高速公路沥青砼路面裂缝成因及控制措施

高速公路沥青砼路面裂缝成因及控制措施

曹茂军

CausesandControlMeasuresforHighwayAsphaltConcreteRoadSurfaceCrack曹茂军CAOMao-jun（安徽省高等级公路工程监理有限公司，合肥230088）（AnhuiHighwayEngineeringSupervisionCo.，Ltd.，Hefei230088，China）

摘要院对于高等级公路来说，其沥青路面交工运营后，延长使用寿命、减少养护投入，具有重要的意义。从笔者多年来从事高速公路路面施工管理以及高速公路路面养护管理实践发现，半刚性水稳基层和沥青路面都会产生不同程度的裂缝。通过相应的预防、处治措施，进而避免或减少收缩裂缝，在一定程度上可延长路面的使用寿命。本文结合高速公路路面施工建设管理经验，阐述高等级公路沥青混凝土路面裂缝产生机理、控制措施，以及施工工艺，同时提出相应的政策建议，为沥青路面施工及维修养护提供参考依据。

Abstract:Forhighgradehighway,afterthecompletionoftheasphaltpavement,itisofgreatsignificancetoprolongitsservicelifeandreducemaintenanceinvestment.Basedonyearsofhighwaypavementconstructionandmanagementandhighwaypavementmaintenancemanagementpractice,theauthorfindsthatsemi-rigidcementstabilizedbaseandasphaltpavementwillproducedifferentdegreesofcracks.Throughthecorrespondingpreventionandtreatmentmeasures,toavoidorreduceshrinkagecrack,itcanprolongtheservicelifeofpavementtoacertainextent.Combinedwithhighwaypavementconstructionmanagementexperience,thisarticleexpoundsthehigh-gradehighwayasphaltconcreteroadsurfacecrackmechanismandcontrolmeasures,aswellastheconstructiontechnology,andputsforwardthecorrespondingpolicyrecommendations,whichprovidesreferencebasisforconstructionandmaintenanceofasphaltpavementmaintenance.

关键词院沥青路面；裂缝成因；控制措施Keywords:asphaltpavement；causesofcrack；controlmeasures中图分类号院U416.217文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）19-0138-02

0引言

近年来，高速公路建设管理水平不断提高，质量控制也在不断加强，逐渐向标准化、规范化靠拢，但仍有不少项目交工运营后，很快又会出现不同程度的病害，尤其以裂缝产生最为突出，给运营安全和路面养护带来挑战。如何有效地抑制或减少裂缝的产生，更好地加强施工过程控制，成为大家关注的要点。下面笔者通过参加过几条新建和改（扩）建高速公路的切身体会，谈谈高速公路沥青混凝土路面裂缝成因及控制措施。

1裂缝形成机理通过对已通车运营的高速公路沥青砼路面裂缝调查发现，半刚性水稳基层反射裂缝扩散是形成和引起沥青路面裂缝的主要根源。对于半刚性水稳基层来说，其裂缝分为：一是半刚性基层材料自身的温缩和干缩特性造成的裂缝。近年来，随着半刚性基层厚度的增加，在季节性差异和南北气候差异的作用下，其内部形成温度梯度。在失水量方面，由于表层大，深层较小，进而在两者之间形成了失水梯度，进一步出现温缩和干缩应力，在两者的影响下，产生相应的收缩应力。当然，施工过程中含水量及水泥剂量波动也是在所难免，成型后含水量波动面与含水量适中界面处以及水泥剂量波动与水泥剂量适中界面处同样也会产生温缩和干缩应力。二是在气温急剧下降情况下，对于厚度超过8~10cm的沥青路面面层来说，容易产生温缩裂缝。可见沥青面层的温缩同样也存在上述病害模式，即温度梯度。与温缩应力相比，当沥青路面面层材料的应力较小时，便会产生温缩裂缝。

2预防和处治裂缝的措施通过对沥青面层裂缝形成机理进行分析，可知，当气温急剧下降时，在厚度较大的沥青面层的内部就会产生相应的温缩应力。当底部对上部面层的摩阻约束力较小时，对于沥青面层来说，这时就会产生温缩裂缝。如果沥青面层与基层两者之间结合比较好，并且能够形成摩阻体系，对沥青面层的收缩变形就能进行制约。做好透封层、粘层施工，特别是控制好改性乳化沥青洒布量和集料撒布量是减少温缩裂缝的又一重要途径。

对于水稳基层来说，如果已经出现收缩裂缝，在这种情况下，为了避免基层裂缝传播到沥青面层，在对透封层进行施工前，通常采用自粘式玻璃纤维格栅或粘贴聚酯玻纤布对透封层进行处理。对于自粘式玻璃纤维格栅或聚酯玻纤布来说，凭借自身优越的抗拉强度和较低的延伸率，将其铺入沥青面层后，能够与沥青面层相互咬合，进一步增强抗拉强度。另外，自粘式玻璃纤维格栅各向同性，在一定宽度范围内反射裂缝分散，进一步降低裂缝处的应力集中现象。在水稳与桥头搭板或隧道搭板的接头处粘贴聚酯玻纤布可有效预防温宿差异变形及应力变形扩展至沥青面层，建议推广应用。

基层（底基层）施工过程中，要采取措施严格控制混合料含水量，细集料要设置防雨大棚，拌和含水量要根据天气、温度变化做出适当的微调。不仅要随时抽检，还要每天检查控制室打印记录。水泥剂量的控制要稳定，切忌采用加大水泥剂量以提高水稳强度的错误认识和做法。保证足够的养生时间，确保适宜的养生条件也很重要，很多施工单位不重视养生，结果造成温缩和干缩裂缝重叠产生，教训之深刻，必须加以警醒和切实转变观念。

3施工工艺

3.1裂缝出现淤对基层表面，在进行喷洒透层前，通过采用自动收集强力清扫车进行全面清扫，进而在一定程度上提高透层的渗透性和防水层的粘结效果。如果“清除”达不到规定要求，则通过人工的方式，利用钢刷进行清扫，同时配合高压水进行冲洗，使基层顶面集料颗粒出现部分外露，通过凿毛或微铣铇的方式对部分基层光面处进行处理，处理结果以露出水稳骨料为准。

于对于改性乳化沥青，通常采用智能型沥青洒布机进行喷洒，洒布前，对基层进行洒水湿润处理。改性乳化沥青洒布量控制在0.8~1.0kg/m2，透层的粘度稀释比例要适中（沥青含量为60%），不能太高或太低，这是因为：如果太高影响渗透，如果太低到造成渗透达不到预期的效果，渗透深度通常情况下要超过5mm。在基层表面，需要对透层进行固化成型处理，并且不留浮油，同时对多余的透层沥青堆积层进行清除。

盂待透层洒布改性乳化沥青开始破乳后，即可进行“钉子石”的撒布。很多地方也称之为下封层，通常采用5~10mm单粒级碎石，进而在一定程度上提高基层与沥青面层之间的摩阻力，同时对沥青面层的收缩应力进行制约，进一步减少裂缝。碎石撒布量控制在1000m2/3m3，对于碎石需要进行过筛处理，确保粒级符合设计要求，碎石撒布前应过沥青混凝土拌合楼预拌，其中粉尘等杂质含量控制在1%，进而巩固和强化下封层撒布碎石与沥青下面层之间的粘结性能。在撒布碎石的过程中，撒布车要倒向行驶，行车速度控制在2.5噪皂/澡，同时确保撒布的均匀性。碎石对沥青膜的覆盖率严格控制在70%~80%，避免覆盖过少造成压路机粘轮，集料撒布后立即用胶轮压路机碾压一至二遍。随着科技的进步，现在已普遍采用智能式同步封层车来施工和控制。改性乳化沥青洒布量宜通过试验段确定，一般在1.5%-1.8%之间。碎石撒布在桥头搭板处、接缝处或因运料车来回行驶等原因造成对沥青膜的破坏之后应采用人工补缺。

榆撒布完5~10mm单粒级碎石后，通过胶轮压路机进行碾压，碾压遍数一般为两遍。完成碾压后，用10t汽车以50km/h速度进行急刹车对已成型的改性沥青下封层进行检测，合格的标准是试验过程中改性沥青下封层不卷起、脱落。洒布改性沥青时，温度一般控制在170~185益；在撒布过程中，保证智能型洒布车喷洒管垂直于路面，并且喷出的乳化沥青施工面完全重叠。均匀洒布，不能出现露白。

及时用人工对不足之处或斜交桥头两端进行辅助处理、补洒。

3.2裂缝出现后淤在基层清扫后步行详细调查裂缝，确保裂缝不遗漏，并做好裂缝位置、走向、缝宽、缝深、缝长等记录。基层裂缝处着重处理，保证缝内洁净无杂物，清理完毕后向裂缝内灌注高强改性沥青，其灌注深度为缝深的2/3。对于橫缝，清缝时靠近路肩、中分带路缘石处是否清扫到位应是检查要点；对于纵缝，还要通过取芯进一步分析原因，特别是纵向通缝的处理更要慎重，必要时采用双层玻纤格栅处治。

于清理基层裂缝后，将自粘式玻纤格栅铺设在上面，铺设宽度控制在100cm耀150糟皂，裂缝两侧延伸50cm，长度方面横向满铺。

盂应派专人对铺设完的自粘式玻纤格栅进行维护，进行下封层施工时，洒布车及运输车在上面行驶时不可急转弯、掉头。

榆近年来有些地区已经很少使用铺设玻纤格栅，而改为铺设聚酯纤维布。铺设聚酯玻纤布工艺与玻纤格栅工艺有所差别，具体表现在：1）因聚酯玻纤布不是自粘式，故张贴前应将已清理验收过的裂缝先行灌缝，而后在聚酯玻纤布布设全宽范围内（国内聚酯玻纤布宽度规格大致有1.1m、1.2m、1.26m、1.3m、1.4m这几个宽度）喷洒雾状热沥青，进而将聚酯玻纤布整平拉直覆盖在刚喷洒过的热沥青上面，然后再用与聚酯玻纤布等宽的滚筒由裂缝一端向另一端匀速滚动，使玻纤布与裂缝基层紧密粘贴。2）热沥青或改性沥青的加热温度要达到180益依10益，为避免喷洒车气雾喷头受阻，喷洒前要用导热油对喷头和管道进行疏通，确保雾状热沥青喷洒作业顺利。3）雾状热沥青喷洒量控制在0.6耀0.8kg/m2为宜，切忌超喷，避免热沥青渗过玻纤布形成活动面“夹层”，降低或影响粘结效果。

4结语上述措施目前在笔者所参建的几条新建或改建的高速公路路面上都得到了广泛的应用而且均取得了很好的效果，南（京）洛（阳）高速安徽界阜蚌段段改建后三年未出现一道裂缝，收到了非常好的效果。这里需强调几点：淤通过增设自粘式玻璃纤维格栅或玻纤布，对于基层裂缝处应力集中现象可以有效消解，防止裂缝传递反射到面层，减少产生反射裂缝。虽然加大了投资的力度，但为以后养护或缺陷修补节约了大量资金；于不要只关注沥青路面面层，对于改性沥青透层、下封层的施工同样重要，改性沥青透封层与基层的粘结性能，在一定程度上可以降低结构层的拉应力；盂要着眼提高基层和沥青面层层间的摩阻力，基层（底基层）层间应洒布水泥浆。沥青面层层间粘层油的洒布应符合规范及项目作业指导书规定，切忌在粘层油上偷工减料；榆严格控制透层和下封层的施工工艺，可有效避免水隐患对路面造成的破坏，延长路面的使用寿命；虞水稳基层（底基层）施工工艺参见技术规范，这里不再赘述。

实践证明，采用自粘式玻纤格栅或聚酯玻纤布等材料和摩阻理论、应力控制或应力束缚理论来克服沥青面层收缩裂缝、处治路面裂缝的应用技术，在目前是一种效果好，简单易行的控制措施，在今后路面施工中将会得到广泛的应用。

参考文献院[1]JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].[2]JTJ034-2000，公路路面基层施工技术规范[S].[3]黄塔（桃）、六武、阜周、界阜蚌高速公路路面施工作业指导书[Z].[4]何俐,张文杰,李矿森.高速公路沥青路面裂缝分析及控制措施[J].交通科技,2007(10)