柯生龍

（固原市凱達公路工程有限公司，寧夏固原 756000）

1 概述

1.1 研究的背景和必要性

隨著公路交通流量的日益增大，超載重載車輛現象非常嚴重。在環(huán)境氣候、地形條件、車輛載荷等因素影響下，無論是柔性材料還是剛性材料，路面都可能產生不同程度的開裂情況。路面開裂初期，對于道路的使用性能影響不大，但隨著時間的推移和雨水侵蝕加重，開裂處便會發(fā)生蔓延，在大量行車荷載的作用下，逐漸發(fā)展成為沉陷、翻漿等病害，對公路工程質量有很大影響，不僅影響人們正常出行，給交通和行車造成壓力，同時會造成巨大的經濟損失和社會資源浪費。

1.2 瀝青路面的結構特點

瀝青混合料是一種多孔隙結構的材料，在抗滑性、耐久性方面，具有高強度和良好韌性的優(yōu)點。瀝青路面的結構層分為面層、基層和墊層，瀝青結構層屬于柔性路面的范疇?；鶎邮窃O置在面層之下的結構層，與面層一起承載路面載荷，主要起到承重層的作用?；鶎映丝梢允褂萌嵝月访嬷?，還可以采用具有剛性的以水泥為主的混凝土來鋪設，或半剛性的材料。黏土和有機細粒土不適合作為路基的填料，如有條件限制，應摻入石灰水泥或者其他添加劑使用。

1.3 研究方法

采用了文獻綜述法和實例研究法。首先，分析了國內外的行業(yè)文獻，了解國外技術的發(fā)展情況和國內技術的應用狀況；其次，結合所學的知識及實踐經驗進行綜合闡述，介紹了瀝青路面裂縫成因，裂縫的種類和具體現象；再次，歸納分析出裂縫成因與當地氣候、周圍環(huán)境、施工技術以及面層材料等密切相關；最后，通過理論與實際相結合的方法，定性地分析總結，得出結論，并提出預防路面裂縫的方法和裂縫處置措施。

2 瀝青路面裂縫的形式及現象

2.1 橫向裂縫

橫向裂縫指的是裂縫與道路的中線近乎垂直角度的裂縫（見圖1）。橫向裂縫是瀝青路面在攤鋪施工完畢并碾壓成型后，由于溫度、濕度等因素影響，產生的一種病害。主要有以下幾個成因：一是溫度變化大。在氣溫大幅度下降之后，瀝青路面收縮變形受到了擠壓，出現的拉應力超出了瀝青層的整體抗壓力，導致橫向裂縫。比如，東北地區(qū)的瀝青路面容易產生橫向裂縫，其主要成因是降溫天氣多，晝夜溫差大。二是面層材料本身性質不同，強度等級不同，容易導致瀝青路面疲勞開裂。這種內在因素主要和瀝青的材料質量相關，瀝青過硬、強度偏低都有可能造成道路橫向裂縫。如果構造層的回填土沒有夯實，也容易由沉陷變成橫向裂縫[1]。

圖1 橫向裂縫

2.2 縱向裂縫

縱向裂縫一般是瀝青路面在攤鋪到碾壓過程中，由于溫度變化產生的開裂情況，還有一種情況是行車荷載過大形成的（見圖2）。主要成因有：混合料拌和物松散、級配不均勻等；施工縫位置和行車軌跡不符合規(guī)范要求；瀝青路面在攤鋪到碾壓的過程中，出現了縱向移動而產生裂縫；路基存在加寬需求，在加寬施工時，縱向碾壓沒有達到要求，從而造成加寬部位發(fā)生了沉降現象，實際的填土高度產生坡度，在結合處出現縱向裂縫。

圖2 縱向裂縫

2.3 網狀裂縫

網狀裂縫具體表現為橫向與縱向交叉相疊，縫寬呈均勻分布狀，寬度約為1～40mm（見圖3）。網狀裂縫是由以下幾種情況產生的：攤鋪機振動，使壓實度降低而出現局部空隙形成縫隙；施工人員操作不當，導致面層材料含水量過高形成網狀收縮應力，瀝青拌和施工過程中，拌和料的質量差、拌和時間過長都會使瀝青總體的強度大打折扣，各層之間的結合性出現問題，形成網狀裂縫；混合料溫度變化引起橫向移動，在寒冷地區(qū)，裂縫通常呈持續(xù)擴展狀，冰凍后的水不斷滲入，導致瀝青本身加速老化，抗形變能力下降，產生裂縫。

圖3 網狀裂縫

2.4 反射裂縫

反射裂縫常由路面粗糙不平引起（見圖4）。在瀝青路面施工過程中，壓路機碾壓不到位或輪跡凹凸過大而產生縱向或橫向移動。由于裂縫不能正常傳遞拉應力以及剪應力，路面基層失去抵抗應力作用，受長期溫度影響或者在交通荷載作用下，面層與帶裂縫的基層之間的裂縫尖端呈現集中性。通常反射裂縫分為溫度型反射裂縫以及荷載型反射裂縫[2]。

圖4 反射裂縫

3 瀝青路面裂縫成因

3.1 氣候環(huán)境因素

氣候環(huán)境對瀝青路面裂縫的產生有著非常重要的影響，氣溫過高或溫差過大都不利于瀝青混合料中各材料性能的正常發(fā)揮，也會使混合料產生較大幅度變形，從而導致開裂。由于夏季雨水天氣比較多，加劇了道路積水，直接進入路基層面層，造成瀝青路面開裂、松散等病害。冬季雨雪天氣也容易使積水灌入路基。無特殊材料保護的瀝青路面不宜長時間暴露于露天環(huán)境中。

3.2 設計方案因素

瀝青路面質量的好壞不僅與材料相關，也和施工工藝、設計方案等因素有很大關系。在進行了大量的現場調研和分析之后，經過統計歸納，了解到目前國內大多數公路都采用水泥穩(wěn)定碎石作為公路路面結構基層的主要材料。這種路基結構的穩(wěn)定性通常較差，所以在路面施工過程中，要特別注意控制混合料級配，盡量避免瀝青面層與水文情況的影響而導致設計不合理。在條件可控范圍內，盡量減少壓實的次數和級配的變化。在施工過程中，所使用的各種原材料都可能影響其質量，如若未全面考量材料和環(huán)境因素，則容易導致裂縫產生并擴大化的現象，從而使道路的功能不能完全發(fā)揮[3]。

3.3 施工技術因素

因施工技術不當，造成的瀝青路面開裂情況也十分常見。由于施工人員操作填土材料不規(guī)范，或者操作出現失誤后，沒有采取合理的補救措施，造成不合格的材料混入混凝土，瀝青混合料的溫度和濕度都會對其產生影響。如果拌和不好，或者表面松散都有可能造成面層出現開裂、板結等病害問題。另有一些施工單位為了壓縮工期和成本，對瀝青混合料的配置缺斤少兩，進行攤鋪工作時也沒有認真對待，給道路質量埋下較大的安全隱患。

3.4 面層材料因素

在實際的瀝青混合料拌和過程中，原材料質量不合格、拌和不均勻等成因，會導致產生不同程度的裂縫。例如，粗集料離析產生裂縫；粗集度不夠或過密而導致空隙率過大；級配不均勻或者材料含水量過大等問題，都可能引起裂縫。另外，由于瀝青混合料在高溫下產生收縮，也會使瀝青面層出現裂縫，導致早期路面強度降低。因此，需要采取有效措施，控制混合料級配、粗細集料含量以及含油率等問題，以保證其滿足設計要求，減少后期養(yǎng)護過程中瀝青面層的裂縫現象，從而提高路面使用性能及行車舒適度。

4 瀝青路面裂縫的預防措施

4.1 合理選擇材料

在瀝青路面的施工過程中，材料選擇是關鍵。通過分析研究國內外先進技術及設備，可以發(fā)現我國目前所使用的各種路面原材料均存在缺陷或不足之處。通過試驗確定最合適于國內環(huán)境條件、滿足工程要求、達到預期效果的原料品種。首先，根據工程實際情況，進行科學合理的選用，結合所處的地域條件、水文因素等數據。其次，滿足經濟性要求，選用的材料因地制宜，最好是當地產出的優(yōu)質材料以節(jié)省運輸成本。瀝青的選用最好考慮松弛型材料，保證瀝青的延展度和塑性，并在瀝青中適當加入添加劑，提高在低溫環(huán)境下的抗裂性能和高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性。

4.2 優(yōu)化施工工藝

瀝青路面施工工藝的好壞，直接影響瀝青混合料的拌和質量。應嚴格控制原材料配合比、攪拌時間等條件進行合理設計。在混合料拌和過程中，必須嚴格按照設計要求配合比進行操作，并保持均勻一致，還需對拌和機的性能參數認真分析研究，并根據現場實際情況不斷調整設計方案。在攤鋪前，要對基層進行清理，以防止雨水沖刷后壓實不充分而產生裂縫。還應注意加強對溫度變化和濕度情況的觀測分析，選擇合適的時間施工。最后，路面碾壓時應控制好速度與厚度，避免過快或過慢造成撕裂現象發(fā)生。注意攤鋪機在作業(yè)期間不得出現超幅、振動及跑模等行為。通過不斷摸索和實踐，使瀝青路面施工工藝滿足工程要求，且具備較高的可靠性和安全性[4]。

4.3 加強道路養(yǎng)護管理

路面養(yǎng)護是瀝青公路施工中的一個重要環(huán)節(jié)。在日常維護工作中，應注意以下幾個問題。

4.3.1 及時處理路面積水和滲水情況，由于瀝青混合料本身性能不穩(wěn)定，如遇溫度變化較大、泡水等因素容易造成強度不足，導致其抗裂性較差而出現裂縫。

4.3.2 及時處理路面開裂情況，如果有開裂的路面要及時處理。對于已經損壞或破損的部分要用鋼絲繩固定，用防護板保持位置不變和尺寸一致；對于未能及時處理的，要及時放置警示牌，以免影響道路安全。

4.3.3 加強有損路面的巡檢，及時清理路面散落的石塊、鐵塊、磚頭等硬物，嚴禁履帶式車輛直接碾壓路面進行作業(yè)。在實際使用過程中，要根據不同的路段環(huán)境和等級，采取相對應的維護措施，良好的養(yǎng)護工作對提高道路質量、保證行車安全具有舉足輕重的作用。

5 路面裂縫的處置措施

5.1 瀝青補縫法

瀝青路面產生裂縫后，也可以使用瀝青補縫法進行修復。如果裂縫的寬度在10mm 以內，可以在表面噴灑瀝青料，然后壓實。在氣溫過低的地方，適合采用乳化瀝青進行封層處置。如果裂縫的寬度過大，則需要填充改性瀝青，可以更好地深入路基，凝固速度也更快。在瀝青路面修補之前，盡量將裂縫中的雜物清理干凈，對縫隙邊緣稍加修整。填充時，先用液化氣對縫隙進行加熱，有利于提高縫隙和填充物的黏性。這種方法是我國瀝青路面裂縫處置的常用技術，對提高公路使用質量、保證行車安全具有重要意義。

5.2 注漿加固法

注漿加固法是一種用于瀝青路面施工的技術，將水泥、集料、水和其他材料按照一定的比例與瀝青均勻混合，形成具有一定強度及黏結能力的流體混凝土。調配后，通過注漿器將其注入裂縫內部，由于漿液自身具有很強的黏結力，提高裂縫處的整體承載力，修復裂縫。這種方法具有良好的經濟性，使道路結構得到充分的利用[5]。

5.3 加鋪罩面法

瀝青路面經長時間使用，出現大面積裂縫，嚴重影響路面行車安全。這種情況下可以使用加鋪罩面法進行病害處置。常見的瀝青罩面有兩種形式，冷薄層罩面和熱薄層罩面。冷薄層罩面是在常溫條件下，在乳化的瀝青中摻入砂石材料，進行拌和，攤鋪后壓實。相對于加熱后的混合料而言，這種方式更加節(jié)約能源，同時對于施工條件也沒有過高的要求。熱薄層罩面具有良好的修補效果，使修補后的瀝青路面具有更長的使用壽命。熱薄層罩面技術需要的成本造價相對偏高，同時修補后路面會升高，施工時，需要綜合各方面因素進行考量。

5.4 表面刷涂法

表面刷涂法也是一種常見的裂縫處置措施，適用于寬度在2～5mm 的裂縫。先將瀝青加熱后，調至濃稠度較低，沿著縫隙均勻刷涂，反復刷涂幾次直至表面平整。除了采用瀝青刷涂之外，還可采用密封膠類物質進行刷涂。常溫密封膠是一種有機大分子物質組成的膠質，其密度大于水，有良好的流動性，刷入縫隙處可沿著混凝土向下滲透，進而彌補裂縫。在常溫狀態(tài)下，4～5h 可凝固，凝固后殘留物比較接近路面原色，可以減少對來往行人的視覺沖擊。

6 結語

瀝青路面裂縫是一種很常見的現象，瀝青路面裂縫成因有很多種。對于瀝青路面養(yǎng)護，建議以預防為主，如遇到裂縫問題，及時采取合適的方案進行修補，以免擴大影響。只有不斷學習先進的技術方案，在實踐中不斷總結，才能更好地應對頻發(fā)的各種情況，減少路面病害，保證道路整體工程質量，為我國的道路運輸事業(yè)發(fā)揮更大的作用。