半刚性基层沥青路面抗裂施工技术分析

秦云飞 祁思文

（平顶山市佳洋路桥工程有限公司，河南 平顶山 467000）

沥青路面的综合性能显著，具有较好的抗滑性、耐磨性、持久性，能够减震、降噪、提高行车的舒适性，其中，基层主要采用半刚性基层，能够提高路面的荷载，满足车辆的运行要求，保障交通的顺利通行，此种特殊的路面结构在施工中应用广泛。但是，由于受技术、经济、自然等因素的影响，沥青路面会造成一定的损害，经常会出现一些裂缝，影响了路面的质量，缩短了使用寿命，必须引起高度重视。应结合实际情况，详细研究相关的裂缝问题，使用合适的抗裂技术，做好各个环节的施工，并加强质量控制，保证公路的最终质量，促进公路事业的进一步发展。

1 裂缝形成机理

1）水泥稳定碎石基层开裂机理。无机结合料、骨料、细集料和水是半刚性基层的组成材料，通过均匀拌和、碾压可构成板体结构。因为混合料自身存在一定缺陷，内部材料若无法均匀分布，很可能在行车荷载和自然因素作用下出现受力不均现象，甚至产生疲劳应力。一般情况下，微裂纹都是由应力集中部位产生，在长期使用过程中，受多种因素的影响，混合料内部将会由更多新的裂纹不断出现，同时，已经产生的裂纹将进一步发展，甚至形成贯穿整个基层厚度的裂缝，最终导致基层开裂。

2）反射裂缝的产生机理。完成水泥稳定碎石基层施工后，由于施工不当或材料自身缺陷等等原因，将会导致水泥稳定碎石基层受力不均现象，从而产生裂缝。一般来讲，半刚性基层内不仅含有微观裂缝，还存在宏观裂缝。若在铺筑沥青面层前，半刚性基层已产生了很多宏观裂缝，这种情况下，在汽车荷载作用下基层裂缝顶端和沥青面层底部相结合的位置很容易产生应力集中及消除现象，从而产生疲劳应力。随着应力作用的不断加深，沥青面层内部的微裂缝将迅速扩展，最终形成贯穿沥青面层的裂缝，即反射裂缝。

3）沥青面层裂缝的产生机理。由于混合料拌和不均匀等原因，在沥青混凝土内部很可能形成大量细小裂缝。在荷载和温度等因素的长期作用下，沥青面层内部的裂缝处将会发生应力集中现象。同时，在卸除外在荷载作用时，则应力集中现象将会消除。而新的荷载作用下，还会再次产生应力集中，如此反复循环，最终导致疲劳裂缝出现，并逐渐扩展，形成贯穿整个沥青面层的裂缝。

2 工程概况

某公路工程为双向四车道工程，随着沿线经济的迅速发展，交通量越来越多，且重载超载现象严重。据现场勘查发现，该路段出现了大量病害问题，包括车辙、裂缝、松散等。其中，裂缝问题最为严重，经检测分析，多为基层裂缝。为此，本文提出了采用抗裂缝剂用于稳定碎石基层防裂施工。为保证施工效果，本文以抗裂缝剂水泥稳定碎石基层试验段和普通水泥稳定碎石基层试验段进行对比分析。

3 半刚性基层沥青路面抗裂施工技术要点

1）拌和。基层施工中拌和是最主要的一道工序，水泥用量、含水量、级配等都是控制要点。拌和施工中，要时刻关注水泥含量，做好定时抽检工作，若不符合规定要求，则须及时处理，避免出现混合料质量不合格现象。

2）运输。运料前，先清理干净运料车厢，并将一层隔离剂均匀涂抹到车厢四周和底板。装料时，需前、中、后多次移动装料，避免材料离析。为避免混合料运输过程中温度散失过快，或水分蒸发过快，需覆盖苫布，做好保温工作。摊铺机和运输车之间保持一定安全距离，避免碰撞。

3）摊铺。摊铺施工前，先清理干净下承层顶面，并做拉毛处理。根据施工现场具体情况，控制摊铺系数在1.30～1.35，现场摊铺应具有连续性，不得中断，若遇特殊情况，中断时间超过2h，须设横向接缝，从而保证施工质量。

4）碾压。摊铺过程中，紧跟摊铺机后，采用双钢轮压路机进行2～3遍静压，随后采用双钢轮压路机进行2～4遍强振，并通过胶轮压路机进行2～3遍碾压。最后采用双钢轮压路机进行2～3遍碾压，消除明显轮迹。在整个碾压过程中，要实时做好压实度测量工作，保证压实度达到98%以上。

4 半刚性基层沥青路面抗裂施工检测分析

本文以抗裂缝剂连续施工技术和常规技术施工的沥青路面进行对比分析，试验检测内容包括含水量、压实度、抗压强度、层间粘结强度、裂缝对比等，以此验证抗裂缝剂连续施工技术的可行性。

1）基层含水量和压实度检测。基层摊铺、碾压的最终目的是将含水量控制在合理范围内，从而减少和控制干缩裂缝产生。待完成碾压施工后，应及时检测水泥稳定碎石基层的含水量。经检测可知，道路抗裂缝剂基层连续施工工艺的含水量范围为5.9%～6.2%，相比最佳含水量6.1%，可满足±0.2%的允许范围，说明采用抗裂缝剂后，基层含水量满足规定要求。通过压实度检测结果可知，道路抗裂缝剂基层连续施工工艺的压实度平均值为98.6%，常规技术施工工艺压实度平均值为96.7%，相比设计要求≥98%，道路抗裂缝剂基层连续施工工艺可满足规范要求，施工效果良好。

2）基层抗压强度检测。针对试验段水泥稳定碎石基层在龄期7 d时进行取样检测，检测结果为添加抗裂剂路段的抗压强度平均值为8.93MPa，未添加抗裂剂的路段抗压强度平均值为8.63MPa。由此可见，无论是否添加抗裂剂均可达到达到抗压强度规范要求，但相比之下，添加抗裂剂路段的抗压强度相对较高，说明道路抗裂缝剂基层连续施工工艺可进一步提升路面的耐久性和使用寿命。

3）基、面层间粘结强度检测。工后1年对2个试验段钻芯取样进行层间粘结强度检测分析。检测结果为添加抗裂剂路段，层间抗剪强度平均值为0.81MPa，外观表现为“整体、密实、相嵌”；未添加抗裂剂路段，层间抗剪强度平均值为0.58MPa，外观表现为“层间裂纹、面层裂缝”。由此可见，相比常规施工工艺，掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺层间抗剪强度更高，多出了0.23MPa，增加了39.7%。同时，观测2个试验段芯样的外观，常规施工工艺芯样出现了裂缝现象，而掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺外观效果良好，表面紧致，芯样完整。由此说明，掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺可有效提升基、面层间粘结强度。

4）裂缝检测。工后4年，对2段试验段进行裂缝情况检测，经检测可知，常规施工工艺路段裂缝数量为60～100条/km，掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺路段裂缝较少，仅为7～15条/公里，裂缝数量大幅下降，且路面光滑、平整度良好。表明使用掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺后，可大大降低裂缝数量，具有良好的抗裂性能。

5 结束语

综上所述，近年来，我国经济发展迅速，沥青路面成为高等级公路最常用的一种路面形式。在汽车荷载和温度等因素反复作用下，沥青路面往往会产生大量病害，特别是半刚性基层沥青路面裂缝问题最为突出。为了有效控制裂缝，必须了解其产生机理，根据不同裂缝类型采取具有针对性的处治措施。