路面基层裂缝原因分析及处理

路面基层裂缝原因分析及处理

摘要：通过对水稳类半刚性基层裂缝形成原因的分析，从原材料、施工工艺、养生等方面提出防止基层裂缝产生的具体措施以及对基层裂缝的有针对性的处治方法，能有效地阻止基层裂缝向沥青混凝土面层的反射，增加路面的使用寿命。

关键词：基层裂缝原因

0 引言

近些年，我国大部分高等级公路尤其是重交通道路柔性路面施工均采用水泥稳定级配碎石（或级配砂砾）的基层结构。而基层裂缝的存在往往会减弱基层的耐久性，破坏路面使用性能，如不及时采取防治，公路的使用寿命和后期维护都会受到影响，这样便无法达到预期的效益目标。本文结合锡盟进京通道上十号段公路路面的施工建设，提出运用土工合成材料整治半刚性路面反射裂缝的施工技术，以供同行借鉴。

1 裂缝情况

锡盟进京通道上十号段路面完成水泥稳定碎石基层建设后，基层结构随之出现了横、纵向裂缝，而且时断时续，无规律可循。裂缝长约3～5m，宽约0.3～1.0mm。纵向裂缝多发生于基层中央，其中2条约百米长的为贯通裂缝；部分横向裂缝为贯通裂缝。钻心取样后发现，2条长约百米的纵向贯通裂缝和部分横向贯通裂缝已开裂至基层底部。如果基层材料的干缩应变、温缩应变产生的拉应力大于基层的抗弯拉强度，就可能使基层结构尤其是结构强度薄弱地带

出现裂缝，而且多在基层完工15～20天后发生，开裂方向主要由结构两侧或边缘地带向中央延伸。经过一段时间的日晒、风吹、雨淋，开裂情况越发严重，甚至上下贯通，裂缝也逐渐增多，且多为横向裂缝。

2 裂缝原因分析

2.1 中央处混合料级配差，粗细骨料离析在实际施工中，往往采用粒料摊铺机进行沥青路面基层的作业。在作业时，机器通过左右两个螺旋布料器实施布料操作。这就容易产生以下问题，即粗细料没能很好地结合在一起，其中粗料大多被摊铺到布料器的两侧（见图1），造成中央部位级配水平降低。如果投入使用后，在长期的拉应力的作用下，路面的基层中央最容易开裂，出现纵向的裂缝。■

2.2 干缩变形引起裂缝路面基层内的水分含量出现变化，容易造成基层的两种变形形态，即湿胀变形和干缩变形。其中，湿胀变形在变形的量上不明显，不会对基层造成破坏。但是干缩变形就会造成严重后果。它往往发生在基层表面，且变形量较大，原因则在于基层混合料内部水分的蒸发，使得体积出现收缩，发生干缩变形，当这种变形发展到一定程度时，便会出现裂缝。干缩变形引起裂缝的主要因素有：①原材料及颗粒级配问题。通过对基层进行取样，发现粗细颗粒分布不均且呈红色，这意味着原材料的级配没有达到要求，同时含泥量也超出规定要求。这不仅造成了基层的抗拉强度降低，而且容易出现因基层失水带来的干缩变形与裂缝。②拌和用

水问题。在基层施工时，工人需要拌制基层混合料，以此来弥补在之前阶段出现的水分的散失。在这个过程中，如果工人拌合用水过多，就会使基层在高温水分蒸发时因为失水较多而出现干缩裂缝。

③养护问题。造成路面基层裂缝的另一个重要原因是养护工作出现问题。该路段养护期正值夏季，气温高、蒸发量大。在这种环境下，较早地停止了洒水并且撤掉草席，使得基层直接暴露在高温暴晒下，引起了干缩裂缝的出现。

2.3 温度变化引起裂缝在路面基层施工中，很可能会出现因各种原因造成的某一部分施工质量的偏差，如基层中央部位的材料级配问题等。在温度变化较大的情况下，这些部位较低的抗拉能力便会无法承受由热胀冷缩所带来的拉应力而产生开裂现象。

3 基层裂缝的危害

如果路面基层出现纵向裂缝或者较宽的横向裂缝，基层整体性就会遭到严重破坏，造成基层质量的降低。若是直接铺筑沥青混泥土，则会造成反射裂缝，破坏沥青路面。主要机理为：

3.1 带有裂缝的基层作为基层的整体强度降低，而且在外力荷载作用下沥青混凝土处于复杂的三维应力状态。车辆通过不连接的板体时，沥青砼面层由于裂缝两侧相邻板块产生竖向位移差，而出现较大的剪切应力，造成沥青砼面层荷载型反射裂缝。

3.2 由于路面暴露在大气中，受气温周期性变化的影响，沥青面层和水泥稳定碎石基层都会膨胀，产生温度应力。由于裂缝的存在，使得路面基层的应力不能连续，基层的温度应力便施加到沥青面层

上。因为裂缝对应处的拉应力过大，沥青层便会出现开裂，形成温度型反射裂缝。

3.3 沥青路面面层渗入的水不断通过基层扩散，逐渐使裂缝周围基层软化，在荷载作用下，面层极有可能发生弯拉开裂。

4 裂缝处理措施

为了防止基层裂缝向沥青层扩散，在对反射裂缝成因进行分析的基础上，我们采用路威t010/140型土工布对基层裂缝覆盖处理的方法，对裂缝进行处理。

4.1 清扫路面基层对路面裂缝处进行清扫，用水冲洗后让其自然晾干。

4.2 裂缝处理对于宽度超过2mm的裂缝，应该用沥青或沥青砂对缝隙进行填塞。如果裂缝宽度较小，则可直接在裂缝上铺土工布。

4.3 喷洒粘结油本工程选用了与沥青混合料相同种类和型号的热沥青作为粘结油，洒布宽度为裂缝两侧各0.7m。另外，沥青用量控制很重要，路威t010/140型土工布浸透沥青的饱和含量为

0.9kg/m2，本工程基层粘结油用量为1.05kg/m2。洒布热沥青粘结油应注意保证均匀。

4.4 铺放土工布根据裂缝宽度和土工布（出厂宽度3.8m）情况，本工程采用1.26m宽的土工布，并以人工方式铺放。注意要保持土工布烧毛的一面向上，并匀速铺放。若出现大于2cm的折皱，用剪刀裁开，涂刷热沥青后平铺。土工布搭接长度要大于等于10cm，搭接重叠处涂刷热沥青粘接（见图2）。

4.5 喷洒乳化沥青下封层接下来，与未铺设土工布的基层同时喷洒乳化沥青下封层、摊铺沥青混凝土面层。如图3。

4.6 摊铺沥青面层时的注意事项要尽量避免运料车对土工布的碾压。如果实在无法避免，则需要低速匀速行驶，并且注意不要调头或者紧急刹车。为了防止出现土工布粘轮，应在车辆经过的土工布上撒些沥青混合料。

5 结束语

经过处理后，该高速公路在一年多的时间里没有发现反射裂缝出现，确保了路面的美观，获得了较好的社会反响。可见，土工布处理基层裂缝效果很好。根据本工程实例，为防止今后基层出现裂缝，施工时应注意：

①基层摊铺应分两幅，采用两台摊铺机一前一后相隔5m～10m同时摊铺，并一起碾压成型。②采用两层草席覆盖洒水养生，但必须保证在整个养生期间草席始终保持潮湿。③养生期不得少于7天，养生结束，应立即施工下封层及沥青面层，否则，必须继续养生。

④保证原材料级配良好，不能擅自调整配合比中用水量。

参考文献：

[1]jtj034-93.《公路路面基层施工技术规范》[s].

[2]gbj97.《水泥混凝土路面施工及验收规范》[s].

[3]gb50092.《沥青路面施工及验收规范》[s].