許 建 忠

(山西晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

半剛性基層路面裂縫成因與防治

許 建 忠

(山西晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

為了提高道路的質(zhì)量，滿足日益增長的交通運(yùn)輸需求，分析了半剛性基層路面裂縫形成的原因以及危害，指出荷載裂縫和收縮裂縫是半剛性基層路面常見的裂縫，要減小裂縫發(fā)生的幾率，除了在施工方面改進(jìn)之外，還可以通過限制水泥穩(wěn)定基層中水泥用量、基層預(yù)鋸縫、調(diào)整基層施工時(shí)間、加厚瀝青面層等手段加以控制。

半剛性基層路面，裂縫，產(chǎn)生原因，防治措施

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國對于交通運(yùn)輸?shù)男枨笠苍絹碓酱螅鞣N生產(chǎn)資料必須通過交通運(yùn)輸來達(dá)到交換的目的，現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)要求在最短的時(shí)間內(nèi)運(yùn)送最多的生產(chǎn)資料，這就對道路系統(tǒng)提出了更高的要求。當(dāng)前我國主要采用半剛性基層材料制作路面，這樣的道路具有較高的強(qiáng)度和承載能力，能夠滿足新時(shí)代的運(yùn)輸要求，但是路面的強(qiáng)度高就意味著韌性較差，因而半剛性基層路面很容易產(chǎn)生裂縫，各種問題也隨之而來。

1 我國道路建設(shè)現(xiàn)狀

圖1是我國2006年—2013年公路建設(shè)投資額統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從圖1中不難看出我國每年的公路建設(shè)投資額都在增加，這也就意味著我國每年有大量的道路建設(shè)項(xiàng)目開工。半剛性基層路面作為我國道路建設(shè)的主要路面之一，探究半剛性基層路面裂縫成因與防治有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 荷載裂縫

荷載裂縫是最常見的道路裂縫，一般是由于車輛反復(fù)作用于道路，導(dǎo)致半剛性基層的底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于半剛性基層材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，裂縫就隨之產(chǎn)生。而隨著車輛荷載的不斷作用，裂縫由道路基層擴(kuò)散到道路的表面，從而破壞了瀝青面層，影響交通運(yùn)輸?shù)倪M(jìn)行。一般來說荷載裂縫都是區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)狀裂縫，長時(shí)間的荷載裂縫會(huì)導(dǎo)致路面的沉陷。

2.2 收縮裂縫

1)低溫裂縫。對于北方地區(qū)來說，由于冬季的溫度較低，使得瀝青材料的強(qiáng)度也越來越大，因而開始產(chǎn)生了一定的收縮，當(dāng)溫度的變化過于劇烈時(shí)，瀝青面層狀強(qiáng)烈的收縮力會(huì)超過瀝青混合料的抗拉力，導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)裂縫，但是這種裂縫一般寬度都不是很大，影響范圍也不是很廣。

2)溫度疲勞裂縫。對于晝夜溫差較大的地區(qū)來說，由于白天和晚上的溫度差異過大，有時(shí)甚至可以高至幾十?dāng)z氏度，這樣在瀝青面層中就會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，在這種溫度應(yīng)力的長期作用下，瀝青面層會(huì)產(chǎn)生溫度疲勞裂縫，而如果不能夠及時(shí)的進(jìn)行修補(bǔ)，溫度疲勞裂縫就會(huì)向下發(fā)展，最終導(dǎo)致半剛性路面的基層產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重影響道路的正常使用。

3)基層的反射裂縫。反射裂縫是指半剛性基層在溫度和濕度變化下產(chǎn)生的收縮開裂沿開裂基層向上方反射到瀝青面層而形成的裂縫。這種裂縫能夠影響局部區(qū)域內(nèi)的路面強(qiáng)度，使得裂縫處產(chǎn)生較嚴(yán)重的凹陷。

3 路面裂縫的危害

瀝青路面產(chǎn)生裂縫是難以避免的，目前的技術(shù)手段也只能降低裂縫產(chǎn)生的幾率而不能夠徹底的消除裂縫。裂縫的產(chǎn)生也會(huì)帶來多方面的危害：

1)路面存在裂縫時(shí)，如果遇到了降雨，雨水會(huì)沿著裂縫下滲到基層，從而軟化半剛性基層，降低路面的強(qiáng)度，加劇裂縫的程度，甚至可能形成路面的塌陷。

2)裂縫的產(chǎn)生會(huì)對行車舒適度造成影響，影響車輛在道路上運(yùn)行的效率。再者在有裂縫的道路上行駛也會(huì)加大對于汽車各部位的損耗以及油耗，提高使用的成本。而如果裂縫長期得不到修理，很可能導(dǎo)致路面的凹陷，最終導(dǎo)致交通事故的發(fā)生，造成不必要的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

3)裂縫的存在同樣提高了道路的維護(hù)成本，在車輛的連續(xù)作用之下裂縫的延伸速度是驚人的，這也就意味著需要投入更多的財(cái)力、物力、人力來進(jìn)行裂縫的修補(bǔ)。

4 防治裂縫的具體措施

4.1 施工方面

對于路面和路基來說，都需要進(jìn)行充分的壓實(shí)，特別是橋臺背和涵洞兩側(cè)填土的壓實(shí)，以及路基路面加寬對新舊路基和新舊路面結(jié)構(gòu)層的聯(lián)結(jié)和壓實(shí)，這樣才能夠避免路面在汽車長期的荷載作用下產(chǎn)生形變。

4.2 減輕非荷載型裂縫的措施

1)限制水泥穩(wěn)定基層材料中的水泥用量。

對于半剛性基層路面來說，其中水泥的用量越多，就意味著路面的剛性越大，韌性越低，這樣在車輛荷載的長期作用下就會(huì)產(chǎn)生開裂的情況；另一方面穩(wěn)定材料的強(qiáng)度越高基層內(nèi)的收縮裂縫的間距的寬度也就越大，會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的裂縫發(fā)生。因此一般將半剛性基層路面的水泥用量控制在6%以下，而為了減少由于溫度引起的體積縮小產(chǎn)生的形變，有時(shí)可用適當(dāng)?shù)姆勖夯襾泶嫠唷?/p>

2)基層預(yù)鋸縫。

半剛性基層路面對于溫度的變化非常敏感，而基層預(yù)鋸縫就很好地利用了這一特點(diǎn)，預(yù)先在基層中制造出規(guī)則間距的裂縫，這種裂縫并不會(huì)隨著車輛的作用而擴(kuò)大，能夠有效避免裂縫貫穿整個(gè)面層。

3)調(diào)整基層施工時(shí)間。

長期以來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的裂縫主要是由于溫度原因所造成的，因此在施工時(shí)有必要調(diào)整基層的施工時(shí)間以降低裂縫產(chǎn)生的幾率。在溫度較高的季節(jié)施工的半剛性基層在寒冷季節(jié)時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫，而在溫度較低的季節(jié)施工的半剛性基層在炎熱季節(jié)時(shí)通常會(huì)產(chǎn)生膨脹裂縫，因此有必要根據(jù)氣候來選擇施工的時(shí)間，使得路面既能夠承受低溫的收縮作用也能夠承受高溫的膨脹作用。

4)加厚瀝青面層。

加厚瀝青面層是一種被動(dòng)的預(yù)防裂縫的方法，一方面瀝青面層的增厚可以降低路面內(nèi)的剪切力，另一方面裂縫從底面延伸到頂面需要花費(fèi)更長時(shí)間，這樣能夠在一定程度上延長路面的使用壽命。但是這種方法是一種極為被動(dòng)的預(yù)防方法，不僅需要投入更高的成本，而且由于瀝青受到高溫的影響較大，高溫下瀝青路面很容易產(chǎn)生車轍。

5)增加應(yīng)力吸收層。

車輛對路面的持續(xù)作用力是造成路面產(chǎn)生裂縫的另一原因，因此可以增加應(yīng)力吸收層來降低車輛荷載對于路面的影響。一般來說應(yīng)力吸收層都是由橡膠瀝青混合料制成的，厚度由10 cm～5 cm不等，應(yīng)力吸收層鋪設(shè)在基層和瀝青面層之間，能夠有效吸收瀝青面層傳遞到基層上的作用力，從而降低應(yīng)力集中的現(xiàn)象，最大程度上減緩車輛荷載對于道路基層造成的影響。

6)增加土工織物。

車輛荷載導(dǎo)致的應(yīng)力大于路面內(nèi)部的拉力是造成路面產(chǎn)生荷載裂縫的原因，而在路面中增加土工織物能夠有效增大路面內(nèi)部的應(yīng)力，土工織物具抗拉、抗腐蝕、高強(qiáng)度等特點(diǎn)，從而能夠承載更多的重量。一般來說常用的土工織物有聚丙烯、聚乙烯以及玻璃纖維，這些土工織物在瀝青層的底面，與瀝青層牢固地結(jié)合在一起，從而有效防止裂縫的產(chǎn)生。從我國長期的使用來看，采用玻璃纖維織物的效果最為理想，成本也較低。

7)采用瀝青碎石結(jié)構(gòu)。

改變?yōu)r青面層的受力結(jié)構(gòu)也是降低路面裂縫的方法，一般來說可以用瀝青碎石結(jié)構(gòu)來作為瀝青面層的下層，所謂的瀝青碎石結(jié)構(gòu)是以碎石材料作為底層，上層鋪設(shè)瀝青。一般碎石材料的厚度在9 cm左右，碎石之間不添加任何的填充物，因而車輛荷載對于路面的應(yīng)力可以得到一部分的抵消，基層的縱向相對位移也不會(huì)及時(shí)的傳遞到瀝青層，從而降低裂縫發(fā)展的速度。

5 結(jié)語

近幾十年來我國經(jīng)濟(jì)取得了迅猛的發(fā)展，而經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的背后是交通運(yùn)輸行業(yè)的繁榮，時(shí)代的發(fā)展對于交通運(yùn)輸行業(yè)提出了更高的要求，道路必須擁有更高的承載能力。我國的路面大多是半剛性基層路面，而在半剛性基層路面上最常見的裂縫有荷載裂縫、低溫裂縫、溫度疲勞裂縫以及基層的反射裂縫，這些裂縫的出現(xiàn)不但影響了道路使用的舒適度，也會(huì)影響道路的使用壽命，增加道路的維護(hù)成本，造成不必要的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。在施工時(shí)可以采用限制水泥穩(wěn)定基層材料中的水泥用量、基層預(yù)鋸縫、調(diào)整基層施工時(shí)間、加厚瀝青面層、增加應(yīng)力吸收層、增加土工織物、采用瀝青碎石結(jié)構(gòu)等手段來降低路面裂縫產(chǎn)生的幾率，從而提高路面的承載能力和行車舒適度，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。

[1] 張景堂.半剛性基層路面裂縫成因與防治措施分析[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2014,42(2):32-34.

[2] 謝優(yōu)林.淺談半剛性基層路面裂縫成因及防治措施[J].大科技,2014(12):173-174.

[3] 沈海燕.半剛性基層瀝青路面反射裂縫成因及防治措施分析[J].江西建材,2014(10):158-159.

[4] 劉樹國.瀝青路面反射裂縫成因及防治措施[J].黑龍江科技信息,2011(21):277.

On reasons for cracks at semi-rigid base pavement and their prevention

Xu Jianzhong

(ShanxiJinzhongRoadandBridgeConstructionGroupCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

In order to improve the road quality and meet the increasing demands of the transportation, the paper analyzes the reasons for the cracks on the semi-rigid base pavement and their hazards, points out the loading and shrinkage cracks are common on the semi-rigid base pavement, indicates the improvement is needed at the construction, as well as measures including cement volume, saw joint at pavement’s top, adjustment of pavement construction period, and thickening asphalt layer.

semi-rigid base pavement, crack, reasons, prevention measures

2015-05-26

許建忠(1973- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)22-0161-02

U418

A