半刚性基层裂缝处治对策

半刚性基层裂缝处治对策

刘兵1，刘志鲜2

1、许昌志达检测服务有限公司

2、许昌鑫君检测服务有限公司

摘要：随着我国交通运输事业的迅速发展，沥青路面因其优越的性能在高等级公路施工中得到了广泛应用与推广。然而，随着路面使用年限的不断增长，在汽车轴载持续加大和渠化交通等因素的影响下，路面往往会出现不同程度的病害问题，尤其是基层裂缝问题最为严重。为有效治理半刚性基层裂缝，必须结合工程实际，根据路况调查结果，采取合理、科学的处治方案，从而全面提升工程质量，为推进我国公路事业持续、健康发展提供坚实的支撑。

关键词：半刚性基层；裂缝处治；路况调查

引言

半刚性基层是最常见的一种沥青路面基层形式，其特点为抗压强度高、稳定性好、施工成本低等，因此，在公路工程建设中得到了广泛应用。然而，在实际应用中发现，由于半刚性基层具有较大膨缩系数，很容易出现收缩裂缝，从而产生面层反射裂缝，当基层渗入水后很难及时排出，甚至会损坏路基路面。在外界自然环境的长期作用下，半刚性基层强度将大幅下降，引发大量病害问题，严重危害行车舒适性和安全。为此，必须重视半刚性基层沥青路面裂缝问题，根据工程实际情况，合理选择处治措施，保证工程施工质量。

一、半刚性基层裂缝的危害

当前，我国90%以上已建高等级公路均选用半刚性基层沥青路面结构，此类路面材料具有较高强度，良好稳定性及板体性，符合公路建设发展需求。伴随科学技术的不断进步，大量新技术、新材料、新工艺源源不断涌入公路工程建设，自上世纪70年代以来，西方发达国家逐渐降低了半刚性基层沥青路面结构的使用比例，其根本原因在于在交通较小情况下，半刚性基层仍会出现干缩裂缝或低温收缩裂缝，并会向沥青面层逐步扩展，甚至产生反射裂缝，从而对路面的使用性能造成严重影响。根据大量实践研究及以往经验分析，可将半刚性基层沥青路面裂缝危害总结为以下几点：

1、一旦产生裂缝，路标水将会沿裂缝渗入路面结构层，并会浸湿土基，导致土基含水率增加。特别是在动水压力反复作用下，将会对路面材料一次又一次进行不断冲刷，从而减弱材料之间的粘结性，甚至会严重降低路基强度，导致路基失稳。

2、因存有裂缝，路面板体将被切断，不具连续性，这种情况下，裂缝位置应力将同时向路基顶面传递，从而导致路基顶面应力过大。

3、路面裂缝若处治不到位，将大大增加沥青面层底面的拉应力及顶面剪应力，从而引发其他更大的损坏，如坑槽、沉陷等，导致路面使用寿命大大缩短。

4、在荷载、变温等条件下，顺着裂缝走向，磨耗层将出现集料、沥青大量剥落现象，并引发松散、网裂等现象。

为此，在半刚性基层沥青路面病害类型中，裂缝影响较大，且具有扩散性，基于此，深入研究半刚性基层沥青路面裂缝防治措施具有重要的现实意义。

二、工程概况

某公路工程为双向四车道，路面结构形式为4cm细粒式改性沥青混凝土（AC-13I）+6cm中粒式沥青混凝土（AC-20I）+7cm粗粒式沥青混凝土（AC-25I）+热喷改性沥青防水层+36cm水泥稳定碎石基层+18cm水泥石灰稳定土底基层。本工程建成通车多年，交通量逐年递增，整体来讲，交通量规模保持在较高水平。但是在交通量不断增长的同时，公路的服务水平却持续下降，且路面存在大量纵横向裂缝。为了保证道路发展要求，决定对本路段进行双向八车道改建养护施工。

三、路况调查结果分析

通过实地调查结果可见，本路段东、西半幅各车道的路面损坏状况指数（PCI）评价均在“优良”等级，局部路段的PCI评价较差。其中破损最为严重的为行车道，按照破损“严重—轻微”的顺序进行排列，依次为行车道—超车道—硬路肩。相比东半幅，西半幅的行车道和超车道德路况相对较差，但硬路肩处却相对较好。通过大量实践证明，路面破损状况不仅要考虑行使车辆因素，同时也要综合考虑原路面压实度、路基强度等因素。由于本路段重载车辆较多，因此，行车道的损坏程度要比其他车道严重。为了进一步查明路面实际状况，本文还进行了路面钻芯取样，经分析具体结果如下：

1、横向裂缝处芯样结果显示，横向裂缝多属于芯样基层开裂，即反射裂缝。此外，少数芯样的基层未开裂，裂缝主要集中于沥青层，为表层温缩裂缝。

2、纵向裂缝处芯样结果显示，大多数裂缝未向下贯通到基层，处于表层。究其原因在于表层沥青老化，具有较大硬度。在重载交通作用下，路面表层将会产生大量剪应力，从而导致纵向微裂缝出现于路表处，但若不及时处理，将会进一步发展为龟裂病害。

四、半刚性基层裂缝防治措施

根据路面调查结果表明，本路段的裂缝主要分为2大类，第一类裂缝主要是由面层温缩和疲劳引起，裂缝从上而下发展，与钻芯取样结果结合进行分析，此类裂缝并未贯穿到基层，多存留在中下面层，属于上宽下窄型裂缝。第二类裂缝主要为水稳层反射裂缝，裂缝从下到上发展，与钻芯取样结果结合分析，裂缝贯穿水稳层及沥青面层，属于上窄下宽型裂缝。为了更好地处治裂缝病害，本文将以轻、重程度划分，采取具有针对性的裂缝处治措施。

1、轻度裂缝

当裂缝宽度在5mm以下，缝壁无散落或轻微散落，无支缝或少支缝，且为有规则的一道裂缝时均可认为轻度裂缝。针对此类裂缝病害，可先将原路面拉毛处理，随后进行清理。最后灌注热沥青材料。

2、重度裂缝

当裂缝宽度在5mm以上，且贯穿整个路面，裂缝壁散落，有支缝，或伴有坑槽、唧浆，且为多道裂缝并存时均可认为重度裂缝。此类裂缝病害可采用开槽法处治。

第一，开槽尺寸。即沿着裂缝开槽处理，以损坏程度确定开槽长度，在本工程当中，可根据裂缝实际影响宽度范围确定矩形槽开槽宽度，一般要比实际病害多出15cm左右，根据以往施工经验和相关施工规定要求，表面开槽宽度需控制字130cm以上，两侧台阶宽15cm，保证底层开槽宽度在100cm以上。

第二，开槽深度。根据裂缝实际情况，针对表层裂缝，可先将4cm原沥青层铣刨掉，当裂缝不存在后，便可停止铣刨施工。若仍存有裂缝，需继续向下铣刨施工，直至裂缝宽度在5mm以内，随后进行灌浆处理，并在裂缝处粘贴抗裂防水膜。若裂缝属于水稳层反射裂缝，需直接铣刨至基层顶面处。

若为沥青面层裂缝，则在铣刨施工结束后，首先，通过空压机将槽内杂物清理干净，并通过热沥青灌封，在裂缝两侧各30cm范围内均匀洒布粘层油及铺筑抗裂防水粘层膜。其次，将透层油、改性沥青封层均匀喷洒至槽底处，铺设高聚物改性沥青卷材，一层一层填筑AC-25C粗粒式沥青混凝土与AC-20C中粒式改性沥青混凝土，填筑厚度分别为10cm、7cm。最后，压实之后，将改性乳化沥青粘层油喷洒到沥青层间。

3、其他情况

当裂缝产生的同时，还存在唧浆、沉陷等病害，此时可通过注浆法进行处治。在配制压浆浆液时，需确保其各项指标均符合施工要求。拌和时确保配合比设计准确。具体压浆情况如下：

第一，压浆孔钻深度需深入路床顶5cm，沿裂缝走向设置压浆孔，布设时可按梅花状设计，间距为50cm。

第二，压浆施工过程中，需严控压浆压力，保证在1.6Mpa以内，并对路面变化情况进行随时观测，避免路面产生隆起、鼓包问题。

第三，当压浆量过大时，可采用间歇式压浆法，间歇时间可控制在3h以上。按照具体情况，间歇压浆次数控制在3次左右。

第四，完成压浆施工后，无需对裂缝作开槽处治。根据压浆后裂缝浆液填充情况，采用热沥青灌缝处理即可。

五、结束语

综上所述，改革开放以来，我国公路事业迅猛发展，随着公路建设规模的不断扩大，我国公路网建设基本完善。半刚性基层是沥青路面最常见的基层结构形式，因其优异的性能在沥青路面施工中得到了大量使用。然而，在行车荷载和自然因素的长期作用下，沥青路面会呈现出不同程度的病害问题，其中裂缝最为常见，且危害最大，若不及时处治，将严重影响路面平整性，甚至会引发交通安全事故。为此，必须根据裂缝病害实际情况，采取科学、有效的措施，有效解决病害问题，提高工程整体质量。

参考文献：

[1]邹静蓉，张治强，李涛.普通干线公路半刚性基层沥青路面破坏机理及控制措施[J].公路交通科技，2018(5):5-11.

[2]艾长发，徐铖，任东亚，等.移动荷载下含纵横向双裂纹沥青路面复合断裂特性[J].西南交通大学学报，2018,53(1):128-135.

[3]张彩敏.半刚性基层沥青路面裂缝形成机理及处治措施[J].中国新技术新产品.2020,(16).97-98.

[4]王胜难.半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝防止措施分析[J].工程技术研究，2019,4(6):126-127.

[5]陈青兰.半刚性基层沥青路面反射裂缝处治新技术[J].交通世界（上旬刊）,2020,(6):52-53,69.