繼續(xù)沉降，導(dǎo)致路面形成縱向開裂[2]。

1.3 網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫是指縱橫交錯(cuò)的裂縫，裂縫寬度一般在1mm 以上，裂縫之間的最大距離在50mm 以下，每一處網(wǎng)狀裂縫的面積在1m2左右。網(wǎng)狀裂縫屬于瀝青混凝土路面裂縫中危害中較嚴(yán)重的一種，會影響行車舒適性，并大幅縮短公路壽命。引起網(wǎng)狀裂縫的原因有以下幾類：其一，在路面發(fā)生橫向裂縫后，沒有及時(shí)采取治理措施，雨水及灰塵滲入裂縫后，導(dǎo)致裂縫不斷擴(kuò)張、發(fā)育，形成了網(wǎng)狀裂縫；其二，所用瀝青混凝土質(zhì)量不合格，例如擱置時(shí)間較長，瀝青混合料出現(xiàn)了離析現(xiàn)象或溫度大幅降低等，使用這些不符合施工要求的材料被進(jìn)行路面攤鋪碾壓，形成的路面抗變形能力不足，有較大概率出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫；其三，路面結(jié)構(gòu)中含有軟弱夾層，粒料層松動，水穩(wěn)定性差，隨著公路投入使用年限的增加也會形成網(wǎng)狀裂縫。

1.4 反射裂縫

從形成機(jī)理上來看，反射裂縫與溫度應(yīng)力、荷載應(yīng)力有密切關(guān)系。當(dāng)兩種應(yīng)力集中在瀝青混凝土面層的某處時(shí)，因?yàn)閼?yīng)力過于集中并超過了材料最大的抗拉強(qiáng)度，就會在瀝青混凝土面層的底部形成裂縫。同時(shí)該裂縫會在應(yīng)力作用下，由下往上擴(kuò)展，最終穿透路面形成反射裂縫。當(dāng)路面出現(xiàn)反射裂縫又沒能及時(shí)治理，在降雨天氣下積水滲透到基層，并在汽車的反復(fù)碾壓下出現(xiàn)唧漿，導(dǎo)致公路深層也遭到嚴(yán)重破壞。造成瀝青混凝土路面反射裂縫的原因，除了溫度明顯變化導(dǎo)致的溫度應(yīng)力、路面行車荷載增加導(dǎo)致的荷載應(yīng)力集中外，還與施工工藝有關(guān)。例如，在路面上加鋪瀝青面層前，未進(jìn)行路面檢查。若路面本身存在裂縫并且沒有及時(shí)治理，那么新鋪筑的瀝青面層也會因?yàn)榱芽p的發(fā)育而裂開[3]。

2 瀝青混凝土路面裂縫病害的預(yù)防措施

2.1 橫向裂縫的預(yù)防

在瀝青混凝土路面的各類裂縫病害中，橫向裂縫的發(fā)生概率較高?？梢試L試以下措施預(yù)防橫向裂縫的出現(xiàn)：其一，加強(qiáng)施工材料的質(zhì)量驗(yàn)收。制備瀝青混凝土?xí)r，除了要加強(qiáng)對瀝青、集料、礦粉等基礎(chǔ)材料的質(zhì)量控制外，還應(yīng)按照設(shè)計(jì)好的配合比制作混合料，并且對瀝青混凝土的坍落度等指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，確定符合施工要求后再進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)；其二，選用優(yōu)質(zhì)的改性瀝青，或在制備瀝青混凝土?xí)r加入適量的外加劑，以改善其低溫抗裂能力。同時(shí)保證瀝青混合料攤鋪溫度不低于120℃，保證壓實(shí)效果，也有助于預(yù)防橫向裂縫的發(fā)生；其三，加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)連續(xù)進(jìn)行，注意減少冷接縫數(shù)量。對于冷接縫要妥善處理，通常是在完成瀝青混凝土的攤鋪、碾壓后，使用切割設(shè)備將路面端部切割平齊，將切口處碎料清理后，使用熱拌瀝青混合料敷貼在接縫部位，使其預(yù)熱軟化。然后鏟除敷貼料，在切口處涂刷0.5km/m3的黏層瀝青，最后再繼續(xù)攤鋪新的瀝青混合料，可以保證接縫緊密結(jié)合；其四，根據(jù)瀝青混凝土的松鋪系數(shù)確定攤鋪厚度，如果松鋪系數(shù)較大，可適當(dāng)增加攤鋪厚度，這樣才能保證碾壓后的瀝青混凝土厚度達(dá)標(biāo)。碾壓結(jié)束并經(jīng)檢測壓實(shí)度、平整度達(dá)標(biāo)后，要立即開展養(yǎng)護(hù)，也有助于預(yù)防橫向裂縫的發(fā)生。

2.2 縱向裂縫的預(yù)防

路基施工質(zhì)量會對瀝青混凝土路面產(chǎn)生直接影響，因此要想預(yù)防縱向裂縫，必須要在路基施工階段采取質(zhì)量控制措施。所用的路基填料均需要經(jīng)驗(yàn)抽樣檢測，確定含水率、含泥量等各項(xiàng)指標(biāo)符合路基施工標(biāo)準(zhǔn)以后，方可填入路基。另外，在低洼路段進(jìn)行路基施工時(shí)，考慮到此處已發(fā)生地下水或雨水的匯集，還應(yīng)采取必要的防排水措施，防止路基材料吸水膨脹引起路面開裂。對于需要加寬處理的舊路面，應(yīng)當(dāng)在路面邊緣逐級進(jìn)行臺階處理，并且保證臺階表面平整、干凈，沒有松散的碎石或浮土。然后再攤鋪新的瀝青混凝土，采用分層攤鋪、層層壓實(shí)的方式，保證新的瀝青混凝土和舊路面能夠密切貼合。在高邊坡路段施工時(shí)，應(yīng)做好路基邊坡的穩(wěn)定性分析，對于邊坡巖層裂隙發(fā)育、土石松動的區(qū)域，要采取噴錨掛網(wǎng)支護(hù)等措施，保證邊坡穩(wěn)定，防止邊坡滑塌導(dǎo)致路基因不均勻而沉降，也是預(yù)防路面縱向裂縫的一種常見措施。路基施工結(jié)束后，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)養(yǎng)護(hù)，保證路基盡快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，為路面瀝青混凝土提供足夠支撐力，等到養(yǎng)護(hù)完成以后再開放行車，可以有效預(yù)防縱向裂縫的出現(xiàn)。

2.3 網(wǎng)狀裂縫的預(yù)防

相比于橫向或縱向裂縫，網(wǎng)狀裂縫對公路構(gòu)成的威脅更大。在發(fā)生網(wǎng)狀裂縫的地方，路面材料還會出現(xiàn)成塊脫落的情況，如果處理不及時(shí)將會在網(wǎng)狀裂縫處形成面積大小不等的坑槽，甚至?xí)π熊嚢踩a(chǎn)生威脅。預(yù)防網(wǎng)狀裂縫可采取以下幾種措施：其一，加強(qiáng)公路的檢查和維護(hù)，在發(fā)生路面輕微裂縫以后，盡快采取相應(yīng)的處理措施，避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)張和發(fā)育，可以有效防止網(wǎng)狀裂縫的出現(xiàn)；其二，路面施工所用的瀝青混凝土要加強(qiáng)質(zhì)量管理。以溫度為例，瀝青混凝土的拌和溫度、貯存溫度、運(yùn)輸至現(xiàn)場溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度等，均有明確的要求。技術(shù)人員應(yīng)對瀝青混凝土溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能保證瀝青混合料的各項(xiàng)性能達(dá)到施工要求，在后期取得理想的質(zhì)量效果；其三，根據(jù)公路的交通量科學(xué)設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)，保證路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可以滿足交通荷載的需求。在公路施工時(shí)，優(yōu)先考慮使用瀝青碎石柔性基層，增強(qiáng)路面在受到車輛荷載后的彈性變形能力，也是降低網(wǎng)狀裂縫發(fā)生的一種有效措施[4]。

2.4 反射裂縫的預(yù)防

結(jié)合反射裂縫的形成機(jī)理可以采取以下措施預(yù)防此類裂縫的發(fā)生：其一，嚴(yán)格控制路面行車荷載，尤其是加強(qiáng)大噸位貨車的檢查、監(jiān)管，嚴(yán)禁超載貨車上路，避免因?yàn)楹奢d應(yīng)力過大導(dǎo)致基層開裂；其二，要加強(qiáng)公路質(zhì)量檢測，由于反射裂縫最先出現(xiàn)在公路的基層，然后從下往上反射，最后才在路面表現(xiàn)出來。因此要想預(yù)防反射裂縫，必須要定期開展裂縫檢測，可以使用超聲波檢測儀進(jìn)行無損檢測，如果基層有輕微裂縫可以利用儀器檢測出來，從而做到早預(yù)防、早控制，避免路面反射裂縫的出現(xiàn)；其三，在既有路面上加鋪瀝青面層時(shí)，需要對路面進(jìn)行清理，并檢查有無裂縫。如果有裂縫，要將表層材料鏟除后，重新鋪設(shè)土工布或土工格柵，然后再加鋪瀝青面層，能夠降低反射裂縫的發(fā)生概率。

3 瀝青混凝土路面裂縫病害的解決對策

3.1 灌油修補(bǔ)法

在路面裂縫的寬度≤5mm 的情況下，可以選擇灌油修補(bǔ)法。其原理是將加熱至熔融狀態(tài)的瀝青，灌注到裂縫中，既可以起到封堵裂縫的作用，同時(shí)又發(fā)揮黏結(jié)效果，防止細(xì)小裂縫發(fā)育成為嚴(yán)重裂縫。其操作方法為：首先將待處理的裂縫清理干凈，可以使用帶尖嘴的高壓空氣槍，插入裂縫深處將內(nèi)部的灰塵、石渣等吹出。然后使用加熱設(shè)備將瀝青加熱至熔融狀態(tài)，將其倒入專用的噴灌設(shè)備中。調(diào)節(jié)好噴灌壓力以后，將瀝青材料灌注到裂縫中。在壓力作用下，瀝青可以滲透裂縫的深處，達(dá)到封堵效果。等到裂縫被瀝青填滿以后，在表面均勻撒上一層直徑在2～5mm 的石屑或粗砂，使用輕型壓路機(jī)沿著裂縫進(jìn)行碾壓。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后完成裂縫的修補(bǔ)。此類方法適用于橫向裂縫、縱向裂縫的治理。

3.2 開槽填料法

對于一些較寬、較長的橫縱裂縫、網(wǎng)狀裂縫，使用常規(guī)的灌油修補(bǔ)法不僅治理效果不理想，而且用料多、成本高。相比之下，選擇開槽填料法的綜合效果更好。其原理是以裂縫為基準(zhǔn)，向兩側(cè)拓展一定距離，開挖“V”型或“U”型凹槽，然后重新填筑與原有路面相同的瀝青混凝土材料，從源頭上消除裂縫。由于裂縫問題比較嚴(yán)重，在實(shí)際處理時(shí)通常還會采取多種方法相結(jié)合的方案，如圖1 所示。

圖1 瀝青混凝土路面裂縫的修補(bǔ)方法

結(jié)合圖1 可知，在開挖凹槽以后，在原中面層的底部敷貼了一層寬度為1.26m 的聚酯玻纖布，然后繼續(xù)在凹槽內(nèi)回填與原面層相同的瀝青混凝土，逐層填入、層層壓實(shí)，最后在上面層涂刷2～3 層改性乳化瀝青。通過采取綜合處理措施，可以徹底解決路面裂縫問題。該方法適用于比較嚴(yán)重的網(wǎng)狀裂縫或反射裂縫。

4 結(jié)語

隨著公路通車?yán)锍痰牟粩嘣黾?，公路管理任?wù)也在不斷加重。尤其是對于一些投入使用年限較長的瀝青混凝土公路，出現(xiàn)路面病害的概率較高。從統(tǒng)計(jì)情況來看，路面裂縫、車轍、泛油等是比較常見的病害類型。其中，裂縫的形成原因多樣，表現(xiàn)形式也不盡相同。縱向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫和反射裂縫等，都會對公路使用效果和整體壽命造成影響。對于路面裂縫，要堅(jiān)持預(yù)防為主，在路基、路面施工中，加強(qiáng)瀝青混凝土的質(zhì)量驗(yàn)收，嚴(yán)格管控現(xiàn)場施工工藝，可以顯著降低裂縫問題的發(fā)生。對于經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)的裂縫，則要第一時(shí)間采取相應(yīng)的處理，避免裂縫發(fā)育、擴(kuò)張，確保公路的正常使用。