瀝青路面半剛性基層反射裂縫成因及修補措施論文
摘要：本文就城市道路瀝青路面產(chǎn)生裂縫產(chǎn)生的原因、危害進行分析，并提出相應(yīng)的對策。
關(guān)鍵詞：瀝青路面 半剛性基層 反射裂縫 成因 修補措施
0 引言
隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟建設(shè)事業(yè)的日益飛速發(fā)展，高等級城市道路及公路越來越普及既是經(jīng)濟發(fā)展和城市交通承載功能提升的需求，也是城市交通現(xiàn)代化的一個重要標志。特別是對于路面外觀及平整度越來越高的要求，行車舒適程度，既體現(xiàn)了公路設(shè)計的以人為本，又反映出施工單位技術(shù)質(zhì)量科技等綜合能力和水平。從近年來城市道路建設(shè)的質(zhì)量看，總體效果不錯。但是由于施工隊伍的水平參差不齊，也發(fā)現(xiàn)一些城市道路、公路的部分路段仍有不同程度的裂縫產(chǎn)生。下面結(jié)合自己工作實踐，就城市道路瀝青路面產(chǎn)生裂縫產(chǎn)生的原因、危害進行分析，并提出相應(yīng)的對策。
1 成因及癥狀描述：
在包頭周邊地區(qū)，公路的結(jié)構(gòu)層從上之下一般為5—10厘米瀝青面層（1—2層）+（20—40厘米）厚（1—2層）水泥穩(wěn)定土基層+20厘米厚天然砂礫底基層。市政道路的結(jié)構(gòu)層從上至下一般為10厘米厚2層瀝青砼面層+（20—40厘米）厚（1—2層）石灰粉煤灰穩(wěn)定砂礫基層+20厘米厚天然砂礫墊層。公路及市政道路的兩層基層一般在上基層摻加30%—50%碎石，以確保上基層原材料的級配及強度。
瀝青面層的抗拉強度是較低的，道路瀝青面層的裂縫形成主要是基層的反射裂縫，在基層產(chǎn)生裂縫后，在溫度和行車荷載作用下，裂縫逐漸反射到瀝青表面。經(jīng)施工現(xiàn)場觀察，路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似，主要以橫向裂縫居多，局部也有縱向裂縫，以下就兩種裂縫進行分析：
1.1 橫向裂縫：橫向裂縫是由于瀝青面層和基層、底基層溫度收縮造成的。這種裂縫一般不可避免。因為基層、底基層為半鋼性結(jié)構(gòu)具有高強度，雖然整體性好、強度高、變形小，但對溫度變化的影響十分敏感，進入10月份氣溫到了+5℃以下后開始收縮，在氣溫降到最低溫度-35℃左右時收縮到極值，產(chǎn)生最大極限裂縫。已有的研究表明：半剛性瀝青路面在重、輕冰凍地區(qū)產(chǎn)生裂縫的主要原因是溫度收縮，而溫度收縮又與半剛性材料的類型、材質(zhì)、成型溫度等因素有關(guān)，以下就橫向裂縫較嚴重的現(xiàn)狀進行分析。
1.1.1 基層底基層強度高導(dǎo)致橫向裂縫間距加大、加寬：基層底基層強度高導(dǎo)致半剛性瀝青面層結(jié)構(gòu)內(nèi)部抗拉應(yīng)力變大。在溫度逐步降低時，結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉應(yīng)力逐步增大，大于結(jié)構(gòu)的抗彎拉應(yīng)力時，溫縮裂縫產(chǎn)生。由于內(nèi)部抗拉應(yīng)力增大，內(nèi)部拉應(yīng)力的累計長度也增長，使裂縫間距變長，而結(jié)構(gòu)收縮量是一定的，裂縫間距長，則縫寬度必然大。這與我們觀察的道路現(xiàn)狀是一致的。
1.1.2 基層未切縫或切縫未起到作用：第一條提到的原因可用基層切縫的辦法解決，如果采用5—10米的基層切縫，則可使溫縮裂縫間距同步降至5—10米，裂縫寬度亦可降至不影響道路面層質(zhì)量的寬度，但由于一些工程工期緊張或是作業(yè)人員為領(lǐng)會到切縫的真正意圖，在基層養(yǎng)護強度不足時即切縫，在后期道路通行的情況下導(dǎo)致切縫重新閉合并板結(jié)，使切縫失去意義，此也是一個重要原因。
1.1.3 我們知道半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)中骨料原材料中砂粒以上顆粒的溫度收縮性較小，粉粒以下的顆粒溫度收縮性較大，二灰砂礫中粉料多于水穩(wěn)砂礫，收縮系數(shù)亦大于水穩(wěn)砂礫。這也是市政道路反射裂縫較公路嚴重的原因之一。
1.1.4 除產(chǎn)生裂縫的內(nèi)部因素(盡量減少細粒料，增大粗顆粒，控制顆粒級配，控制粉料用量)外，施工現(xiàn)場最低氣溫的控制是路面出現(xiàn)裂縫的重要原因。如果施工時氣溫偏低(等于或低于規(guī)范要求5℃)，則強度上升慢，基層本身產(chǎn)生的強度，不足以克服溫差產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，因而造成裂縫。這與我們修建的幾條道路情況是相符的。
1.2 縱向裂縫分析其原因為：主要成因為瀝青面層分幅攤鋪時，兩幅接茬未處理好，在行車載荷作用下，形成縱縫。路基中如存在病害也是縱縫的成因之一，如地下障礙物或軟基處理不當?shù)鹊取?/p>
2 裂縫形成后對道路的危害
道路出現(xiàn)裂縫要及時治理，否則灌進雨雪水冬天凍融后，對道路的破壞將非常嚴重。進水后道路病害破壞的發(fā)展一般可分為三個階段。第一階段，初期表現(xiàn)為裂縫部位鼓脹，沿裂縫逐漸形成微量凍融松散灰土粉化，材料密度降低，將面層材料拱起，出現(xiàn)驢脊背現(xiàn)象；第二階段為沿裂縫灌入雨雪水，存于水泥碎石與瀝青路面的結(jié)合層之間，由于行車碾壓推擠摩擦做用，將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用唧出。如遇連陰雨天氣水泥碎石層以上灌入的雨雪水使路面出現(xiàn)嚴重推擠，將瀝青粒料和水泥碎石粒料磨成漿狀物唧出，及通常所說的，唧漿病害。經(jīng)過兩到三年的裂縫開閉，縫口瀝青混凝土在凍融和行車的作用下密度降低，雖然進入冬季，一般從路面上看不見裂縫。第三階段為，形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下長期出現(xiàn)唧漿，路面出現(xiàn)坑凹，甚至出現(xiàn)搓板路，隨時間的推移，將導(dǎo)致龜裂病害的發(fā)生。嚴重時路面粒料被行車推擠帶走，出現(xiàn)路表面開裂性坑槽，道路縱向裂縫如治理不及時，長時間雨雪水的灌入，2米以外部分滑動加快，行車道在重載車的作用下，在3—4米部位出現(xiàn)第二道裂縫，這時第一道與第二道裂縫之間形成一個板塊，這一板塊開始下沉，出現(xiàn)順行車道區(qū)一個U型路面帶，嚴重時對路面發(fā)生條塊形碎裂，對行車的影響非常大。
道路出現(xiàn)裂縫由于目前所采用的基層的結(jié)構(gòu)形式（強基薄面）和選用材料以及北方氣候的影響是不可避免的，但是出現(xiàn)裂縫就要及時有效的治理，并防止其發(fā)展到路面龜裂，出現(xiàn)坑槽以及碎裂等嚴重病害。
3 修補措施
3.1 面層灌縫處理 在裂縫出現(xiàn)早期，采取面層熱瀝青灌縫處理，一段時間內(nèi)能很好的防止裂縫繼續(xù)惡化，保護路面結(jié)構(gòu)層不被破壞。由于道路車流量逐年的不斷增加，加上不同季節(jié)的氣候因素，因此面層灌縫處理需周期性進行，才能防止裂縫再次出現(xiàn)。
3.2 裂縫開挖處理 對于冒漿嚴重裂縫（裂縫寬度大于1.5cm），采取裂縫開挖封堵處理，在中面層以下選用大粒徑瀝青碎石做填補料（石料采用10～30mm的石灰?guī)r），能有效的防止基層裂縫再次引起面層開裂。此種方法修補后，一般不會再次出現(xiàn)反射裂縫。
3.3 上述兩種方法如果效果不明顯，可能是地基出現(xiàn)了問題，還需對地基進行特殊處理，控制其不均勻沉降后再行灌縫或裂縫開挖處理。
4 結(jié)束語
目前我國規(guī)范規(guī)定，半剛性材料用無側(cè)限抗壓強度表示其設(shè)計強度（6d標準養(yǎng)護，1d水中養(yǎng)護），但我們北方地區(qū)路面基層不僅要承受水的不利影響，冬季還要承受低溫和雪水的反復(fù)作用，近幾年來我國北部地區(qū)降雪頻率多，降雪量大，因此路面結(jié)構(gòu)承受凍融循環(huán)作用的次數(shù)多，基層表面5～8cm往往容易變松。因此，半剛性基層應(yīng)在夏季到來之前或在夏季組織施工。凍前齡期越長，強度形成越好，耐水性與抗凍融循環(huán)的性能越好。來年開春后瀝青路面的反射裂縫就越小�？傊跒r青混凝土路面建設(shè)施工中，只有采取積極有效的措施，不斷利用新技術(shù)、新材料來提高施工質(zhì)量，才能更好地解決瀝青砼路面半剛性基層反射裂縫問題，確保正常發(fā)揮道路安全、舒適、快捷、高效的作用。
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