基层因素对沥青混凝土路面开裂的影响分析及防治措施

１３０　应用方法论　２科０１黼１年第Ｏ　２　期　基层因素对沥青混凝土路面开裂的影响分析及防治措施　朱敏　（苏州建设交通高等职业技术学校，江苏苏州２１５１０４）　摘要半刚性结构基层已经成为道路的一种主要结构形式，其裂缝已经严重影响了道路的使用性能和使用寿命。根治裂缝已刻不容缓　本文就其因素对路面影响和防治措施两个方面进行了分析。　关键词半刚性基层；裂缝；厚度；强度；施工；措施　中圈分类号ｕ４　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７１一（２０１　１）１０２—０１３０一Ｏ１　沥青混凝土路面开裂是世界各国在沥青砼路面使用中遇到的主要病　害之一，其分布十分普遍，无论是冰冻地区，还是非冰冻地区，只是各　自的裂缝严重程度不同而已。为满足交通量增及重车比例增加的需要，　我国在半刚性基层沥青混凝土路面研究与应用方面进行了大量研究，取　得了举世瞩目的成就。半刚性基层具有较高的刚度、承载力和良好的使　用性能，为实现合理路面结构提供了可靠保证。然而半刚性基层沥青混　凝土路面裂缝问题日益突出，已成为该种结构的主要缺陷之一。为减少　半刚性基层沥青混凝土路面裂缝，国内道路工作者进行了大量研究。目　前基本采用了以下主要措施。　１）改善沥青砼面层性能，如：增加沥青层厚度、加筋罩面层、使　用改性沥青等。　２）设置应力，麻变吸收薄膜夹层，如：采用ＳＡＭＩ、土工织物、土工　布、土丁网格、粘接间断层等。　３）针对基层材料本身，选择抗冲刷性好、干缩系数和温缩系数小　和抗拉强度高的半刚性材料，虽然以上各种措施都在实践中得到了应　用，但目前各类措施的防治效果在定性、定量上很不一致，一方面表明　应对各种措施进行系统评价，另一方面也表明目前各种措施的防治效果　都十分有限。本文就其基层因素对沥青混凝土路面的影响进行分析。　１沥青路面裂缝情况调查　笔者近几年参与建设施工的道路了解到的基本情况是：这些道路的　长度从ｌ　ｋｍ一３　ｋｍ不等，基层为１０％灰土、二灰结石或为水泥稳定碎石，　面层为沥青砼路面，完工期一般在当年的四季度，沥青摊铺结束即开放　交通，最早的在一个月左右路面就出现裂缝，至三个月左右裂缝数不再　增加，此时正是一年中气温最低月份。裂缝均为横向贯通裂缝；在全路　段分布，密集处大约２０　Ｉｎ一３０　ｍ一道，填、挖方段均发生。经检测裂缝　处无沉降，这就排除沉降对裂缝产生的影响。对裂缝处钻孔取样，芯样　表明裂缝贯通二灰碎石，且裂缝宽度较大。大粒径集料在芯样中呈悬浮　状，无嵌挤，说明此时二灰碎石为悬浮密实型。　２基层因素对沥青混凝土路面的影响　通过调阅内、外部的施工记录及资料，通过研究分析得出的基本结　论有以下几点。　１）施Ｔ质量影响。　２）道路开放交通后，有些道路交通量很小，短期内也出现裂缝，　说明上述路面裂缝属非荷载型裂缝。　３）二灰结石基层产生的裂缝是引起沥青路面产生反射裂缝的主要　原因。　２．１基层反射裂缝半刚性　基层沥青混凝土路面最大的缺陷随着长久的温度和湿度的变化容易　产生收缩裂缝，然后自基层向上扩展到沥青表面形成反射裂缝。　裂缝的出现往往是沥青路面损坏加剧的开始，导致雨水沿裂缝下　渗，软化半刚性基层造成基层强度不足而形成唧浆、沉陷、啃边等。　大量研究表明，反射裂缝产生的机理是由于受拉疲劳、受拉屈服与　剪切屈服单独或联合作用的结果。在行车荷载特别是重车、超重车的反　复作用下，使沥青结构层底面产生的拉应力超过材料的疲劳强度，底面　先开裂并逐渐向上扩展到路表，或者基层开裂后，当行车荷载时基层开　张两端之间将产生竖向位移差，在面层中引起面层剪切搓动和剪切疲劳　破坏而导致开裂。　从横裂钻孔的试件看，大多数横向裂缝处沥青面层与二灰碎石均已　开裂且基层裂缝比面层裂缝要宽得多，有的二灰碎石的裂缝内夹杂着大　量的砂砾、泥浆，此外由于沥青是种感温性的粘弹性材料，当外界湿度　下降时，面层的沥青混合料材料逐渐变硬脆并开始收缩，当产生的收缩　拉应力超过路面材料的抗拉强度，沥青路面就从表面往下裂开。　２．２基层厚度对病害形成的影响分析　路面结构设计不合理或厚度不足，路面强度明显不能满足行车要　求，在行车反复作用下，沥青路面很快碎裂。基层厚度一般按照设计　计算同时结合经验确定，应该不会对路面早期病害的形成构成多大的影　响，然而由于目前施工水平、施工设备、施工管理等的限制，很容易造　成施工缺陷而引发路面病害的形成，调查发现，基层缺陷是诱发沥青路　面龟裂唧浆的主要原因，主要体现在基层厚度、分层施工中上下基层的　分层厚度以及上下基层分层施工间隔等三方面。　２．３基层分层施工时合理的时间间隔　横向裂缝产生的原因除了路基不均匀沉降外就是分层的上下基层施　工时间间隔过短，造成下基层养生时间不够而形成的干缩裂缝和同上反　射，最终形成反射裂缝，由此可得基层的施工时间间隔既不能太长也不　能太短。　２．４基层强度对路面病害形成的影响分析　有些路段不存在基层分层施工的情况仍存在路面唧浆，究其原因，　主要是基层局部强度不足所造成的。　从现场取样和开挖看，二灰碎石基层松散、破碎且含泥较多，这可　能是由于基层局部拌和不匀压实不足和粗细集料离析而造成二灰碎石基　层未形成整体强度，开放交通后基层的局部缺陷引起面层开裂，雨水随　着裂缝浸入后产生唧浆、将基层的细集料和二灰胶结材料随泥浆一起向　上涌出，基层整体强度进一步下降而使得面层状况恶化，形成网裂和局　部沉陷。造成路面病害与基层有关的另一原因就是施工过程中石灰未充　分消解且拌和不均匀，于是基层中的石灰在消解过程中体积膨胀，最终　导致路面向上鼓胀和基层破坏。　２．５水泥稳定粒料裂缝与其他因素的关系　水泥稳定粒料半刚性基层具有强度高稳定性好，刚度大等特点。因　而被广泛地用于修建高等级路面的基层，但是如果材料组合不当，水泥　稳定粒料基层容易在温湿状况变化时产生裂缝，一旦基层开裂，就可能　促使面层由顶到底产生对应裂缝。在实际工程中，由于材料设计组成不　合理（如：水泥剂量过大，细集料过多等）或施工不当（含水量过大，　拌和不均匀，养生不好等）产生干缩裂缝。在其上铺筑面层后，在行车　和温缩应力的共同作用下，使面层在基层开裂处产生由下而上扩展的反　射裂缝。　３减轻半刚性路面裂缝防治措施　半刚性路面裂缝有荷载型结构性破坏裂缝，有沥青面层的温度收缩　裂缝，还有由半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起的沥青面层的反射　裂缝或对应裂缝。为了尽可能延缓和减轻半刚性路面面层的裂缝，应做　到以下几点。　１）从设计上保证半刚性路面不发生荷载型结构性破坏裂缝，即在　考虑路面强度和稳定性的前提下，合理地进行路面结构层厚度计算，确　定路面容许弯沉值，以避免路面的结构性破坏，从而进一步减轻半刚性　路面的非荷载型裂缝。应选用松驰性能好的优质沥青作沥青面层，且在　稳定度满足要求的前提下，选用针入度大的沥青作面层，其次应选用抗　冲刷性好、干缩系数和温缩系数小和抗拉强度高的半刚性材料用基层。　（下转第１４５页）　乱　淼霸　应用方法论　１４５　埋冷却水管通水冷却。浇筑完后进行变形及裂缝检查，变形在控制范围　设计有参考借鉴之处。　内，无砼裂缝产生，效果良好。　尊　土　３结束语　三峡左岸电站上游副厂房伸缩节室封顶模板方案各有优劣，采用哪　参考文献　Ｅｌｌｚ￣！章忠公伯峡厂房廊道预制钢筋混凝士模板施工叨水利水ｇ￣（ｇ］２，２０ｏ９２：３ｏ－３１，４ｏ．　一种方案应视当时具体的外界条件。方案的探讨，对同类工程项目支撑　表１　伸缩节砼颈制模板方案圈　ｏ．骂ｄ＋ｏ　Ｘ　×　Ｘ　Ｘ　层面连接锚筋　Ａ　图５伸缩节预制模板方案图　（上接第１３０页）　避免水分损失产生干缩裂缝。　参考文献　２）施工方面。半刚性路面施工的关键是要保证在铺筑沥青面层之　【１］交通部公路司．公路工程质量通病防治指南［Ｍ】．人民交通出版社．　前，半刚性基层不产生收缩裂缝。　［２１ＪＴＪ０３４—２０００／ｚ￣路路面基层施工技术规范【ｓ１．人民交通出版社．　施工过程中必须严格遵照路面基层施工技术规范外，还必须严格控　［３］ＪＴＧ　Ｆ４０—２００４公路沥青路面施工技术规范【ｓ］．人民交通出版社．　制半刚性基层施工碾压时的含水量，混合料的含水量不能超过压实需要　【４】杨文渊，钱绍武，等．道路施工工程师手册［Ｍ】．人民交通出版社．　的最佳或控制在施工规范容许的范围内。在半刚性基层碾压完成后，要　作者信息　及时养生，保护混合料的含水量不受损失。并且在碾压完成或最迟在养　朱敏（１９７５一），女，江苏江都人，苏州建设交通高等职业技术学校　生结束后，在基层顶面喷洒透层油或粘层油。然后尽快铺筑沥青面层，　讲师。