淺談瀝青路面裂縫的源頭控制與預(yù)防性養(yǎng)護

劉志強

（湖北省長陽縣公路局 長陽 443500）

半剛性基層瀝青混凝土路面由于具有表面平整、行車舒適、耐磨、噪聲小、施工周期短、養(yǎng)護維修簡捷等特點，被越來越多地應(yīng)用到高等級公路建設(shè)中，但是瀝青混凝土路面的裂縫問題一直困擾著養(yǎng)護、施工人員。近幾年，隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，車輛的行駛速度愈來愈快，車輛對路面行駛條件要求也愈來愈高。因此，對瀝青混凝土路面裂縫的預(yù)防與處理，是保證行車質(zhì)量、延長道路使用壽命的關(guān)鍵。

滬渝高速公路長陽龍舟坪連接線工程位于滬渝高速公路白氏坪收費站至長陽縣城龍舟坪鎮(zhèn)之間，是長陽縣最重要的客貨出口通道。該路設(shè)計等級為山縱一級，設(shè)計荷載汽－20，掛－100，設(shè)計行車速度80km／h，路面寬度20m，路面結(jié)構(gòu)為10 cm級配碎石墊層＋20cm 4%水穩(wěn)碎石下基層＋20cm 5%水穩(wěn)碎石上基層＋6cm AC－20下面層＋4cm AC－13上面層。由于該路是長陽縣的進出口通道，是一條景觀大道，更是長陽縣的門面工程，因此，做好該路的質(zhì)量管理工作特別是路面裂縫的預(yù)防與處治是一項非常重要的任務(wù)。

1 裂縫成因

（1）荷載裂縫。它是由行車荷載直接作用產(chǎn)生的裂縫。在車輪荷載作用下，半剛性基層的底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力大于半剛性基層的抗拉強度時，半剛性基層的底部就會很快開裂。在行車荷載的反復作用下，底部的裂縫會逐漸擴展到上部，使瀝青混凝土路面產(chǎn)生開裂破壞。這里有兩種情況：①超限車輛引起的荷載裂縫。由于其軸載遠大于設(shè)計標準軸載，因此對基層產(chǎn)生的拉應(yīng)力遠大于基層的抗拉強度，造成基層脆性開裂，并很快貫通整個基層，向上反射到面層形成反射裂縫；②在標準軸載以內(nèi)荷載的反復作用下，基層底面疲勞應(yīng)力大于基層的容許疲勞應(yīng)力時產(chǎn)生的慢性裂縫。

（2）非荷載裂縫［1］。它包括結(jié)構(gòu)性裂縫、溫干縮裂縫。由于受施工條件限制，半剛性基層在施工中不可避免地出現(xiàn)縱橫向施工縫，縫之間缺乏有效連接，不能傳遞彎矩和剪力，在行車荷載作用時，裂縫張開，并隨著行車荷載的反復作用，裂縫向上擴展到面層頂部，形成結(jié)構(gòu)性裂縫。瀝青面層在遭受冬季極冷氣溫或溫度反復變化時，由于表面和底面存在較大溫差，表面產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當其超過面層的極限拉應(yīng)力或疲勞應(yīng)力時，就會產(chǎn)生溫縮裂縫。半剛性基層的各種材料在加水拌和壓實后，由于水分蒸發(fā)和混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用，其含水量不斷減少，在不斷失水的過程中，半剛性基層內(nèi)部產(chǎn)生收縮應(yīng)變，由于道路橫向約束較小，體積收縮應(yīng)變而產(chǎn)生干縮裂縫。

（3）綜合裂縫［2］。它是由水、荷載和非荷載因素的不同組合而產(chǎn)生并擴展的裂縫。事實上，水對裂縫的產(chǎn)生雖不起直接作用，但對裂縫的發(fā)展卻起著非常重要的催化作用。由于水的侵蝕作用，瀝青與集料之間的粘性降低，抗拉強度明顯下降，滲入到基層頂面的水分還削弱了基層與面層之間的有效連接，對基層有軟化作用。在以上各因素的不同組合下，裂縫不斷變寬，產(chǎn)生支縫，裂縫斷面處出現(xiàn)松散現(xiàn)象，并進一步形成網(wǎng)裂或龜網(wǎng)裂，直致喪失路面使用功能。

2 裂縫預(yù)防

（1）深化設(shè)計。在瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計時，建設(shè)方除認真做好交通量調(diào)查和遠景交通量預(yù)測之外，還充分考慮了事實上的超限運輸對路面結(jié)構(gòu)的影響系數(shù)，為路面的強度設(shè)計提供了重要的依據(jù)。路面結(jié)構(gòu)采用級配碎石墊層加雙基層加雙面層，基層選用干縮性和溫縮性低的石灰石碎石，水泥選用低標號的水泥。面層料石要求質(zhì)地堅硬、棱角性強，扁平和細長顆粒含量低，集料中細集料比例應(yīng)盡量降低，其級配應(yīng)為骨架密實性結(jié)構(gòu)［3］。下面層采用重交70號瀝青，上面層采用改性瀝青和玄武石，增強耐磨性和溫度穩(wěn)定性。

（2）規(guī)范施工。控制基層料石級配，確保基層表面粗糙，增強與面層的連接性能。嚴格控制基層施工時的含水量和水泥用量。基層施工結(jié)束后，馬上噴灑乳化瀝青，并撒鋪3～8mm石屑，做好下封層，保護基層中的水分不致迅速失去。下封層施工完后，在一周內(nèi)完成瀝青下面層鋪筑，有效減少了基層因暴曬失水過快或晝夜溫差引起的溫干縮裂縫。嚴格瀝青與集料的進場檢驗，嚴格控制集料級配和油石比，保證適宜的出廠、攤鋪、碾壓溫度，保證供料和施工的連續(xù)性；認真做好各施工接縫處理。瀝青混合料從加工到運輸、攤鋪碾壓過程中應(yīng)采取措施，防止離析發(fā)生。特別注重透層和粘層的施工質(zhì)量，確保各層有效連接，整體受力。

（3）精細管養(yǎng)。全面貫徹預(yù)防性養(yǎng)護［4］，發(fā)現(xiàn)裂縫抓緊處理，減緩了裂縫的發(fā)展速度。及時清除路面積水，確保邊溝排水順暢。隨時清掃路面雜物，減少車輛剎車使用頻率。加強超限運輸管理，減少特大荷載對路面帶來的破壞性影響。

3 裂縫處治

（1）針對裂縫的不同情況，采取相應(yīng)的處理措施。對于寬度在1～5mm輕微的縱向或橫向、規(guī)則和不規(guī)則的裂縫直接灌縫，與路表齊平；寬度在5～15mm的裂縫，邊緣有大量松動，啃邊及支縫，不宜作開槽時，采用直接灌縫貼封處治；寬度在5～15mm的裂縫，路面瀝青混合料空隙率低，密實度較高，且裂縫邊緣無支縫，可按寬、深度比為1∶1的標準進行開槽灌縫處理；寬度在5～15 mm的裂縫，路面瀝青混合空隙率低，密實度較高，且裂縫邊緣有支縫，可按寬、深度比為1∶1.5的標準進行開槽灌縫處理，同時要沿主縫兩邊貼封，以封閉較小的毛細縫；寬度大于15mm以上的裂縫，按寬、深度比為1∶2的標準進行開槽灌縫處理，且用混合石屑嵌縫后再灌注密封膠，同時做貼封處理；對于局部輕微的網(wǎng)裂，只做貼封處理。

（2）對于不規(guī)則裂縫，開槽機沿裂縫正中位置運行，目的是除去原裂縫側(cè)壁老化及破損的材料，形成一個新的層面，以利于密封膠與原路面的結(jié)合。采用清縫機沿槽口走向進行刷縫處理，特殊槽口進行人工鋼刷來加強。然后用吹風機對槽口及周圍進行高壓吹風除塵。目的是清潔槽口，提高密封膠與槽壁的粘結(jié)力。采用空氣加熱槍對槽口進行加熱，目的是對槽口進行干燥處理，防止槽壁周圍存留水分。采用道路密封膠經(jīng)專用灌縫機加熱至所要求的溫度后，注入槽內(nèi)封閉裂縫并使膠隨溫度變化有一定的脹縮空間，對于20～50 mm的裂縫要加入混合石料嵌縫后再進行灌注。剛灌注完的槽縫不能立即開放交通，等密封膠充分冷卻后方可放行，一般在10～20min。根據(jù)情況和要求可以在開放交通前在裂縫表面撒薄薄一層石屑，以改善外觀和行車性能。

該項目自2008年建成以來，裂縫發(fā)展十分緩慢。這主要是做好了以下方面的工作：①在第一時間對結(jié)構(gòu)性裂縫進行了灌封，阻止了其進一步發(fā)展；②由于溫干縮裂縫在設(shè)計和施工階段已得到較好控制，出現(xiàn)數(shù)量較少；③嚴格超載運輸管理，有效防止了基層的脆性破壞；④路面養(yǎng)護及時，路面推擠和表層滲水現(xiàn)象不明顯。運行5年來，整個路面一直處于良好的使用狀態(tài)。

4 結(jié)語

瀝青混凝土路面裂縫雖不能完全避免，但正確認識其產(chǎn)生原因和發(fā)展規(guī)律，從設(shè)計、施工和養(yǎng)護上全面考慮，注重源頭控制與預(yù)防性養(yǎng)護，裂縫對路面的影響程度是可以有效控制的。建議各有關(guān)部門高度重視瀝青路面裂縫的預(yù)防與處治工作，努力探索裂縫防治的新思路、新方法，讓瀝青路面的優(yōu)異性能得到更好的發(fā)揮。

［1］楊成忠.瀝青混凝土路面非荷載性裂縫形成機理研究［J］.四川建筑科學研究，2006（3）：82－84.

［2］鎖利軍，王秉綱，鄭傳超.多孔混凝土基層縮縫處瀝青面層溫度應(yīng)力分析［J］.武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2011（3）：480－483.

［3］鄧學均.路基路面工程［M］.北京：人民交通出版社，2003.

［4］支喜蘭，王威娜，張 超，等.高速公路瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護對策研究［J］.公路，2009（2）：170－175.