范玉烈

摘 要：相比其他路面類型，半剛性基層瀝青路面的優(yōu)點(diǎn)主要集中于表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨及便于養(yǎng)護(hù)等，因此是一種較為理想的面層結(jié)構(gòu)。但在長(zhǎng)期實(shí)踐中，瀝青路面裂縫問題也愈加突顯。為有效控制路面裂縫數(shù)目，延緩裂縫出現(xiàn)時(shí)間，提高瀝青路面使用性能，必須采取科學(xué)的有效措施給予處理。因?yàn)r青路面結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，可能產(chǎn)生的裂縫類型較多，尤其是反射裂縫最為普遍，為此，必須找出裂縫產(chǎn)生的主要原因，對(duì)其形成機(jī)理進(jìn)行分析，才能保證制定的防治措施切實(shí)可行，才能提高工程整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；反射裂縫；預(yù)防措施

中圖分類號(hào)：U416 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 反射裂縫形成的原因

據(jù)相關(guān)研究顯示，在受拉疲勞、受拉屈服及剪切屈服等作用下，極易產(chǎn)生反射裂縫。同時(shí)，在行車荷載的反復(fù)作用，導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展迅速。因車輛荷載影響，基層裂縫位置瀝青面層的底面逐步出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致初始裂縫產(chǎn)生，因長(zhǎng)期車載作用，裂縫逐步向上擴(kuò)展，隨后貫穿整個(gè)面層產(chǎn)生反射裂縫，由此可見，對(duì)于裂縫產(chǎn)生、擴(kuò)展來講，行車荷載反復(fù)作用影響極大。因?yàn)r青混合料具有極差的導(dǎo)熱性能，在面層內(nèi)各層溫度變化幅度并不一致，同時(shí)因極寒天氣等影響，大大增加了表層拉應(yīng)變，且在所用材料極限屈服應(yīng)變以上，這種情況下，極易出現(xiàn)裂縫，且會(huì)向下不斷擴(kuò)展，此類裂縫往往以“上寬下窄”的形式存在，也被叫做受拉屈服。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，如面層材料屈服應(yīng)變值在1%以上，則此類裂縫不會(huì)產(chǎn)生。在半剛性基層上產(chǎn)生反射裂縫的主要原因包括以下幾點(diǎn)。

1.1 晝夜溫差大，極易出現(xiàn)溫度收縮裂縫

因晝夜溫差變化較大，基層則會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，此時(shí)半剛性基層將以受拉狀態(tài)呈現(xiàn)。由于1.0～1.5×10-5為水泥溫度粒料線膨脹系數(shù)范圍，因此如半剛性基層混合料收縮應(yīng)力在其抗拉強(qiáng)度以上，則會(huì)有永久變形現(xiàn)象發(fā)生，進(jìn)而產(chǎn)生橫向收縮裂縫。

1.2 暴露時(shí)間長(zhǎng)，極易出現(xiàn)溫度疲勞裂縫

結(jié)束基層施工后，如后期施工工序不及時(shí)，導(dǎo)致在自然環(huán)境下基層暴露時(shí)間過長(zhǎng)，尤其是在透層瀝青噴灑后，將有黑色面層形成，大幅增加吸熱性能。因溫度應(yīng)力影響，基層極易出現(xiàn)溫度疲勞現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)溫度疲勞裂縫。

1.3 拌和質(zhì)量差，極易出現(xiàn)不規(guī)則裂縫

據(jù)大量實(shí)踐表明，混合料的均勻性極易受到原材料質(zhì)量、粗細(xì)集料比例等因素的影響。如水泥含量增減、集料用量不足等，將會(huì)導(dǎo)致鋪筑基層混合料后，局部形成橫向裂縫。此類裂縫特點(diǎn)為多、密，且不規(guī)則。

1.4 養(yǎng)生不到位，極易出現(xiàn)干縮裂縫

往往選用乳化瀝青透層進(jìn)行基層養(yǎng)護(hù)，透層需向基層內(nèi)滲入一定深度，為5mm左右，但嚴(yán)禁油膜出現(xiàn)于表面位置。具體施工中，因乳液破乳時(shí)間各異，瀝青含量不同等，乳化瀝青將全部覆蓋基層表面乳液。這種情況下，該養(yǎng)生方式保濕效果不佳，無法滿足養(yǎng)生需求，進(jìn)而出現(xiàn)干縮裂縫。

2 瀝青路面反射裂縫防治措施

瀝青路面反射裂縫的消除，需先將裂縫反射源消除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)面層抗拉強(qiáng)度提高的目的，同時(shí)，也可將應(yīng)力消散過渡層布設(shè)到面層、基層之間。如選取土工織物防治，并利用碎石化進(jìn)行舊混凝土路面處理，將瀝青大碎石應(yīng)力吸收層布設(shè)到面層與下臥層之間等。具體防治措施如下。

2.1 土工織物防治

在公路工程建設(shè)中，土工織物因其抗拉性能及隔離防滲能力較強(qiáng)得到了廣泛應(yīng)用。因土工織物高分子之間存有吸附等作用，能夠有機(jī)復(fù)合瀝青材料，形成加筋瀝青面層，進(jìn)而對(duì)面層的物理性能有效提升，且延長(zhǎng)路面使用年限。

（1）土工織物使用性能

以應(yīng)用方式進(jìn)行劃分，土工織物的使用性能主要包括以下幾點(diǎn)：

第一，隔離性能。作為中間夾層，土工織物的應(yīng)用可避免兩類材料相互混雜，通過其隔離功能，可有效提升地基承載力，提高路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

第二，防滲性能。一般在封閉膨脹與凍脹土道路中可充分發(fā)揮其防滲功能，進(jìn)而避免路面水害問題發(fā)生。

第三，加筋補(bǔ)強(qiáng)性能。土工織物整體性、抗拉性能俱佳，利用土工織物能夠及時(shí)把外荷載向相鄰結(jié)構(gòu)層傳送，對(duì)結(jié)構(gòu)位移問題加以約束，進(jìn)而提高路面結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性。

第四，過濾排水性能。因土工織物的過渡性、透水性良好，在濕軟地基排水中使用此類材料，可控制地下水位，有效固結(jié)軟基。

第五，防護(hù)性能。在公路防護(hù)工程內(nèi)，土工織物的應(yīng)用可避免水流侵蝕，避免因溫度過低，出現(xiàn)土體凍脹或面層裂縫問題。

（2）鋪筑施工工藝（圖1）

選取改性瀝青作為土工織物浸潤(rùn)、上下層連接的粘層油，或選取普通乳化瀝青。一般可按照室內(nèi)直剪試驗(yàn)進(jìn)行粘層油用量的準(zhǔn)確確定，進(jìn)而提高層間抗剪性能，每平方米需控制在0.7L～1.3L，撒布時(shí)可分兩次完成，以此確保能夠均勻撒布。因土工布較為柔軟，在鋪筑過程中，為避免出現(xiàn)褶皺等現(xiàn)象，可順著一個(gè)方向通過刷子刷平土工布，尤其是在土工布具有較大厚度的情況下，該施工工序極為重要。

2.2 舊混凝土路面碎石化處理

（1）施工準(zhǔn)備

施工前，需做好施工場(chǎng)地調(diào)查工作，避免因破碎施工損害周圍構(gòu)造物。同時(shí)，需將原路面、路緣帶內(nèi)的污染物清理干凈，避免對(duì)透層施工造成嚴(yán)重影響。

（2）破碎施工

破碎施工中，需對(duì)原路面與邊部相距30cm位置進(jìn)行切縫處理，隨后進(jìn)行半幅全寬破碎。按照施工要求，通過試驗(yàn)檢測(cè)的方式，確定錘高與行走速度，結(jié)果見表1。其中最為理想的為第2種，應(yīng)以2m/min作為破碎施工速度，頻率可固定，中錘及邊錘重量分別為0.773t、1.083t，且在1.2m左右控制破碎錘高度。通過破碎施工后，如塊徑在最大尺寸以上，則需再次進(jìn)行破碎施工，隨后換填密級(jí)配破碎粒料，且夯實(shí)。因原路挖補(bǔ)位置仍存有大量過厚情況，可按照“高—低”的順序進(jìn)行路面破碎施工，防止混凝土攤鋪后，對(duì)排水造成不利影響。

完成破碎作業(yè)后，需及時(shí)清理干凈全部雜物，如填縫松散材料、漲縫材料等，此時(shí)無需進(jìn)行路面修整，避免影響路面碎石化效果。

（3）碾壓及養(yǎng)生

完成上述作業(yè)后，需及時(shí)進(jìn)行碾壓施工，一般可選用Z型壓路機(jī)施工。同時(shí)必須在48h以內(nèi)合理控制混凝土破碎與瀝青混凝土底層攤鋪間隔時(shí)間，避免污染、損害破碎路面。待路面驗(yàn)收合格后，可進(jìn)行封層、黏層灑布，并及時(shí)攤鋪瀝青面層。養(yǎng)生時(shí)，需根據(jù)當(dāng)天施工天氣，將塑料布等覆蓋到碎石化后的基層。

3 瀝青大碎石應(yīng)力吸收層的應(yīng)用

作為瀝青路面柔性基層，大碎石應(yīng)力吸收層的應(yīng)用，可對(duì)混凝土路面結(jié)構(gòu)形成的集中應(yīng)力進(jìn)行有效吸收，其最關(guān)鍵的作用為抗裂性能良好。因其具有大碎石骨架結(jié)構(gòu)與大孔隙率，因此在大碎石孔隙內(nèi)舊混凝土板塊因破碎作用其產(chǎn)生的集中應(yīng)力將逐步消除、分解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制反射裂縫擴(kuò)展的作用。

（1）施工準(zhǔn)備

鋪筑瀝青大碎石找平層前，需先進(jìn)行封層噴灑，且清理下層雜物，保證其干燥、清潔。一般可在175℃～185℃控制混合料出場(chǎng)溫度，要求瀝青混合料碾壓施工前，溫度必須在160℃以上。

（2）攤鋪

當(dāng)熨平板溫度超過100℃以上時(shí)，需及時(shí)進(jìn)行攤鋪施工。要求定時(shí)測(cè)量各車瀝青混合料溫度，如溫度與設(shè)計(jì)規(guī)定相符，則不得用于施工。攤鋪時(shí)，可按照拌和能力對(duì)攤鋪速度進(jìn)行調(diào)整，本次施工以2m/min位置攤鋪施工速度。選取掛線法進(jìn)行攤鋪找平，以兩臺(tái)攤鋪機(jī)聯(lián)合作業(yè)，前后兩輛設(shè)備的距離可控制在20m以內(nèi)，確?？v縫連接良好。

（3）壓實(shí)及接縫處理

緊隨攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓施工，一般分3步完成碾壓施工，具體見表2。橫向接縫碾壓時(shí)，需以橫向碾壓為準(zhǔn)，選取雙鋼輪壓路機(jī)施工，且在10m～20m控制每次位移長(zhǎng)度，直至新作業(yè)面內(nèi)涵蓋整個(gè)壓路機(jī)，隨后進(jìn)行常規(guī)碾壓施工。同時(shí)，選取梯形作為橫縫接縫方式，并在3m以上控制搭接長(zhǎng)度。

結(jié)語

綜上所述，作為瀝青路面的主要病害，反射裂縫產(chǎn)生早期對(duì)瀝青路面的影響較小，但在裂縫持續(xù)擴(kuò)展的過程中，將大大降低瀝青路面的使用性能，且會(huì)呈現(xiàn)出惡性循環(huán)。這與瀝青混合料的自身特性、自然環(huán)境及交通量等因素息息相關(guān)。一般裂縫的產(chǎn)生都具有規(guī)則性，且呈網(wǎng)狀分布。隨著行車荷載的不斷加重，將引發(fā)更為嚴(yán)重的病害，如坑槽、翻漿等，進(jìn)一步破壞瀝青路面，導(dǎo)致瀝青路面使用壽命嚴(yán)重縮減。為此必須重視瀝青路面反射裂縫處治問題，必須保證采取的措施科學(xué)有效，才能保證行車舒適性及安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]劉觀仕.高速公路軟土路基拓寬變形性狀與時(shí)間效應(yīng)分析[D].中國(guó)科學(xué)院研究生院武漢巖土力學(xué)研究所，2009.