公路瀝青路面的裂縫處理技術

生衛民

中國水利水電第八工程局有限公司科研設計研究院, 湖南 長沙 410000

瀝青由溶膠結構轉變為溶凝膠結構以至凝膠結構，瀝青技術指標中的針入度隨之減小,軟化點隨之升高，而當瀝青中各組分含量比例協調時,可得到最佳的延度。在土木工程中，瀝青是應用廣泛的防水材料和防腐材料，主要應用于屋面、地面、地下結構的防水以及木材、鋼材的防腐。瀝青還是道路工程中應用廣泛的路面結構膠結材料，它與不同組成的礦質材料按比例配合后可以建成不同結構的瀝青路面，高速公路應用較為廣泛。然而處理不恰當時常出現裂縫問題[1]，具體原因為以下幾點：一是施工冷接縫未處理好,接縫不緊密,結合不良；二是瀝青低溫抗變形能力較差,致使瀝青面層在低溫下產生收縮開裂；三是瀝青路面面層厚度不足,在行車荷載的作用下產生結構裂縫；四是半剛性基層收縮裂縫產生的反射裂縫。

1 瀝青裂縫的分類

1.1 橫向裂縫

產生的橫向裂縫與行車所走的方向垂直，按照這種裂縫產生的原因，又可以將其細分為載荷和非載荷兩種。前者主要是由車輛超重產生的，導致瀝青拉應力遠遠超出其耐疲勞強度，最終導致裂縫問題的出現。后者則是路面產生的，進而逐步擴展到了路基的表面。橫向裂縫是非荷載型裂縫的重要形式，該裂縫又包含兩大類情況：第一是瀝青面層出現縮裂問題。一般而言，在冬季最容易出現瀝青面層縮裂，由于瀝青的面層溫度要比斷裂面溫度高，當溫度下降時就容易產生拉應力，致使其表面的抗拉強度增加，容易發生瀝青面層斷裂；第二，基層反射裂縫。產生這種裂縫的根源是由于半剛性基層首先開裂，通過荷載力、溫度應力共同作用，導致基層出現開裂，由此向上產生裂縫。非荷載型橫向裂縫通常情況下會十分規則，在一定的距離上可能會出現一道裂紋，這種裂縫之間的距離長短與當地的氣候、瀝青基層材料的抗裂能力密切相關。在溫度比較高、溫度差距比較小、抗裂材料較好的路段，這種裂縫之間的距離比較大，且裂縫也不容易出現。

1.2 縱向裂縫

所謂縱向裂縫是指和行車方向一致的裂縫，導致該裂縫出現的原因共包含以下兩個方面：一是施工的影響。將瀝青面層分別鋪設在路的兩邊，在兩個接茬的地方處理完畢，在外界大氣壓力和車輛載重的多種因素作用之下產生了路面開裂問題；二是當路基壓實度不能滿足施工要求，且路基的邊緣處受到雨水的侵蝕，導致路面發生了不均勻沉降。這兩種原因是導致縱向裂縫出現的根本原因。

1.3 網狀裂縫

公路瀝青路面產生網狀裂縫主要是因為路面的整體強度不足，或者受到橫向、縱向裂縫的時候沒有進行及時處理，導致路面發生橫向斷縫。隨著裂縫寬度的逐漸增大，橫向裂縫將成為公路瀝青路面的根本性問題，最終出現大小不一樣的板塊，當表面水發生作用后，將使裂縫附近的含水量劇增，直到出現飽和[1]。產生這種結果的原因是由于路面強度降低。隨著大量車載負荷的作用，將出現沖刷和沉降，路面的結構被破壞，使整個道路的結構失去原有的承載力。

2 公路瀝青路面裂縫處理技術

2.1 提高路基工作區的強度和穩定性

眾所周知，路面的基礎是路基，路基的實際工作區域受到車載負荷的影響比較大，這個區域需要強度大、穩定性好，這樣才能確保路面結構處于比較穩定性的狀況，否則將會使整個路面發生不均勻沉降，以致導致開裂問題。因此需要結合多方面因素來處理路基工作區域，極大地降低路基施工完成后發生沉降的概率[2]。施工中應注意以下三點：第一，填筑過程是路基工作區強度的重要依據。必須控制好路基的填筑，以達到保證路基強度的目的。填筑所需要選擇的原料包括石子、沙礫、土體，然后可以選擇性地應用一些黏土，最后才可選用低液性黏土。第二，嚴格控制公路的壓實度。壓實度在公路路基強度中是一個非常重要的指標，同時也是非常經濟、有效的手段，在施工中需要給予嚴格控制，從而確保其達到規定的數值。填土層對路面壓實度影響最大，在施工中需要進行掛線的時候，每一層鋪設土體的厚度不應該超30cm。一旦檢測出來的結果沒有和規定值一致，需要進行重復打壓，為后期公路安全奠定堅實的基礎。第三，降低地下水位。在提升路基強度的時候，降低地下水位的方法應用非常廣泛。

2.2 設計方面

在設計階段需要進行嚴格的控制，以便獲得良好的效果，可以從以下內容做起：第一，選取性能更加優質的瀝青，當缺少一些比較良好的瀝青時，可以應用改性的瀝青；第二，在確保整個路面穩定的基礎上，優先選用針入度比較大的瀝青來鋪設瀝青面層；第三，瀝青層面應選用密實度較高的瀝青混凝土，然后應加鋪瀝青防裂面，在路面的中間和表面加設中間層，相應的低黏度土層應設置均勻吸收層；第四，采取半剛性設計，首要的一點就是選擇抗沖刷性能較好的，其干縮系數即溫縮系數應盡可能小，通過選用抗拉強度高的半剛性材料作為基礎的時候，應保證半剛性基層使用中不會出現裂縫，并能夠根據具體的瀝青面層厚度，盡可能防止基層裂縫不會反射至表層。

2.3 施工方面

在進行施工設計時應嚴格按照相關的設計標準來進行，施工過程中應重點關注路面碾壓時的溫度、供料的速度和路面鋪設速度的協調，盡量避免大粒瀝青塊出現離析問題。在進行碾壓的階段需要少量噴灑水，以保證其具有較高的溫度。此外，在施工中不能片面地追求低溫碾壓，這樣會降低施工碾壓的密實度。養護工作是公路瀝青路面抗裂處理的重要方面，在半剛性基層碾壓完成以后應運用乳化瀝青來做封層，在黏層完成以后，需要盡快地鋪設瀝青面層。還需要選用比較合理的瀝青混合料，以盡量降低瀝青拌和過程中出現的熱老化問題。

3 案例分析

以某高速公路為例來分析，該公路位于A市和B市的中間，其M段寬度為13.6m、寬度為24m，建設時間是1970年，由于后續通車量大大增加，中間進行了擴建翻修，為了彌補瀝青材料的不足選用了溫度收縮，由于這段公路在后期出現了大的裂縫，公路部門根據具體的路況采取了缺陷修補工藝，并對裂縫槽進行了開挖處理，利用熱施工方式達到了瀝青路面裂縫的處理效果，確保了公路的安全穩定運行。

瀝青路面出現裂縫是不能夠避免的問題，導致其出現的原因有很多，不但有施工方面的，也有設計方面的，只有通過采取有效的管理措施，合理控制施工組織工序，才能避免裂縫的發生，從而提高瀝青路面的使用壽命，為路面的穩定運行提供保障。