公路路面施工中的裂缝防治措施

朱卫国

摘 要：随着我国经济不断发展，道路交通已经成为了重要基础设施。公路的工程质量备受关注，文章根据公路路面施工中的裂缝产生原因进行分析，并且提出防治措施，望广大同行给予指导。

关键词：裂缝成因；级配；温度；反射

公路路面质量是公路工程中重要的组成部分，路面混凝土裂缝成为了常见的质量问题，这些问题直接影响到公路的维护成本，并且对道路交通和经济发展造成阻碍。所以公路路面的裂缝防治问题必须给予重视，在施工过程中要针对裂缝产生的原因进行分析，并且通过不同的技术控制方法来提高工程质量，达到满足交通建设的需求。

1 温度问题形成的裂缝

1.1 裂缝成因

沥青路面的温度是影响裂缝形成的主要因素，这种因素与裂缝的不同阶段的温度变化有着直接的关系。在温度发生变化时，裂缝通过收缩力使沥青本身产生抗拉力。这种裂缝被称为温缩裂缝。而裂缝的走向与交通方向相互垂直，并且分布相对均匀。而另一种与温度有关的裂缝。是温度与沥青本身疲劳度有直接的关系，在温度發生变化时，温度的应力会发生改变，在抗拉性的影响下发生温差作用，形成温差疲劳性裂缝。温度原因形成的公路路面裂缝主要与沥青材料性能、集料配合比、路面层的结构有着直接的关系。另外施工环境和交通量也是影响施工因素的关键。

1.2 控制措施

在外界温度下降的过程中，路面的材料显示发生收缩，材料本身在收缩的作用下密度变大，使材质逐渐变硬。如果受到拉力影响，就会和收缩力相互作用，要是它们之间的平衡被打破就会出现开裂。拉应力大于温度应力就会形成纵向裂缝，而温度应力大于拉应力时就会出现横向裂缝。提高路面基层厚度是控制温度裂缝的有效途径。路面基层层面在温差的作用下，能够发生相对的作用，基层和路面面层之间的阻力矩会变化，很多力都集中在裂缝出现的一端，使裂缝位置的沥青集料强度降低，所以裂缝出现后其周围的沥青集料相对松散。这种松散性会随着面层的厚度发生改变。加大基层厚度能够避免裂缝的产生，基层越厚所能够承受的温差作用就越小。同时基层在摩擦力的影响下能够将温缩力和拉应力相互抵消，使裂缝尖端的集料密度加大。温度裂缝在实际施工中十分常见，尤其在北方地区，早晚和季节性温差较大，常见的温差裂缝处理方法主要有灌油修补法、乳化沥青稀浆封层和沥青混合料罩面。

2 水损害与公路路面裂缝

2.1 裂缝成因

沥青集料在理论上是不透水的，但是由于实际施工中，不能够完全按照设计配合比进行搅拌，这使沥青集料中容易出现毛细管道。其次，沥青路面压实度不均匀也是形成空隙里的关键。这些空隙一旦被水侵入就会使沥青和集料之间的胶凝作用降低，同时在车辆行驶的作用下，产生坑洞和网裂。另外有的面层容易形成空鼓，这使雨水通过渗透集中在空鼓中，由于沥青层的密封性，使空鼓中的水不能被排出，而到了冬季这些水在气温作用下就会结冰，并发生膨胀，直接造成塌陷，这种情况对路面的影响是致命的。

水损坏在沥青集料中主要有两种形式，分别为粘聚性破坏和粘附性破坏两种。粘聚性破坏是沥青被水浸泡，强度发生变化，粘度降低，使整体沥青混合料的结构发生改变。同时水浸泡时间越长这种破坏就越明显。粘附性破坏，是由于沥青集料中除沥青以外物质具有高于沥青的吸水性，使沥青由集料上被剥离，形成离析。通过这两种水损坏现象表面，水损坏的本质在于降低沥青集料的粘附力和粘结力。

2.2 控制措施

水损坏是不可避免的，要想延长沥青路面的使用寿命就要在沥青路面设计方面入手。首先是加强沥青集料的级配设计，在面层和下封层必须使用密集型沥青配料。沥青混合料在形成后必须保证雨水和地下水不能渗透到面层内部，使沥青混合料不接触到水。其次是增强路面的结构设计，要设计合理的排水设施，保证路面在雨后不出现积水现象，降低水和沥青混合集料的作用时间。需要注意的是加强排水措施只能起到缓解作用。所以还要注意沥青混合料的耐水性。沥青混合料的耐水性能够有效缓解水损坏现象。有效的避免水损坏就要合理提高沥青与集料的粘附性、级配优选、合理控制空隙率、设置良好的路面内部排水系统等措施。

3 反射裂缝和半刚性层

3.1 裂缝成因

很多经过修补的地段容易反复出现裂缝，这种裂缝无论采取何种形式进行覆盖和处理，都会在同一位置继续生产裂缝，将其称之为“反射裂缝”。这种裂缝生成后会在雨水、气温等因素的作用下，使路面的整体强度被破坏，而且裂缝的形式会不断发生变化，裂缝的破坏面会程辐射型扩散。反射裂缝在产生的过程中主要受到疲劳、屈服与剪切屈服等力的作用，并在它们的联合或单独作用下产生裂缝生长。发生反射裂缝的位置称之为半刚性基层，主要是指水泥稳定粒料基层，导致半刚性基层开裂的主要因素有：（1）昼夜温差大，产生收缩裂缝；（2）暴露时间长，产生温度疲劳裂缝；（3）混合料拌和不均匀，产生不规则裂缝；（4）养生不当，产生干缩裂缝；（5）施工工艺不当，产生细微裂缝。

组成半刚性基层的材料为多种材料的融合体，其自身具备较强的热涨性，并且容易在外界因素的影响下产生疲劳和干燥收缩。半刚性基层的结合料和稳定材料在降温过程中相互作用，使结合料产生体积收缩。干燥收缩是半刚性层集料其特点之一，干燥收缩中水分会在蒸发的作用下产生毛细管张力作用、吸附水分子间力作用、矿物晶体或凝胶体的层间水作用、炭化脱水作用而引起的整体的宏观体积变化。这使半刚性基层中材料的抗拉强度明显降低，再加上外界影响和车辆荷载作用。使半刚性层的基地产生拉力，最终形成裂缝，并逐渐朝着表面进行发展。

3.2 控制措施

半刚性层的裂缝控制要从基层控制开始入手，在施工上紧抓原材料、配合比、施工工艺、养护等环节在原材料控制上，要保证级配的均匀性，做为集料粒径不得大于31mm。在水泥的用量上要尽量的降低，使集料能够满足设计强度。水泥在配合比设计中可以相对下调5%，但是不能超过5.5%，这是因为水泥是主要的胶凝材料，如果用量过少会影响路面后期强度。

半刚性层的级配曲线应为一条平顺的圆滑曲线，同时级配曲线应尽可能靠近级配区域的下限。拌和过程中，严格控制水泥用量和用水量，严禁随意浇水、提浆，保证在最佳含水量的条件下碾压成型。消除沥青路面的反射裂缝还要从消除裂缝的形成根源入手，增强面层的抗拉强度，以及在面层及基层之间设置消力层等方面来考虑。常采用的方法有：使用土工织物，对旧混凝土路面采取碎石化处理，在面层下设应力吸收层或过渡层等方法来降低裂缝发生频率。

4 结束语

公路路面的质量与交通安全及公路建设成本有着直接的关系，路面质量直接影响着交通效率，所以在施工过程中必须加强施工管理，提高公路路面的承载能力，延长公路的使用寿命。在施工过程中要积极创新施工，根据技术规范加强施工管理，加强做到施工工艺的合理性，通过管理创新来提高路基工程的施工质量，保证公路交通的使用效率。

参考文献

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