顧炯炯

摘要：在高等級(jí)公路中，其路面大多是半剛性基層瀝青路面，為保障公路行車安全、延長公路使用壽命，必須加強(qiáng)對半剛性基層瀝青路面質(zhì)量的控制，預(yù)防病害發(fā)生。在半剛性基層瀝青路面中，受各方面因素影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)開裂問題，影響路面質(zhì)量，給行車安全造成威脅，做好裂縫的防治十分必要。因此，研究半剛性基層瀝青路面開裂發(fā)生的原因，探索有效的防治措施，是當(dāng)前公路行業(yè)的重大課題。

關(guān)鍵詞：半剛性基層瀝青路面；開裂原因；防治措施

近些年來，物流行業(yè)發(fā)展迅猛，私家車擁有量成倍增加，給交通運(yùn)輸帶來了極大壓力，高等級(jí)公路的建設(shè)成為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要內(nèi)容。在高等級(jí)公路建設(shè)中，為提高路面承載能力、穩(wěn)定性，通常采用強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性良好的半剛性瀝青路面，但是，因?yàn)椴牧蠈穸?、溫度抗性較差，容易發(fā)生開裂損壞，降低路面安全，需要采取合適防治措施來解決。

一、半剛性基層瀝青路面開裂原因分析

就半剛性基層瀝青路面裂縫而言，從裂縫形成機(jī)制上來說，主要包括結(jié)構(gòu)性裂縫、疲勞裂縫、收縮裂縫以及反射裂縫幾種，裂縫發(fā)生的原因分別如下所述。

（一）結(jié)構(gòu)性裂縫成因

結(jié)構(gòu)性裂縫是指由于路面結(jié)構(gòu)本身因素造成的開裂，具體原因有路基處理不到位，存在不均勻沉降；路面攤鋪的平整度或密實(shí)度不足，縱向接縫沒有處理好，材料配合比設(shè)計(jì)或控制存在問題，導(dǎo)致瀝青混合料抗剪強(qiáng)度偏低，無法滿足路面荷載標(biāo)準(zhǔn)。

（二）疲勞裂縫成因

疲勞裂縫是指瀝青路面在長期使用過程中，在車輛荷載的反復(fù)作用下，路面本身不斷進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變的交替變換，造成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的持續(xù)降低。當(dāng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降到一定程度后，繼續(xù)給予其車輛荷載作用，就會(huì)造成結(jié)構(gòu)底部開裂，且裂縫會(huì)不斷擴(kuò)展，造成瀝青路面開裂，出現(xiàn)疲勞斷裂破壞。

（三）收縮裂縫成因

收縮裂縫的成因與溫度有密切關(guān)系，主要是指路面內(nèi)部與外部之間出現(xiàn)較大溫差，主要發(fā)生在冬季溫度低的地區(qū)，在出現(xiàn)突然降溫、或者較大幅度降溫是，路面表面的環(huán)境溫度較低，會(huì)導(dǎo)致瀝青面層收縮受阻，產(chǎn)生過大拉應(yīng)力，由于得不到及時(shí)松弛時(shí)，會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力大于瀝青混凝土強(qiáng)度的情況，引起混凝土橫向裂縫，最終會(huì)貫穿瀝青面層[1]。

（四）反射裂縫成因

反射裂縫的成因是半剛性基層開裂，而半剛性基層開裂的成因包括兩方面：一是荷載造成的裂縫，半剛性基層底板是荷載承受的主要結(jié)構(gòu)，荷載傳遞到底板后，會(huì)使底板產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果荷載過大，拉應(yīng)力值就會(huì)超出材料的抗拉強(qiáng)度最大值，造成底板開裂，且這種開裂會(huì)隨著時(shí)間延長繼續(xù)擴(kuò)展。

二是非荷載因素造成的裂縫，其中最多的是溫度裂縫，在溫度應(yīng)力作用下，半剛性材料內(nèi)外受力不均勻，造成裂縫，主要體現(xiàn)為低溫收縮裂縫、溫度疲勞裂縫兩種。

二、半剛性基層瀝青路面開裂防治措施

半剛性基層瀝青路面開裂會(huì)造成路面性能的降低、威脅行車安全、縮短公路使用壽命等嚴(yán)重后果，必須做好開裂防治工作。在半剛性基層瀝青路面開裂防治中，需要針對不同裂縫形成原因的差異，采取適宜的防治措施，具體包括：

（一）瀝青面層的防治措施

針對瀝青面層的開裂，采取的防治措施主要包括：一是設(shè)計(jì)合理的瀝青面層厚度。通常而言，15cm厚的瀝青面層就可以有效降低路面反射裂縫的發(fā)生，但在我國高等級(jí)公路中，15cm瀝青面層依然會(huì)出現(xiàn)發(fā)射裂縫，究其原因，主要是因?yàn)闉r青面層不同期施工、水泥穩(wěn)定粒料強(qiáng)度較高等因素造成的。因此，在瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí)，需要通過鋪筑試驗(yàn)路段，來探索適合施工地區(qū)的路面結(jié)構(gòu)模式，設(shè)計(jì)合理的瀝青面層厚度，起到減少反射裂縫、提高整體抗彎拉強(qiáng)度以及對半剛性基層隔熱隔溫的作用。

二是加強(qiáng)瀝青混合料品質(zhì)控制。瀝青混合料質(zhì)量高低是影響溫縮裂的關(guān)鍵性因素，做好瀝青混合料品質(zhì)控制，可以起到防治溫縮裂縫的作用，在瀝青混合料的選用中，應(yīng)當(dāng)盡量選擇延度大、進(jìn)度模量大、溫敏性低、抗老化和耐久性好的瀝青或改性瀝青，在條件允許時(shí)，可以選擇高粘度瀝青[2]。

同時(shí)，為提高瀝青混合料品質(zhì)，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，可以將瀝青用量適當(dāng)增大，以起到降低混合料空隙率的作用；對于集料，需要選用具有一定級(jí)配的，優(yōu)先使用連續(xù)型密級(jí)配中?；虼至＃档筒牧蠝貪裥?yīng)。

此外，還可以通過在瀝青中添加纖維、樹脂等方式，來增強(qiáng)瀝青混合料抗拉強(qiáng)度，從而起到增強(qiáng)抗裂性、防治開裂的效果，使用的纖維有聚丙烯纖維、玻璃纖維或者鋼纖維等。

最后，提高基層透油層的粘結(jié)性，加強(qiáng)半剛性基層、瀝青面層粘結(jié)的強(qiáng)度，使混合料應(yīng)力松弛性能充分發(fā)揮，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力有效傳遞到基層中，避免面層中溫度應(yīng)力堆積，減小裂縫發(fā)生的概率。

（二）半剛性基層的防治措施

針對半剛性基層開裂的成因，其防治措施也需要從材料抗拉強(qiáng)度、內(nèi)部收縮兩個(gè)方面入手，具體措施為：首先，在材料抗拉強(qiáng)度方面，當(dāng)基層為二灰穩(wěn)定類時(shí)，可以加入適量早強(qiáng)劑，起到增強(qiáng)基層早期強(qiáng)度的作用，在基層拉模量不改變前提下，抗彎拉強(qiáng)度顯著增大、溫濕效應(yīng)明顯減小，基層耐用和抗裂性得到大幅度提高。

其次，在內(nèi)部收縮方面，可以通過加入膨脹劑或合成纖維的方式，對內(nèi)部收縮進(jìn)行補(bǔ)償或限制，達(dá)到提高半剛性基層抗裂能力的效果。

第三，做好混合料材料用量控制，水泥劑量會(huì)影響到半剛性基層材料的強(qiáng)度、干縮系數(shù)、溫縮系數(shù)以及彈性模量等，其中，水泥用量增多后，強(qiáng)度、彈性模量以及收縮系數(shù)都是相應(yīng)增加的，所以，應(yīng)盡量減少水泥盡量，來控制收縮系數(shù)和彈性模量；在級(jí)配選擇上，應(yīng)選擇骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)礦料級(jí)配，來降低溫縮系數(shù)，減少細(xì)骨料的用量，以降低內(nèi)部空隙率，避免間斷級(jí)配。

（三）施工過程中的防治措施

半剛性基層瀝青路面開裂有相當(dāng)一部分是由于施工質(zhì)量不到位造成的，所以，需要在施工過程中，針對容易導(dǎo)致半剛性基層瀝青路面開裂的因素進(jìn)行防治。

首先，在基層上設(shè)置預(yù)切縫。在開始鋪筑瀝青面層前，先在基層上切出預(yù)切縫，將基層分成多段，減小基層相對程度，預(yù)防基層內(nèi)部中發(fā)生干縮、溫縮應(yīng)力的大量累及，減小基層對面層的約束，為面層瀝青混合料的充分松弛提供保障。但是，如果基層預(yù)切縫施工不當(dāng)，反而會(huì)起到反效果，比如間距過小會(huì)降低路面整體強(qiáng)度、間距過大會(huì)導(dǎo)致溫度翹曲應(yīng)力增加等，所以，需要通過預(yù)先試驗(yàn)，采取合理的預(yù)切縫深度、間距值[3]。

同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，受行車荷載、環(huán)境因素影響，瀝青面層容易在預(yù)切縫位置產(chǎn)生應(yīng)力集中的情況，對此，在預(yù)切縫設(shè)置時(shí)，還需要通過在其上鋪設(shè)防水油氈、利用乳化瀝青進(jìn)行填縫等措施，來預(yù)防應(yīng)力集中，避免出現(xiàn)反射裂縫。

其次，應(yīng)力吸收中間層。應(yīng)力吸收中間層使用的材料應(yīng)具有應(yīng)變大、熱性高以及彈性模量低的特點(diǎn)，鋪設(shè)在半剛性基層與瀝青面層之間，起到彈性連接基層、面層的作用，吸收基層、面層錯(cuò)動(dòng)產(chǎn)生的移動(dòng)應(yīng)力；同時(shí)，對半剛性基層的收縮應(yīng)變、應(yīng)力也有較好吸收效果。應(yīng)力吸收中間層常用的材料有低稠度瀝青混凝土、土工織物、級(jí)配碎石、預(yù)制纖維膜等等，在工程應(yīng)用時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況來選擇合適的材料。

結(jié)語：

綜上所述，在我國高等級(jí)公路中，有超過90%公路使用的都是半剛性基層瀝青路面，提高其質(zhì)量水平十分重要。開裂作為半剛性基層瀝青路面的一個(gè)常見質(zhì)量問題，了解其發(fā)生原因，采取合理的防治措施加以預(yù)防和治理，是公路路面安全的重要途徑，對交通運(yùn)輸行業(yè)的健康發(fā)展起著重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳長壽.半剛性基層瀝青路面裂縫形成機(jī)理及防治措施[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2010，11：51-54.

[2]孫明偉，申俊敏，李南，周玉民.半剛性基層瀝青路面開裂分析及防治措施[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2014，07：66-68.

[3]李嘉鑫，思園園，李娜.半剛性基層瀝青路面反射裂縫及防治措施[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2014，11：231-233.