论文部分内容阅读
[摘要]：本文分析了路面裂缝产生的原因，详细阐述相应的处理措施、施工工艺以及质量控制要点，并结合工程实际说明技术应用情况。
[关键词]：路面裂缝 防治 技术
目前通常认为裂缝是沥青路面的主要缺陷之一。这是因为初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能虽无明显影响，但随着表面雨（雪）水的侵入，导致裂缝处的路面结构层甚至附近的土基含水量加大，造成路面强度降低，在重行车荷载反复作用下，使路面产生结构性破坏，缩短了道路的使用寿命。
1.裂缝类别及产生原因分析
1.l 半刚性基層裂缝
半刚性材料的收缩性包括两个方面，一是由于水分减少而产生的干缩，二是由于温度降低而产生的温度收缩。
半刚性基层一般在高温季节修建，成型初期内部含水量相对较大，且尚未被沥青面层封闭，基层内部水分必然要蒸发，从而发生由表及里的干燥收缩。同时，环境温度也存在昼夜温度差，因此初期的半刚性基层将同时受到干缩和温缩作用。受环境气温影响，半刚性基层内部的温度变化和温差会产生温度应力，在冷的季节，半刚性基层的表面温度低，基层顶部会产生的拉应力，在温暖的春季，半刚性基层底部的温度低（特别是在薄沥青面层的情况下），在基层的底部可能产生温度拉应力，同时与行车荷载产生的拉应力相结合，会促使基层底部开裂。
1.2 沥青混凝土路面裂缝
从沥青路面的开裂的主要原因分析，裂缝可分为两类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
1.2.1 荷载型裂缝
在行车荷载的作用下，半刚性基层的底部要产生拉应力，若此拉应力超基层材料本身的抗拉强度，则半刚性基层的底部就产生开裂，随即扩展到基层上部，并使路面面层也发生开裂破坏。由荷载产生的裂缝反映在面层上往往不是单独、稀疏或较有规则的裂缝，而是稠
密的，有时为互相联系的裂缝，甚至发展成网状，严重时伴随着表面形变，如沉陷等，这类裂缝是稳定土基层破坏的标志。
1.2.2 非荷载裂缝
非荷载裂缝主要是温度裂缝，一种是低温收缩裂缝，一是温度疲劳裂缝，主要表现形式是横裂，也有大块状裂缝和纵向裂缝。此类裂缝共同特点是，缝上端开口宽，沿深度向下很快变窄。
1.3 反射裂缝
在已出现裂缝的老沥青路面上加铺沥青面层后，下层路面裂缝在相同的位置上引起新铺沥青面层开裂，形成反射裂缝。
2.路面裂缝防治技术
2.1 基层施工裂缝防治技术
（1）上下基层的设计强度控制在3.4～4.0 Mpa。考虑离散性，施工中7d强度应在3.2～4.5 Mpa及3.6～5.8 MPa之间，保持了良好的结构层间模量对应关系。
（2）控制0.5以下的细粒料用量，减少缩裂。
（3）控制拌合料含水量、水泥用量，保持混合料均匀性。.
（4）及时碾压成型，严格控制延迟时间。
（5）严格按所研究的工艺施作接缝处理，避免局部质量隐患或不协调的不均匀变形产生裂缝。
2.2 沥青面层施工裂缝防治技术
（1）找平层、下面层宜采用AH-70含腊量低，温度敏感性低的进口沥青，中、上面层沥青采用MAC等改性沥青，提高高温稳定性能和抗水损害能力。
（2）确保原材料质量稳定，严格配合比设计程序，为控制施工提供数据依据。
（3）中面层配合比设计应改良集料级配，控制室内制件及压实空隙率，提高高温稳定性能。通过添加生石灰粉提高上面层沥青混合料亲和能力，从而改善沥青面层结构抗低温、抗变形、抗开裂的能力。
2.3 反射裂缝防治技术
以往老路面裂缝处理方案多为挖除局部路面后，重新铺筑面层，这虽然使裂缝位置处的缺陷得到一定的改善，但往往处理工作量较大，工期较长，又容易产生新旧路面层接合部的处理缺陷。实践证明，采用老路面灌缝处理，并加铺玻纤网的处理方案，既能防止路面反射裂缝产生，又能大大减少工作量，缩短工期。
2.3.1 沥青面层灌缝技术
（1）工作原理：通过对路面裂缝的密封，路表的透水不会再流人下面路面结构及路基，这样就大大降低了水损害的程度，相对地提高了路基的基层材料的承载能力，从而保证了路面的整体稳定性和耐久性。
（2）灌缝胶施工工艺
①裂缝调查：在对旧路面裂缝做任何处理之前，必须以公里为单位对裂缝位置、长度、宽度列表登记，并确定不同裂缝的开凿宽度，初步计算密封胶用量。
②裂缝标记：在拉毛完成的路段上，找出裂缝位置，沿裂缝走向用粉笔划出折线。
③开槽：当裂缝宽度小于5mm时，用锯缝机锯缝，深度不小于1.0cm，当裂缝宽度大于5cm，用裂缝开槽时成缝，宽度与深度为1：1。如果裂缝数量较少时，也可采用人工凿除的方式，宽度与深度的要求与机械开槽的要求一致。
2.3.2 玻纤网防治裂缝的技术
（1）玻纤网作用机理：利用玻纤网与路面结构层的界面特性，在基层顶面和罩面层、面层与基层之间、面层各结构层之间铺设玻纤网，利用玻纤网的张拉作用、筋材与结构层间的摩擦作用和裂缝在沥青面层中扩展时筋材的联结作用，可以减弱结构层下部裂缝处应力集中程度，降低裂缝向上扩展的速度，从而达到控制反射裂缝形成的目的。
（2）沥青路面中玻纤网的作用
①提高抗疲劳开裂。玻纤格栅在沥青路面中应用，能够合理分散压应力和拉应力，减少应力突变时对沥青路面的破坏。
②提高耐高温抗车辙能力。使用玻纤格栅，在集料的嵌辞作用下，起到一定骨架和加筋作用，限制混合料的蠕动，增强了横向约束力，防止面层的推移，从而提高抗车辙能力。
③抗低温缩裂。布设玻纤格栅，可提高路基横向拉伸强度，使沥青混合料的拉伸强度大大提高，可以抵抗住较大的拉应力不致发生破坏。
（3）玻纤网的施工工艺
①对铺设玻纤网的工作面进行毛面处理，并清扫干净。对局部坑洞、错台不平整的段落应进行整平处理。
②张拉玻纤网：玻纤网铺筑时，应先将一端用固定器固定，然后用机械或人力拉紧，张拉伸长率宜为1.0%～1.5%，并用固定器固定另一端。固定器包括固定钉和固定铁皮，固定钉钉长8cm～10cm，固定铁皮可用厚1cm，3 cm×3cm的铁皮条。
③搭接与固定：玻纤网横向宽度应为10～15cm，并根据摊铺方向，将后一端压在前一端之下。纵向搭接10～20cm，搭接处应采用固定器固定。纵向固定间距不应超过1.5m。主受力方向应与裂缝垂直。
3.应用实例
国道104线德州北段原沥青路面结构为石灰土或二灰土底基层（16cm）+二灰稳定碎石基层（18cm）+粗粒式沥青碎石（6cm）+中粒式沥青混凝土（4cm）。路面裂缝包括了纵裂、横裂以及龟裂，绝大多数为横向的有规律的裂缝，这种裂缝间隔大多为25～50m，近35%的已贯通整个横断面，裂缝的宽度为0.3～0.8cm居多。每公里30～43处不等，0.8～1.0cm宽裂缝占5%左右，1.2～1.5cm只有3条。
采用老路面灌缝并加铺玻纤网方案进行处理后，对玻纤网的布设位置进行取芯，通过芯样观察，拓宽路面部分水泥稳定碎石与老路面油层之间的施工缝明显。人工将样芯分离后，可发现乳化沥青在层间具有一定的粘结作用，部分沥青混合料粒料已穿过玻纤网络与基层或老油层形成粘结，玻纤网相对固定粒料的作用已得到发挥。该工程通车一年后调查，没有发现纵横向裂缝产生，证明老路面灌缝并加铺玻纤网工艺是完全可行的。
[关键词]：路面裂缝 防治 技术
目前通常认为裂缝是沥青路面的主要缺陷之一。这是因为初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能虽无明显影响，但随着表面雨（雪）水的侵入，导致裂缝处的路面结构层甚至附近的土基含水量加大，造成路面强度降低，在重行车荷载反复作用下，使路面产生结构性破坏，缩短了道路的使用寿命。
1.裂缝类别及产生原因分析
1.l 半刚性基層裂缝
半刚性材料的收缩性包括两个方面，一是由于水分减少而产生的干缩，二是由于温度降低而产生的温度收缩。
半刚性基层一般在高温季节修建，成型初期内部含水量相对较大，且尚未被沥青面层封闭，基层内部水分必然要蒸发，从而发生由表及里的干燥收缩。同时，环境温度也存在昼夜温度差，因此初期的半刚性基层将同时受到干缩和温缩作用。受环境气温影响，半刚性基层内部的温度变化和温差会产生温度应力，在冷的季节，半刚性基层的表面温度低，基层顶部会产生的拉应力，在温暖的春季，半刚性基层底部的温度低（特别是在薄沥青面层的情况下），在基层的底部可能产生温度拉应力，同时与行车荷载产生的拉应力相结合，会促使基层底部开裂。
1.2 沥青混凝土路面裂缝
从沥青路面的开裂的主要原因分析，裂缝可分为两类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
1.2.1 荷载型裂缝
在行车荷载的作用下，半刚性基层的底部要产生拉应力，若此拉应力超基层材料本身的抗拉强度，则半刚性基层的底部就产生开裂，随即扩展到基层上部，并使路面面层也发生开裂破坏。由荷载产生的裂缝反映在面层上往往不是单独、稀疏或较有规则的裂缝，而是稠
密的，有时为互相联系的裂缝，甚至发展成网状，严重时伴随着表面形变，如沉陷等，这类裂缝是稳定土基层破坏的标志。
1.2.2 非荷载裂缝
非荷载裂缝主要是温度裂缝，一种是低温收缩裂缝，一是温度疲劳裂缝，主要表现形式是横裂，也有大块状裂缝和纵向裂缝。此类裂缝共同特点是，缝上端开口宽，沿深度向下很快变窄。
1.3 反射裂缝
在已出现裂缝的老沥青路面上加铺沥青面层后，下层路面裂缝在相同的位置上引起新铺沥青面层开裂，形成反射裂缝。
2.路面裂缝防治技术
2.1 基层施工裂缝防治技术
（1）上下基层的设计强度控制在3.4～4.0 Mpa。考虑离散性，施工中7d强度应在3.2～4.5 Mpa及3.6～5.8 MPa之间，保持了良好的结构层间模量对应关系。
（2）控制0.5以下的细粒料用量，减少缩裂。
（3）控制拌合料含水量、水泥用量，保持混合料均匀性。.
（4）及时碾压成型，严格控制延迟时间。
（5）严格按所研究的工艺施作接缝处理，避免局部质量隐患或不协调的不均匀变形产生裂缝。
2.2 沥青面层施工裂缝防治技术
（1）找平层、下面层宜采用AH-70含腊量低，温度敏感性低的进口沥青，中、上面层沥青采用MAC等改性沥青，提高高温稳定性能和抗水损害能力。
（2）确保原材料质量稳定，严格配合比设计程序，为控制施工提供数据依据。
（3）中面层配合比设计应改良集料级配，控制室内制件及压实空隙率，提高高温稳定性能。通过添加生石灰粉提高上面层沥青混合料亲和能力，从而改善沥青面层结构抗低温、抗变形、抗开裂的能力。
2.3 反射裂缝防治技术
以往老路面裂缝处理方案多为挖除局部路面后，重新铺筑面层，这虽然使裂缝位置处的缺陷得到一定的改善，但往往处理工作量较大，工期较长，又容易产生新旧路面层接合部的处理缺陷。实践证明，采用老路面灌缝处理，并加铺玻纤网的处理方案，既能防止路面反射裂缝产生，又能大大减少工作量，缩短工期。
2.3.1 沥青面层灌缝技术
（1）工作原理：通过对路面裂缝的密封，路表的透水不会再流人下面路面结构及路基，这样就大大降低了水损害的程度，相对地提高了路基的基层材料的承载能力，从而保证了路面的整体稳定性和耐久性。
（2）灌缝胶施工工艺
①裂缝调查：在对旧路面裂缝做任何处理之前，必须以公里为单位对裂缝位置、长度、宽度列表登记，并确定不同裂缝的开凿宽度，初步计算密封胶用量。
②裂缝标记：在拉毛完成的路段上，找出裂缝位置，沿裂缝走向用粉笔划出折线。
③开槽：当裂缝宽度小于5mm时，用锯缝机锯缝，深度不小于1.0cm，当裂缝宽度大于5cm，用裂缝开槽时成缝，宽度与深度为1：1。如果裂缝数量较少时，也可采用人工凿除的方式，宽度与深度的要求与机械开槽的要求一致。
2.3.2 玻纤网防治裂缝的技术
（1）玻纤网作用机理：利用玻纤网与路面结构层的界面特性，在基层顶面和罩面层、面层与基层之间、面层各结构层之间铺设玻纤网，利用玻纤网的张拉作用、筋材与结构层间的摩擦作用和裂缝在沥青面层中扩展时筋材的联结作用，可以减弱结构层下部裂缝处应力集中程度，降低裂缝向上扩展的速度，从而达到控制反射裂缝形成的目的。
（2）沥青路面中玻纤网的作用
①提高抗疲劳开裂。玻纤格栅在沥青路面中应用，能够合理分散压应力和拉应力，减少应力突变时对沥青路面的破坏。
②提高耐高温抗车辙能力。使用玻纤格栅，在集料的嵌辞作用下，起到一定骨架和加筋作用，限制混合料的蠕动，增强了横向约束力，防止面层的推移，从而提高抗车辙能力。
③抗低温缩裂。布设玻纤格栅，可提高路基横向拉伸强度，使沥青混合料的拉伸强度大大提高，可以抵抗住较大的拉应力不致发生破坏。
（3）玻纤网的施工工艺
①对铺设玻纤网的工作面进行毛面处理，并清扫干净。对局部坑洞、错台不平整的段落应进行整平处理。
②张拉玻纤网：玻纤网铺筑时，应先将一端用固定器固定，然后用机械或人力拉紧，张拉伸长率宜为1.0%～1.5%，并用固定器固定另一端。固定器包括固定钉和固定铁皮，固定钉钉长8cm～10cm，固定铁皮可用厚1cm，3 cm×3cm的铁皮条。
③搭接与固定：玻纤网横向宽度应为10～15cm，并根据摊铺方向，将后一端压在前一端之下。纵向搭接10～20cm，搭接处应采用固定器固定。纵向固定间距不应超过1.5m。主受力方向应与裂缝垂直。
3.应用实例
国道104线德州北段原沥青路面结构为石灰土或二灰土底基层（16cm）+二灰稳定碎石基层（18cm）+粗粒式沥青碎石（6cm）+中粒式沥青混凝土（4cm）。路面裂缝包括了纵裂、横裂以及龟裂，绝大多数为横向的有规律的裂缝，这种裂缝间隔大多为25～50m，近35%的已贯通整个横断面，裂缝的宽度为0.3～0.8cm居多。每公里30～43处不等，0.8～1.0cm宽裂缝占5%左右，1.2～1.5cm只有3条。
采用老路面灌缝并加铺玻纤网方案进行处理后，对玻纤网的布设位置进行取芯，通过芯样观察，拓宽路面部分水泥稳定碎石与老路面油层之间的施工缝明显。人工将样芯分离后，可发现乳化沥青在层间具有一定的粘结作用，部分沥青混合料粒料已穿过玻纤网络与基层或老油层形成粘结，玻纤网相对固定粒料的作用已得到发挥。该工程通车一年后调查，没有发现纵横向裂缝产生，证明老路面灌缝并加铺玻纤网工艺是完全可行的。