摘要：隨著國民經(jīng)濟與城市建設的發(fā)展，瀝青混凝土路面由于具有表面平整、行車舒適、耐磨、噪音小、施工周期短、養(yǎng)護維修簡捷等特點，而被越來越多地應用到城市道路建設中。城市道路是否暢通、平整，是體現(xiàn)城市環(huán)境建設的重要指標。近年來，汽車工業(yè)不斷發(fā)展，車輛的行駛速度愈來愈快，車輛對路面行駛條件要求也愈來愈高。因此，對瀝青混凝土路面產(chǎn)生裂縫的預防與處理，是保證行車質(zhì)量，延長道路使用周期的關(guān)鍵。目前，城市道路路面使用周期大大縮短，遠達不到設計使用年限即出現(xiàn)破壞現(xiàn)象。經(jīng)過大量的工程實踐，發(fā)現(xiàn)瀝青路面的病害主要集中體現(xiàn)在面層裂縫或由面層裂縫引發(fā)其它形式的病害。嚴重影響了道路的使用功能，大大縮短了道路的使用壽命，降低了道路的社會服務效益。本文通過京通快速路大修工程和五四大街道路大修工程，結(jié)合工程實踐，觀察分析道路裂縫的存在形態(tài);分析道路裂縫的產(chǎn)生原因;論述預防、控制裂縫的措施與工藝;總結(jié)道路面層大修的效果。通過實體工程項目進行分析總結(jié)，對道路面層裂縫的可防性、可控性進行探討。

關(guān)鍵詞：市政道路;半剛性基層; 反射裂縫 ; 成因

1 前言

由于城市交通量的日益加大，城市道路負荷也隨之加重。道路的使用功能和承受能力也面臨著越來越大的挑戰(zhàn)。道路的舒適性是不能更改的硬性指標。所以，研究道路病害的形成原因、預防道路病害的形成對道路發(fā)揮最大的社會效益具有深遠的意義。

2 裂縫的主要形式和形成原因分析

2.1 裂縫的主要形式和形成原因

2.1.1 裂縫的主要形式[1]

瀝青路面在行車荷載的反復作用和自然因素的不斷影響下會逐漸出現(xiàn)損壞，使其使用性能逐步惡化。由于荷載、環(huán)境、材料組成、結(jié)構(gòu)層組合、施工和養(yǎng)護等條件的變異，損壞的形式是多種多樣的。從表象上看會有各式各樣的裂縫，如橫向裂縫或縱向裂縫，塊狀裂縫和網(wǎng)狀裂縫等。

2.1.2 裂縫的主要形成原因

1)疲勞開裂

裂縫是瀝青路面最普遍的一種損壞現(xiàn)象。疲勞開裂是指路面無顯著永久變形情況下沿輪跡帶出現(xiàn)的裂縫，行駛在路上的輪載使瀝青面層受到反復的彎曲變形。當荷載作用下面層底面產(chǎn)生的彎拉應變超過材料的疲勞限度，便在底面處產(chǎn)生開裂，并逐漸擴展到表面。初期是一串細微的縱向平行裂縫，隨著行車的反復作用，裂縫連片而發(fā)展成網(wǎng)狀或龜背狀裂縫。

2)反射裂縫和低溫開裂

采用半剛性基層時，由于溫度變化而產(chǎn)生的橫向收縮裂縫會反映到面層上來，使面層也相隔一段距離出現(xiàn)橫向反射裂縫。在寒冷地區(qū)，面層材料本身在低溫時的收縮受到阻礙會產(chǎn)生較大的拉應力。當拉應力超過材料的抗拉強度時，面層便會發(fā)生橫向斷裂，這些橫向裂縫雖然在出現(xiàn)時不會影響行車，但在水份的不斷侵蝕下，其邊緣會出現(xiàn)碎裂而使縫隙擴大，并在其周圍形成網(wǎng)狀開裂。

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，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，道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，檢查井周邊具有環(huán)狀裂縫。以下就三種裂縫進行分析：

2.3.1 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。這種裂縫一般很難避免。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，隨著氣溫持續(xù)降低收縮加劇，裂縫會達到一年的寬度極值。半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)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) 基層底基層強度高會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基層結(jié)構(gòu)內(nèi)部抗拉應力變大。在溫度逐步降低時，結(jié)構(gòu)內(nèi)部收縮拉應力也會逐步增大，大于結(jié)構(gòu)的抗彎拉應力時，溫縮裂縫產(chǎn)生。由于結(jié)構(gòu)抗拉強度增大，內(nèi)部拉應力也會增長，使裂縫間距變長，而結(jié)構(gòu)收縮率是一定的，裂縫間距長，則縫寬度必然大。

2)半剛性基層結(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，所以粉料含量直接關(guān)系到道路基層的溫度收縮程度。

3) 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℃)，則基層材料強度上升緩慢，基層材料本身產(chǎn)生的強度，不足以克服溫差產(chǎn)生的收縮應力，因而造成收縮裂縫。這與我們總結(jié)的幾條道路情況是相符的。

4) 施工期間底基層施工質(zhì)量不過關(guān)。在鋪筑道路基層時依然有路基彈軟、局部積水、含灰量不足、壓實度偏低等情況。這都直接影響道路基層的攤鋪質(zhì)量，在壓實基層的過程中會有翻漿現(xiàn)象。這種情況不加處理會直接影響基層的板結(jié)，使基層具有“先天性”的裂縫缺陷。比如五四大街和京通快速路的雨水過街管部位的橫向裂縫都屬于底基層壓實度不足引起的反射裂縫。 轉(zhuǎn)貼于 中

2.3.2 縱向裂縫

縱向裂縫一般出現(xiàn)在管溝及施工接茬位置。瀝青混凝土路面縱向裂縫的原因是多方面的，首先是凍脹及路基沉陷造成的，究其根本是管道滲水和回填夯實不夠引起基層沉陷;其次是面層攤鋪時未按操作規(guī)程施工，瀝青混凝土密實度達不到規(guī)范要求，以至行車形成縱向裂縫。

2.3.3 檢查井周邊環(huán)狀裂縫

環(huán)狀裂縫形成的直接原因是檢查井與道路結(jié)構(gòu)之間的沉降速率和沉降程度存在很大差異，即不均勻沉降顯著。經(jīng)過道路大修工程的廣泛觀察后發(fā)現(xiàn)檢查井下沉通常顯著，在道路上會形成坑凹，對行車的安全性、舒適性造成不良影響。

3 面層裂縫對道路使用功能及壽命的危害

3.1 裂縫形成后對道路的侵害機理

道路出現(xiàn)裂縫要及時治理，否則灌進雨雪水經(jīng)過冬天凍融后，對道路的破壞將非常嚴重。透水后道路病害的發(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、材料密度降低、將面層材料拱起等;第二階段：沿裂縫灌入雨雪水，存于基層混合料與瀝青路面的結(jié)合層之間，由于行車荷載碾壓推擠摩擦作用，將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用下唧出。如遇連陰雨天氣基層混合料以上灌入的雨雪水使路面出現(xiàn)嚴重推擠，將瀝青粒料和基層混合料粒料磨成漿狀物唧出，即通常所說的唧漿病害。經(jīng)過兩到三年的裂縫開閉，裂縫口瀝青混凝土在凍融和行車的作用下密度降低。進入冬季后，裂縫寬度會由于溫度降低、板體收縮而增大。第三階段：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)搓板效應，隨時間的推移，將導致龜裂病害的發(fā)生。嚴重時路面粒料被行車推擠帶走，出現(xiàn)道路表面開裂性坑槽，嚴重時路面發(fā)生大面積碎裂，對行車的影響非常大。

3.2 面層裂縫對道路使用功能及壽命的危害

3.2.1 對道路使用功能危害

1) 嚴重影響平整度、行車舒適度

2) 使道路透水性增強

3) 使道路外觀破舊，美觀度差

3.2.2 對道路使用壽命的危害

1)透水對基層的危害

裂縫對道路破壞的本質(zhì)表現(xiàn)在水毀破壞。由于裂縫破壞了道路面層的宏觀整體性，使外界自然水進入到道路結(jié)構(gòu)層內(nèi)部，經(jīng)由外部行車荷載的反復作用后會急速加劇道路基層乃至整體的破壞。北京地區(qū)四季分明，冬季溫度很低。道路基層經(jīng)過凍融效應后會加速道路結(jié)構(gòu)的碎裂，縮短道路有效使用壽命。

2)使道路面層大面積碎裂

3)使道路局部路基沉陷

由于目前所采用的基層的結(jié)構(gòu)形式，選用材料以及北方氣候的影響道路出現(xiàn)裂縫是不可避免的。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、沉陷以及碎裂等嚴重病害。

4. 病害處理及防治

4.1 病害處理

4.1.1 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)。

4.1.2 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，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。

4.1.3 地基處理

上述兩種方法如果效果不明顯，可能是基層出現(xiàn)了問題，還需對基層進行特殊處理，控制其不均勻沉降后再行灌縫或裂縫開挖處理。

4.1.4 灌縫、封縫處理

瀝青路面裂縫產(chǎn)生后，為防止水等有害物質(zhì)侵入，影響道路使用壽命，應及時進行灌縫、封縫處理。灌縫前，必須清除縫內(nèi)、縫邊碎料、垃圾等，并保證縫內(nèi)干燥;灌縫后，表面應灑布粗砂或3～5mm的石屑。瀝青路面灌縫受開槽深度，槽壁干燥度、清潔度、施工氣溫、灌縫材料等因素影響。灌縫前，必須進行銑縫開縫，同時用吹風機清除縫內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾，并使縫內(nèi)干燥。有效保證封縫材料與縫壁的充分粘合。

4.2 道路面層裂縫防治

4.2.1 材料方面

瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開裂的重要原因，瀝青混合料的拌和質(zhì)量是道路面層工程質(zhì)量的關(guān)鍵。在瀝青混合料比選、配比過程中，選用溫度敏感性小的瀝青效果會好一些。道路基層材料必需合格達標，在級配、含灰量上要嚴格控制。保證基層材料的質(zhì)量。

4.2.2 施工方面

在保證基層質(zhì)量的前提下，嚴格控制瀝青路面施工質(zhì)量，特別是生產(chǎn)溫度的控制，包括拌合溫度，運輸溫度，碾壓溫度，關(guān)鍵拌合和碾壓溫度必須嚴格控制;另一方面施工接縫處理，市政道路越來越寬，較寬的路面必然會產(chǎn)生接縫問題，那么采用熱接縫或雙機聯(lián)鋪或多機聯(lián)鋪能最有效消除縱縫，市政道路面層采用熱接縫要比冷接縫的效果好很多。透層或粘層完成后，應盡快鋪筑瀝青面層。嚴格控制瀝青混合料的拌和質(zhì)量。嚴格防止卸料離析。提高面層攤鋪質(zhì)量。在攤鋪混合料時，運距不能過遠，攤鋪溫度應控制在合理范圍內(nèi)，攤鋪厚度均勻，為保證瀝青面層的壓實度，壓實設備數(shù)量應配套，碾壓遍數(shù)不能太少，以免混合料孔隙過大。一般不能進行補料，尤其是下面層�；鶎佑旰蟪睗裎锤桑�不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪�？v向、橫向接縫應緊密、平順，各幅之間重疊的混合料應用人工清除。

5.2.3 設計方面

1)在進行半剛性路面設計時，首先應選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強度高的半剛性材料做基層。

2)選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層。在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下。應采取改善瀝青性質(zhì)的措施，添加改性劑、聚酯纖維和抗剝落劑是目前最有效的方式。

3)采用合適的瀝青面層厚度，確保半剛性基層在使用期間一般不會產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫。

4)設置應力消減(應力吸收)中間層，在京通快速路大修過層中應用了橡膠瀝青，效果良好。

5)在基層與瀝青面層之間加鋪增加抗拉強度的玻纖格柵。

結(jié)語：市政工程瀝青路面裂縫已成為瀝青路面的主要危害之一，在工程施工中多學習、多分析，通過道路大修工程可以了解道路裂縫的性狀，分析其形成原因，制定有針對性的處理方案。反過來，在進行新建道路施工時可以借鑒道路大修工程的施工經(jīng)驗，預先針對可能產(chǎn)生的病害制定相應的質(zhì)量管理措施。根據(jù)其成因從設計、施工、原材料控制等一系列環(huán)節(jié)入手，有針對性地采取一系列預防和改善措施，同時按全面質(zhì)量管理的要求，建立健全有效的質(zhì)量保證體系，對施工的過程、每道工序的質(zhì)量進行嚴格的檢查、控制。這樣能有效減少瀝青路面裂縫的發(fā)生。從而提高瀝青路面的建設質(zhì)量，延長市政瀝青路面使用壽命，確保正常發(fā)揮道路安全、舒適、快捷、高效的社會作用。

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