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生裂縫產生的原因、危害進行分析，并提出相應的對策。
關鍵詞：瀝青路面 半剛性基層 反射裂縫 成因 修補措施
0 引言
隨著城鄉經濟建設事業的日益飛速發展，高等級城市道路及公路越來越普及既是經濟發展和城市交通承載功能提升的需求，也是城市交通現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，既體現了公路設計的以人為本，又反映出施工單位技術質量科技等綜合能力和水平。從近年來城市道路建設的質量看，總體效果不錯。但是由于施工隊伍的水平參差不齊，也發現一些城市道路、公路的部分路段仍有不同程度的裂縫產生。下面結合自己工作實踐，就城市道路瀝青路面產生裂縫產生的原因、危害進行分析，并提出相應的對策。
1 成因及癥狀描述：
在包頭周邊地區，公路的結構層從上之下一般為5—10厘米瀝青面層（1—2層）+（20—40厘米）厚（1—2層）水泥穩定土基層+20厘米厚天然砂礫底基層。市政道路的結構層從上至下一般為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。經施工現場觀察，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、底基層為半鋼性結構具有高強度，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、輕冰凍地區產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、成型溫度等因素有關，以下就橫向裂縫較嚴重的現狀進行分析。
1.1.1 基層底基層強度高導致橫向裂縫間距加大、加寬：基層底基層強度高導致半剛性瀝青面層結構內部抗拉應力變大。在溫度逐步降低時，結構內部拉應力逐步增大，大于結構的抗彎拉應力時，溫縮裂縫產生。由于內部抗拉應力增大，內部拉應力的累計長度也增長，使裂縫間距變長，而結構收縮量是一定的，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量的寬度，但由于一些工程工期緊張或是作業人員為領會到切縫的真正意圖，在基層養護強度不足時即切縫，在后期道路通行的情況下導致切縫重新閉合并板結，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構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砂礫，收縮系數亦大于水穩砂礫。這也是市政道路反射裂縫較公路嚴重的原因之一。
1.1.4 除產生裂縫的內部因素(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，施工現場最低氣溫的控制是路面出現裂縫的重要原因。如果施工時氣溫偏低(等于或低于規范要求5℃)，則強度上升慢，基層本身產生的強度，不足以克服溫差產生的收縮應力，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等等。
2 裂縫形成后對道路的危害
道路出現裂縫要及時治理，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展一般可分為三個階段。第一階段，初期表現為裂縫部位鼓脹，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，出現驢脊背現象；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唧漿，路面出現坑凹，甚至出現搓板路，隨時間的推移，將導致龜裂病害的發生。嚴重時路面粒料被行車推擠帶走，出現路表面開裂性坑槽，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，出現順行車道區一個U型路面帶，嚴重時對路面發生條塊形碎裂，對行車的影響非常大。
道路出現裂縫由于目前所采用的基層的結構形式（強基薄面）和選用材料以及北方氣候的影響是不可避免的，但是出現裂縫就要及時有效的治理，并防止其發展到路面龜裂，出現坑槽以及碎裂等嚴重病害。
3 修補措施
3.1 面層灌縫處理 在裂縫出現早期，采取面層熱瀝青灌縫處理，一段時間內能很好的防止裂縫繼續惡化，保護路面結構層不被破壞。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。
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的石灰巖），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 結束語
目前我國規范規定，半剛性材料用無側限抗壓強度表示其設計強度（6d標準養護，1d水中養護），但我們北方地區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作用，近幾年來我國北部地區降雪頻率多，降雪量大，因此路面結構承受凍融循環作用的次數多，基層表面5～8cm往往容易變松。因此，半剛性基層應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的性能越好。來年開春后瀝青路面的反射裂縫就越小。總之在瀝青混凝土路面建設施工中，只有采取積極有效的措施，不斷利用新技術、新材料來提高施工質量，才能更好地解決瀝青砼路面半剛性基層反射裂縫問題，確保正常發揮道路安全、舒適、快捷、高效的作用。
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