瀝青路面裂縫病害成因分析及防治措施

王智文

山西一通監(jiān)理咨詢有限公司 山西大同 037006

109國道k397+174—k445+563段始建于1990年，設(shè)計行車速度為60公里/小時，路基寬度為12米，路面寬度為11.6米.路面結(jié)構(gòu)層為22cmC30水泥混凝土+30cm C15貧混凝土+15cm水泥穩(wěn)定砂礫基層。2005年對該段路面破碎板進(jìn)行修復(fù)，2012年對該段路面進(jìn)行加鋪4cmAC13改性瀝青混凝土+5cmAC20瀝青混凝土。

1 該段裂縫病害的成因分析

k397+174—k445+563段道路重型貨車比例高達(dá)80%以上。裂縫形成并出現(xiàn)較多的位置在行車道車輪碾壓處，而且重車道較輕車道裂縫多而且嚴(yán)重。滿負(fù)荷的車輛通過輪胎的狹窄作用點反復(fù)碾壓瀝青混凝土路面，導(dǎo)致面層疲勞程度加重，裂縫產(chǎn)生并不斷延伸，在雨雪的侵入后承載力值加劇降低，減弱了路面結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度應(yīng)力，使路況病害急劇上升。經(jīng)過對較嚴(yán)重裂縫處鉆探取芯樣分析發(fā)現(xiàn)，裂縫主要集中在瀝青混凝土路面的面層，縫寬平均為1cm左右[1]。

改造方案：首先對舊路縱橫縫、坑槽進(jìn)行修補(bǔ)處理，裂縫處理方式為：3mm以內(nèi)進(jìn)行人工灌道路密封膠處理；3mm以上進(jìn)行利用機(jī)械開槽后灌道路密封膠。舊路病害處理完成后，在原路面上灑一層粘層油，再灑1cm厚改性瀝青稀漿封層，然后再鋪筑6cm厚的AC-16型改性瀝青中粒式瀝清混凝土。

縱觀以往對瀝青混凝土路面出現(xiàn)裂縫的情行，綜合分析瀝青混凝土路面產(chǎn)生裂縫的幾方面成因既對應(yīng)的防治措施如下：

2 水泥混凝土面板反射產(chǎn)生的裂縫

通過對瀝青混凝土面層裂縫進(jìn)行鉆探取芯樣檢測，發(fā)現(xiàn)下層的水泥混凝土面板已存在裂縫，有的是施工縫，有的是加鋪瀝青路面前已形成的斷板裂縫，所以，出現(xiàn)在瀝青面層的這部分裂縫是受水泥混凝土面板反射所引起的。

2.1 防治措施

當(dāng)面層的下承層是水泥穩(wěn)定粒料基層時，盡量控制基層過早產(chǎn)生溫縮裂縫。除加強(qiáng)保濕養(yǎng)生外，在基層施工時盡量適度的增大粗骨料含量，水泥摻量不應(yīng)過高，避免因強(qiáng)度太高產(chǎn)生應(yīng)力裂縫。工地實際采用的水泥劑量宜比室內(nèi)試驗確定的劑量多0.5--1.0個百分點；采用集中廠拌法施工時宜增加0.5個百分點；采用路拌法施工時宜增加1個百分點[2]。

3 受溫度影響產(chǎn)生的裂縫

北方地區(qū)晝夜溫差大，而瀝青路面受溫度影響其受力性能影響非常大。眾所周知，瀝青在夏季高溫時延度較大，瀝青混合料的粘滯度大大降低，應(yīng)力松弛時間大大縮短，接近或小于荷載作用時間，當(dāng)受到反復(fù)的重載作用下，在臨界狀態(tài)下就會產(chǎn)生塑性變形。瀝青混合料在冬季低溫狀態(tài)下粘滯度較高，所表現(xiàn)出來的應(yīng)力松弛時間比較長，如果超出荷載的作用時間，瀝青混合料表現(xiàn)出彈性體的變形特征而產(chǎn)生裂縫。

因瀝青是一種對溫度變化十分敏感的粘彈性體材料，冬季溫度下降時，瀝青混合料變硬變脆并發(fā)生收縮變形，當(dāng)這種收縮變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力超出瀝青混凝土的拉應(yīng)力強(qiáng)度時，瀝青面層就會被拉裂，并逐漸向下延伸，形成上面層寬下面層窄的橫向裂縫。

防治措施：在溫差變化較大、高溫和低溫持續(xù)時間長的地區(qū)，可采用改性瀝青作為瀝青混凝土路面的材料，以改善瀝青混合料的路用性能，而且公路瀝清路面設(shè)計規(guī)范（JTG D50一2006）中規(guī)定：改性瀝青的基質(zhì)瀝青易選用稠度較低的瀝青。SBS改性瀝青混凝土具有很好的低溫抗裂能力，增強(qiáng)了路面的承載能力，對于防止路面產(chǎn)生裂縫具有很好的抑制作用，比使用普通瀝青的路面產(chǎn)生裂縫的幾率要低。

4 舊路基拓寬與新路基結(jié)合部產(chǎn)生的裂縫

在一些大、中修路面改造施工中，涉及到舊路基拓寬，由于邊部的土質(zhì)路基臺階處理不規(guī)范，以及新舊路基沉降量不同，分層填筑厚度及壓實度控制不當(dāng)，在建成通車一段時間后，一旦有雨水侵入，很容易引發(fā)縱向裂縫產(chǎn)生。如果邊坡不穩(wěn)定的情況下，極易發(fā)生錯臺。這種情況下面層裂縫一旦發(fā)生沖刷、唧漿就會產(chǎn)生以縫為中心的下陷形變，同時引發(fā)裂縫兩側(cè)產(chǎn)生更為嚴(yán)重的新裂縫，甚至網(wǎng)裂破壞。防治措施：在舊路基拓寬施工中一定要控制好新舊路基的銜接，按規(guī)范要求挖臺階，然后逐層填筑，必要時要鋪設(shè)土工格柵，以增強(qiáng)新舊路基的結(jié)合，提高新舊路基搭接處路基的穩(wěn)定性，使舊路基與已拓寬部分路基形成一個整體，改善了因新舊路基的不均勻沉降造成路面開裂。

5 路基沉降產(chǎn)生的裂縫

公路的路基就是路面的基礎(chǔ)，主要作用是承受車輛、路面及交通荷載的靜荷載和動荷載，同時，將這些荷載向地基深處傳遞與擴(kuò)散。路基沉降較為嚴(yán)重的地段，常常是在高填方路基，填、挖交界處，結(jié)構(gòu)物臺背填土處以及路基施工時沒有很好控制壓實的地段，從而引起路面結(jié)構(gòu)層承載力減弱而產(chǎn)生裂縫等現(xiàn)象[3]。

防治措施：路基沉降路段產(chǎn)生裂縫即說明此段落的土體強(qiáng)度較弱，不能承受路面?zhèn)鬟f下來的荷載。針對此種情況，宜采用軸閥管式靜壓注漿方法對土體進(jìn)行純水泥漿灌注。在細(xì)粒土中形成一根根的“柱體”與路基土牢固結(jié)合在一起，既起到土體滑動的摩阻作用，又起到增強(qiáng)土體承載能力的作用；在粗粒土中注入水泥漿液，使其添充到粗粒土的空隙中，形成一個板結(jié)的整體結(jié)構(gòu)。隨著增大注漿量，增強(qiáng)注漿壓力，勢必在土體中的水泥凝結(jié)體的密度增大，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更強(qiáng)，形成具有一定剛度的骨架結(jié)構(gòu)，從而改善了此處土體強(qiáng)度薄弱、承載能力低下的弱點，提高了土體強(qiáng)度，改變了土體受路面荷載作用變形的能力，增強(qiáng)了承載力和傳遞荷載的能力，從而達(dá)到抑制路面裂縫的產(chǎn)生。

6 結(jié)語

由于瀝青混凝土路面無論在行車、視覺方面都較水泥混凝土路面舒適，而且維修方便，所以近年來城市道路和其他公路建設(shè)都廣泛采用瀝青混凝土路面這種結(jié)構(gòu)形式，但瀝青混凝土路面裂縫會使路面承載力下降，再者，有水分沿著裂縫進(jìn)入路面會造成唧漿、網(wǎng)裂等病害，從而影響路面的使用性能。所以預(yù)防和及時治理裂縫是十分有必要的，從工程建設(shè)期的施工到投入運(yùn)營的養(yǎng)護(hù)工作都應(yīng)精細(xì)，并不斷探索創(chuàng)新工藝，早期維護(hù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，盡量減少路面裂縫的產(chǎn)生。