行業資訊
論防止改性瀝青路面開裂現象產生的施工措施
由于改性瀝青路面具有優異的路用性能，近十年來，改性瀝青在我國高速公路中得到了越來越多的應用。但與基質瀝青相比，改性瀝青有著較高的粘度，使得改性瀝青路面施工工序控制的難度較大，如拌和溫度增高，拌和時間延長，碾壓難度加大等，若施工工藝不當及工序控制不嚴，都會造成改性瀝青路面因空隙率過大而易滲水，最終導致早期損壞等問題。這種路面在應用中質量可靠，連價低，但是會出現開裂的現象，本文根據多年的實際經驗，對防治改性瀝青路面開裂現象的施工措施進行簡要的論述。
改性瀝青路面結構不僅在高溫、重載時車轍變形量低，而且低溫性能良好。改性瀝青是指摻加改性或采取對瀝青輕度氧化等加工措施，使瀝青或瀝青混合料的性能得以改變而制成的瀝青結合料。
目前國內外對減少半剛性路面裂縫的主要思路是：
1）使用防裂效果更好的面層或基層材料；
2）通過增加瀝青面層厚度以防止基層反射裂縫；
3）從結構本身人手防止和減少半剛性瀝青路面基層的反射裂縫。
在瀝青面層和半剛性基層之間設置一層彈性模量低、韌性好的材料作為應力吸收層以吸收半剛性基層裂縫，目前這種方法是國內外工程實踐中用得較多的一項工程措施。針對半剛性基層瀝青路面反射裂縫采取的具體措施如下：
一、增加瀝青面層的厚度
通過增加瀝青面層厚度以防止基層反射裂縫，國際上通用的結論是需要將瀝青面層增加至15～25cm.增加加鋪層厚度，一方面可以減少舊面層的溫度變化，并降低加鋪層的拉應力，另一方面可以增加路面結構的彎曲剛度，降低接縫處的彎沉差，減少加鋪層的剪切應力。同時，可以延長其疲勞斷裂壽命。
但單純依靠增加加鋪層厚度的方法有其弊端：一方面增加加鋪層厚度可能會受到路面標高的限制；另一方面增加加鋪層厚度，必將大幅度增加路面造價，而且在夏季高溫時瀝青混合料高溫蠕變易產生車轍，同時會削弱由于舊水泥混凝土板作基層而產生的強基薄面的優勢，故而這一方法有很大的局限性。
從已鋪筑的高速公路的實例來看，裂縫情況隨著面層厚度的加大有明顯的改善，但是，車轍隨著路面厚度的增加也隨之增加。由上可以看出，通過較厚的瀝青面層來防止和減少反射裂縫，在經濟上不合算，還可能導致其他路面病害的發生。
二、進行半剛性材料的合理組成設計
通過進行半剛性基層材料的合理設計，如：調整結合料用量與比例，增加粗骨料含量并嚴格設計級配，以盡可能的減小其溫縮和干縮系數，增加半剛性基層材-料的抗裂性能，但是不能從根本上消除半剛性材料的開裂而導致的路面反射裂縫。
三、在面層與基層之間增加級配碎石層
采用具有一定厚度的優質級配碎石作為上基層，而用半剛性材料作為下臥層，這種上柔下剛式的“組合基層”在很大程度上能夠防止和減少半剛性基層反射裂縫，同時級配碎石基層還能充當具有排水功能的基層。級配碎石層是由特粗式級配瀝青碎石混合料所組成，具有20％～35％的空隙率，它提供了一種教逸運動的方式，能夠把交通荷載與環境溫度作用下所引起的原水泥混凝土路面板產生的運動消散掉。目前國內將級配碎石作為半剛性基層與瀝青面層之間的中間層的設尚不多見，但在美國、澳大利亞以及南非已作為減少瀝青路面反射裂縫的措施獲得了較多應用，且效果較好。但是與其他方法相比，增加級配碎石層的經濟性較差。
四、加鋪土工織物或格柵
包括聚丙烯或聚醋織物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋無紡織物。無紡織物厚度為0.4mm-4mm，模量為IOMPa～160MPa，臨界應力5MPa-20MPa，臨界應變40％～140％。織物的厚度較薄些，為0.4mm-0.7mm，模量則高些，為400MPa-1500Mpa，臨界應力和應變相應為40MPa～140MPa和8％～15％。無紡織物夾層的主要作用與橡膠瀝青應力吸附夾層相似。而織物由于模量稍高，可對加鋪層起少量加筋作用。
在半剛性基層頂或瀝青之間設置各種土工合成材料，可以提高瀝青混合料的抗拉強度與抗變形能力。20世紀八十年代初，英國諾丁漢大學布朗教授經過三、四年的試驗和研究將塑料格棚應用于瀝青路面。他通過對比加鋪和未加鋪土工格棚的瀝青路面，認為前者比后者可以推遲疲勞裂縫出現達19倍，可以減少車轍50％。
土工織物中間層對瀝青面層底的箍固作用大大增強了瀝青面層的抗裂強度，土工織物中間層國外自20世紀80年代以來廣泛使用，多用于具有嚴重裂縫舊瀝青路面或水泥路面上加鋪瀝青新面層的中間防裂層，品種多為編織尼龍、無紡聚丙烯和玻璃纖維幾種，其中以無紡聚內烯（Petromat）效果較好，總的研究結果表明防裂效果有好有壞，一般來說土工織物中間層對于垂直差動位移和水平位移較大（溫縮嚴重）的情況效果不大，此外其防裂效果可能較短暫。
格柵包括聚丙烯或聚醋土工格柵、玻璃格柵和金屬格柵。土工格柵的厚度為0.8mm-11mm模量為900MPa-2500MPa，臨界應力和應變與織物相近。金屬格柵的厚度為2 m m～4 m m，其模量可達到8000MPa-10000MPa.剛度大的夾層對于降低加鋪層內因溫度下降而引起的應力和應變的作用不如軟夾層，但對于降低荷載產生的應力應變的作用則遠大于軟夾層，采用復合式夾層（下層為應力吸收層，上層為金屬格柵），雖然可以像軟夾層那樣減少溫度引起的反射裂縫，但仍保留了軟夾層不能降低加鋪層荷載應力的缺點。由此，各種夾層具有不同的剛度，在減少反射裂縫方面所起作用也不同。軟夾層在減少溫度引起的反射裂縫中可起到重要作用，但在降低荷載應力方面作用不大，甚至可能有不良影響，而剛（勁）度與瀝青加鋪層材料相近的硬夾層，則對降低荷載產生的反射裂縫最為有效，但在減少溫度引起的反射裂縫方面不如軟夾層有效。因而，在選擇夾層類型時，應對誘發反射裂縫的主要原因以及不同夾層減緩反射裂縫的效果進行具體分析。
五、基層預切縫
基層預切縫方法是在鋪瀝青面層前將半剛性基層按一定間距設置預鋸縫，且設法讓這種裂縫僅保留在基層本層，而不反射到面層?；鶎硬捎妙A鋸縫來減少瀝青面層反射裂縫的措施在國內外工程實踐中有一定的應用，且國外應用也較早，如：德國1986年設計規范規定，當瀝青面層厚度小于或等于14cm時，基層厚度不管多大，只要基層抗壓強度不大于12MPa，基層必須預切縫；前蘇聯為了避免薄瀝青面層下水泥穩定土基層產生不規則的紊亂的裂縫反射到瀝青面層上，也為了減少裂縫的破壞作用，建議在水泥土基層上每隔8 m～12m作一假縫，深6cm-8cm，縫寬10mm-12mm.它的防裂原理主要是通過鋸縫改善基層約束條件，從而在一定程度上釋放溫度應力來達到防裂目的。同時，在鋸縫防裂基礎上鋪設一定寬度土工織物，既起到了防滲作用，又在一定程度上緩解了裂縫處瀝青面層應力集中，從而延緩或消除了面層反射裂縫的產生。
實踐證明，這些措施達到了一定的防裂效果，但是各種措施的防裂效果和機理不相同，且各類措施防裂效果很有限。因此，如何采取措施以較少或延緩路面的反射裂縫還應根據路面結構的實際情況，綜合利用多種防裂措施與方法以達到最佳的防裂效果。
本文來自網絡，如涉及版權問題，煩請原作者聯系我們，我們會在48小時內做刪除處理。
