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【摘 要】 文章分析了半刚性基层裂缝的原因，针对半刚性基层产生裂缝防治措施进行了探讨。
【关键词】 半刚性基层；裂缝；防治
半刚性基层具有结构强度高、稳定性好、刚度大、荷载分布均匀、水稳性可靠及施工成本低等优点，因此广泛用于修建高等级路面的基层。但半刚性基层沥青路面最大的缺陷之一，是随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。半刚性基层沥青路面反射裂缝是沥青路面主要病害之一，对其进行研究和防治具有积极的意义。
一、半刚性基层沥青路面开裂的原因分析
1.施工因素
施工过程中存在的问题是引起路基开裂的主要原因，路基是一条公路最关键的位置，只有路基建造得好，才能够保证整条路的稳固性。在施工的过程中，碾压路面的时候大多采用的是振动压路机，这种压路机在工作的时候会由于重力和振捣的作用而使得沥青材料发生裂缝，有的施工单位可能不太重视这些小裂缝，但是，倘若这些裂缝得不到及时的处理，那么就会在温度变化或者行车荷载的作用下继续扩大，将来受到雨水的侵蚀，不但会使面层部分受到破坏，而且也会使面层以下的结构层受到影响，直至影响到整个路基的稳定；另外，路面面层一般采用了骨架密实级配来预防车轮对路面造成的破坏，这种路面级配型式施工也会使得路面产生裂缝；施工时不仔细将会使得以后的公路出现路基塌陷问题，路基作为公路的根本，倘若塌陷，那么必定会影响到底基层、基层和沥青面层，由此将出现大的裂缝。
2.气候因素
气候带来的影响容易引起沥青路面面层的开裂，在这里主要是指由于一年四季早晚温度的变化给半刚性基层沥青路面带来的影响。地面的温度在一天当中有区别，在一年四季的交替变化过程中温度也不同，路面温度的上升和下降过程中由于热胀冷缩的原因会造成沥青路面面层的开裂。如，持续的低温使得温度收缩应力不断增大，并且超过了沥青材料的极限抗拉强度，这时就容易使路面出现开裂现象。另外，进入冬季以后，昼夜温差非常大，一早一晚的冷热交替使得温度收缩应力不断变化，从而会导致沥青路面面层的开裂。
3.荷载因素
这主要指的是交通荷载对路面造成的影响。道路在使用的过程中，会有许多的车辆不断压过路面，交通荷载长时间的持续重力会对路面造成破坏，而且有的车型巨大，超载车辆的巨大压力会造成路面某个部位的塌陷，进而使得路基发生塌陷。前面我们已经说到，由于施工的不科学就已经产生了一些微小的裂缝，这种来自车辆的巨大的压力又会使得裂缝扩大，引起半刚性基层沥青路面的开裂问题。
4.基层反射因素
基层裂缝的反射会造成沥青路面层的开裂。首先，是由于温度引起的反射裂缝，在温度下降的过程中，由于基层部位已经有了微小裂缝，那么这些裂缝则会随着温度降低而发生扩散，受昼夜温差的影响，会使得基层的裂缝扩展，从而导致了沥青路面面层的开裂。其次，由于交通荷载引起的反射裂缝，车辆周而复始的荷载作用会给路面带来巨大的压力，而且会对沥青材料产生损伤，荷载次数的不断增加使得路面损伤终究会到达一定极限，进而会使得半刚性基层沥青路面发生开裂现象。
二、减少半刚性基层开裂的措施
（一）原料控制
1.选择合理面层材料。面层沥青应选用劲度模量大﹑温度敏感性能低的沥青或改性沥青，采用一定级配的集料，必要時可在沥青混合料中加土工合成材料以提高其韧性，减少沥青面层自身温湿效应并增强对基层可能形成反射裂缝的预防。
2.选择合理基层材料。对半刚性基层无机结合料，应通过试验确定其最佳组成，以便使其抗裂性能尽量符合当地环境条件的要求，必要时可加入早强剂以提高早期强度，增大其弯拉强度而使弯拉模量变化不大，减弱温湿效应，提高耐用性，增强拉裂性能，减少基层自身裂缝或使其不产生裂缝。
（二）施工控制
1.混合料级配
原材料级配变化大，粗细集料比例不稳定，导致拌制的混合料级配变异性较大，压实后混合料密度、强度不均匀，收缩不一致而开裂。通过试验，骨架密实结构能显著减少半刚性基层的收缩量，增大其抗裂系数。这种方法不但不增加公路建设费用，而且抗裂效果显著，因而它具有非常大的实用价值。
2.稳定剂剂量
稳定剂剂量对半刚性基层的抗裂性有较大的影响。比如，对于水泥稳定类，水泥剂量存在一个最佳值，当高于这个最佳值，稳定料的收缩较大。
3.含水量
含水量过大可导致水泥在混合料中分布不均匀，粗集料表面裹覆水泥较少，有时还可能造成水泥量损失、加剧离析等。过少的含水量，不能保证水泥的有效水化，这会导致半刚性基层的抗裂性下降。
4.养护条件及龄期
半刚性基层施工过程中及施工完毕后进行有效养护是保证半刚性基层不出现或少出现早期开裂的必要手段。由于养生不善，水分蒸发过大，或者时干时湿，甚至长时间暴晒都会导致半刚性基层的早期开裂。
5.减少温缩的控制
在施工过程中，当沥青面层较厚时，对半刚性基层有很好的隔温保护作用，能够明显降低半刚性基层顶面所受负温的绝对值，也可明显减少半刚性基层顶面的温度变化，从而可减少半刚性基层产生温缩裂缝。在昼夜温差较大的季节，水泥稳定层完成后应采用覆盖养生，以保持温度变化不致太大，防止稳定层由温差引起的开裂。当材料所处的环境温度变化条件一定时，应减小混合料中土的含量，尽量采用水泥稳定砂砾掺碎石或水泥稳定级配碎石作路面上基层，同时采取有效的路面排水措施，使基层处于较低含水量状态。
6.基层施工防治措施
在基层施工中，应注意湿治养生并及时做封层处理以防止基层初期破坏和干缩裂缝产生，在基层采用预留缝（缝深不小于1/2板厚），在缝处铺设土工织物防止不规则裂缝产生。确定基层的压实度并充分注意其压实的均匀性，防止基层不均匀沉陷而导致开裂。对于已发生初期裂缝的基层应全面而详细地调查，如果裂缝较严重，则应采取切割﹑开挖的办法并利用合适的材料重新铺设基层；如果裂缝轻微则可采用在基层顶面沿路幅全幅铺设土工织物或沥青橡胶应力吸收薄膜的措施。当基层不预留缝时，可以采取与裂缝轻微的相同办法进行防治。
养生结束后，应立即喷撒稀释的高粘度沥青，做成透层或封层，在其上撒布3mm～8mm的石屑。透层具有一定的保温保湿作用，但如果时间稍长，半刚性基层混合料中的水分也会损失，并产生干缩裂缝，在温差大时也可能产生温缩裂缝，因此做完透层或封层后要尽快铺筑沥青面层。在碾压过程中，严格控制含水量。基层碾压成型后，要及时养生，保持基层表面含水量不受损失，更不能使其曝晒干裂。对水泥稳定类基层尽可能采用草袋覆盖养生7d～14d。养生结束后，应立即喷洒沥青下封层，并尽早铺筑沥青路面。
7.铺设碎石层
作为防治半刚性基层沥青路面反裂缝重要措施的土工织物的应用，在施工中应注意清除铺设层面的杂物，并使其铺设牢固﹑顺直﹑搭接合理（一般10～20cm为宜）﹑粘层油温度适中，避免人为或施工机具对其损坏而达不到预期效果。而对沥青橡胶，在施工中应重视沥青的稠度，橡胶粉的品种﹑细度和含量，搅拌温度与时间，并与施工方法密切结合，切忌在潮湿的半刚性基层上直接铺沥青橡胶应力吸收薄膜，应在基层铺一层下封层并使其干燥以保证其质量。
在基层和面层之间铺设一定厚度的碎石层，可以缓冲基层中的裂缝向面层反射。在石料丰富的山区和丘陵，这种方法是可行的。但在石料匮乏的平原，这种方法实施起来有一定的难度。它防止反射裂缝产生的原理和铺设土工布相似。
三、结束语
路面裂缝的产生重在预防，从路基、路面结构层设计、施工和管理的各个环节都要重视。通过对路面裂缝成因和预防措施的分析，能给道路的设计和施工提供某些借鉴，如能在设计、施工和管理中考虑到这些因素并采取一定措施，势必能减少路面病害的发生。
【关键词】 半刚性基层；裂缝；防治
半刚性基层具有结构强度高、稳定性好、刚度大、荷载分布均匀、水稳性可靠及施工成本低等优点，因此广泛用于修建高等级路面的基层。但半刚性基层沥青路面最大的缺陷之一，是随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。半刚性基层沥青路面反射裂缝是沥青路面主要病害之一，对其进行研究和防治具有积极的意义。
一、半刚性基层沥青路面开裂的原因分析
1.施工因素
施工过程中存在的问题是引起路基开裂的主要原因，路基是一条公路最关键的位置，只有路基建造得好，才能够保证整条路的稳固性。在施工的过程中，碾压路面的时候大多采用的是振动压路机，这种压路机在工作的时候会由于重力和振捣的作用而使得沥青材料发生裂缝，有的施工单位可能不太重视这些小裂缝，但是，倘若这些裂缝得不到及时的处理，那么就会在温度变化或者行车荷载的作用下继续扩大，将来受到雨水的侵蚀，不但会使面层部分受到破坏，而且也会使面层以下的结构层受到影响，直至影响到整个路基的稳定；另外，路面面层一般采用了骨架密实级配来预防车轮对路面造成的破坏，这种路面级配型式施工也会使得路面产生裂缝；施工时不仔细将会使得以后的公路出现路基塌陷问题，路基作为公路的根本，倘若塌陷，那么必定会影响到底基层、基层和沥青面层，由此将出现大的裂缝。
2.气候因素
气候带来的影响容易引起沥青路面面层的开裂，在这里主要是指由于一年四季早晚温度的变化给半刚性基层沥青路面带来的影响。地面的温度在一天当中有区别，在一年四季的交替变化过程中温度也不同，路面温度的上升和下降过程中由于热胀冷缩的原因会造成沥青路面面层的开裂。如，持续的低温使得温度收缩应力不断增大，并且超过了沥青材料的极限抗拉强度，这时就容易使路面出现开裂现象。另外，进入冬季以后，昼夜温差非常大，一早一晚的冷热交替使得温度收缩应力不断变化，从而会导致沥青路面面层的开裂。
3.荷载因素
这主要指的是交通荷载对路面造成的影响。道路在使用的过程中，会有许多的车辆不断压过路面，交通荷载长时间的持续重力会对路面造成破坏，而且有的车型巨大，超载车辆的巨大压力会造成路面某个部位的塌陷，进而使得路基发生塌陷。前面我们已经说到，由于施工的不科学就已经产生了一些微小的裂缝，这种来自车辆的巨大的压力又会使得裂缝扩大，引起半刚性基层沥青路面的开裂问题。
4.基层反射因素
基层裂缝的反射会造成沥青路面层的开裂。首先，是由于温度引起的反射裂缝，在温度下降的过程中，由于基层部位已经有了微小裂缝，那么这些裂缝则会随着温度降低而发生扩散，受昼夜温差的影响，会使得基层的裂缝扩展，从而导致了沥青路面面层的开裂。其次，由于交通荷载引起的反射裂缝，车辆周而复始的荷载作用会给路面带来巨大的压力，而且会对沥青材料产生损伤，荷载次数的不断增加使得路面损伤终究会到达一定极限，进而会使得半刚性基层沥青路面发生开裂现象。
二、减少半刚性基层开裂的措施
（一）原料控制
1.选择合理面层材料。面层沥青应选用劲度模量大﹑温度敏感性能低的沥青或改性沥青，采用一定级配的集料，必要時可在沥青混合料中加土工合成材料以提高其韧性，减少沥青面层自身温湿效应并增强对基层可能形成反射裂缝的预防。
2.选择合理基层材料。对半刚性基层无机结合料，应通过试验确定其最佳组成，以便使其抗裂性能尽量符合当地环境条件的要求，必要时可加入早强剂以提高早期强度，增大其弯拉强度而使弯拉模量变化不大，减弱温湿效应，提高耐用性，增强拉裂性能，减少基层自身裂缝或使其不产生裂缝。
（二）施工控制
1.混合料级配
原材料级配变化大，粗细集料比例不稳定，导致拌制的混合料级配变异性较大，压实后混合料密度、强度不均匀，收缩不一致而开裂。通过试验，骨架密实结构能显著减少半刚性基层的收缩量，增大其抗裂系数。这种方法不但不增加公路建设费用，而且抗裂效果显著，因而它具有非常大的实用价值。
2.稳定剂剂量
稳定剂剂量对半刚性基层的抗裂性有较大的影响。比如，对于水泥稳定类，水泥剂量存在一个最佳值，当高于这个最佳值，稳定料的收缩较大。
3.含水量
含水量过大可导致水泥在混合料中分布不均匀，粗集料表面裹覆水泥较少，有时还可能造成水泥量损失、加剧离析等。过少的含水量，不能保证水泥的有效水化，这会导致半刚性基层的抗裂性下降。
4.养护条件及龄期
半刚性基层施工过程中及施工完毕后进行有效养护是保证半刚性基层不出现或少出现早期开裂的必要手段。由于养生不善，水分蒸发过大，或者时干时湿，甚至长时间暴晒都会导致半刚性基层的早期开裂。
5.减少温缩的控制
在施工过程中，当沥青面层较厚时，对半刚性基层有很好的隔温保护作用，能够明显降低半刚性基层顶面所受负温的绝对值，也可明显减少半刚性基层顶面的温度变化，从而可减少半刚性基层产生温缩裂缝。在昼夜温差较大的季节，水泥稳定层完成后应采用覆盖养生，以保持温度变化不致太大，防止稳定层由温差引起的开裂。当材料所处的环境温度变化条件一定时，应减小混合料中土的含量，尽量采用水泥稳定砂砾掺碎石或水泥稳定级配碎石作路面上基层，同时采取有效的路面排水措施，使基层处于较低含水量状态。
6.基层施工防治措施
在基层施工中，应注意湿治养生并及时做封层处理以防止基层初期破坏和干缩裂缝产生，在基层采用预留缝（缝深不小于1/2板厚），在缝处铺设土工织物防止不规则裂缝产生。确定基层的压实度并充分注意其压实的均匀性，防止基层不均匀沉陷而导致开裂。对于已发生初期裂缝的基层应全面而详细地调查，如果裂缝较严重，则应采取切割﹑开挖的办法并利用合适的材料重新铺设基层；如果裂缝轻微则可采用在基层顶面沿路幅全幅铺设土工织物或沥青橡胶应力吸收薄膜的措施。当基层不预留缝时，可以采取与裂缝轻微的相同办法进行防治。
养生结束后，应立即喷撒稀释的高粘度沥青，做成透层或封层，在其上撒布3mm～8mm的石屑。透层具有一定的保温保湿作用，但如果时间稍长，半刚性基层混合料中的水分也会损失，并产生干缩裂缝，在温差大时也可能产生温缩裂缝，因此做完透层或封层后要尽快铺筑沥青面层。在碾压过程中，严格控制含水量。基层碾压成型后，要及时养生，保持基层表面含水量不受损失，更不能使其曝晒干裂。对水泥稳定类基层尽可能采用草袋覆盖养生7d～14d。养生结束后，应立即喷洒沥青下封层，并尽早铺筑沥青路面。
7.铺设碎石层
作为防治半刚性基层沥青路面反裂缝重要措施的土工织物的应用，在施工中应注意清除铺设层面的杂物，并使其铺设牢固﹑顺直﹑搭接合理（一般10～20cm为宜）﹑粘层油温度适中，避免人为或施工机具对其损坏而达不到预期效果。而对沥青橡胶，在施工中应重视沥青的稠度，橡胶粉的品种﹑细度和含量，搅拌温度与时间，并与施工方法密切结合，切忌在潮湿的半刚性基层上直接铺沥青橡胶应力吸收薄膜，应在基层铺一层下封层并使其干燥以保证其质量。
在基层和面层之间铺设一定厚度的碎石层，可以缓冲基层中的裂缝向面层反射。在石料丰富的山区和丘陵，这种方法是可行的。但在石料匮乏的平原，这种方法实施起来有一定的难度。它防止反射裂缝产生的原理和铺设土工布相似。
三、结束语
路面裂缝的产生重在预防，从路基、路面结构层设计、施工和管理的各个环节都要重视。通过对路面裂缝成因和预防措施的分析，能给道路的设计和施工提供某些借鉴，如能在设计、施工和管理中考虑到这些因素并采取一定措施，势必能减少路面病害的发生。