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摘要：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，合理选择处理措施，保证工程施工质量。
关键词：半刚性；沥青路面；裂缝
我国沥青路面的主要结构形式为半刚性基层沥青路面，而半刚性基层沥青路面的开裂是现阶段主要的养护难题。通常在半刚性基层路面结构中，新建路面在通车3-5年后即会发生开裂，根据交通部对我国公路的抽检调查数据显示，路面裂缝是我国公路最主要的病害形式。如果不能及时、准确的修补裂缝，开裂路面会在环境作用下产生结构性破坏，直接导致路面寿命的缩短。因此，本文通过对半刚性基层沥青路面的开裂机理进行总结分析，以期对裂缝的防治提供思路。
1 半刚性基层裂缝产生机理
1.1 水泥稳定碎石基层开裂机理
半刚性基层是由多种材料混合碾压而形成的板体结构，主要材料包括无机结合料、骨料、细集料等。因为混合料自身材料存有一定缺陷，内部材料分布不均，在外界荷载和自然因素等作用下，很容易出现受力不均现象，此外还会产生疲劳应力。在应力集中位置便会出现微裂缝，随着公路使用年限的不断增加，裂缝将进一步发展，最终形成贯通整个基层厚度的裂缝，引起基层开裂。
1.2 反射裂缝的产生机理
施工结束后，在行车荷载和自然因素等影响下，水泥稳定碎石基层受力不均从而形成裂缝。一般来讲，半刚性基层内部裂缝主要存在2种类型的裂缝，一种为宏观裂缝，一种为微观裂缝。在铺筑沥青面层前期，宏观裂缝已大量存在于半刚性基层，在行车荷载长期作用下，基层裂缝顶端和沥青面层底部相连接处将会出现应力集中或应力消除现象，从而产生疲劳应力，在应力作用下，沥青面层内部微裂缝不断发展，最终将整个沥青面层贯穿，形成反射裂缝。
1.3 沥青面层裂缝的产生机理
由于混合料无法均匀混合，在沥青混凝土内部极易出现大量细小裂缝。在荷载和温度等因素影响下，沥青路面内部裂缝部位将会形成应力集中情况。外界荷载卸除或温度发生变化后，应力集中现象将随之消除。当出现新的外界荷载和温度变化情况同样会再次出现应力集中，在此反复作用下，路面极易产生疲劳应力，从而引发疲劳裂缝，最终形成由上到下的贯穿裂缝，被叫作沥青路面Top-Down。
2 工程概况
某公路工程为双向四车道工程，随着沿线经济的迅速发展，交通量越来越多，且重载超载现象严重。据现场勘查发现，该路段出现了大量病害问题，包括车辙、裂缝、松散等。其中，裂缝问题最为严重，经检测分析，多为基层裂缝。为此，本文提出了采用抗裂缝剂用于稳定碎石基层防裂施工。为保证施工效果，本文以抗裂缝剂水泥稳定碎石基层试验段和普通水泥稳定碎石基层试验段进行对比分析。
3 试验段施工技术要点
3.1 拌和
基层施工中拌和是最主要的一道工序，水泥用量、含水量、级配等都是控制要点。拌和施工中，要时刻关注水泥含量，做好定时抽检工作，若不符合规定要求，则须及时处理，避免出现混合料质量不合格现象。
3.2 运输
运料前，先清理干净运料车厢，并将一层隔离剂均匀涂抹到车厢四周和底板。装料时，需前、中、后多次移动装料，避免材料离析。为避免混合料运输过程中温度散失过快，或水分蒸发过快，需覆盖苫布，做好保温工作。摊铺机和运输车之间保持一定安全距离，避免碰撞。
3.3 摊铺
摊铺施工前，先清理干净下承层顶面，并做拉毛处理。根据施工现场具体情况，控制摊铺系数在1.30～1.35，现场摊铺应具有连续性，不得中断，若遇特殊情况，中断时间超过2 h，须设横向接缝，从而保证施工质量。
3.4 碾压
摊铺过程中，紧跟摊铺机后，采用双钢轮压路机进行2～3遍静压，随后采用双钢轮压路机进行2～4遍强振，并通过胶轮压路机进行2～3遍碾压。最后采用双钢轮压路机进行2～3遍碾压，消除明显轮迹。在整个碾压过程中，要实时做好压实度测量工作，保证压实度达到98%以上。
4 试验段检测分析
本文以抗裂缝剂连续施工技术和常规技术施工的沥青路面进行对比分析，试验检测内容包括含水量、压实度、抗压强度、层间粘结强度、裂缝对比等，以此验证抗裂缝剂连续施工技术的可行性。
4.1 基层含水量和压实度检测
基层摊铺、碾压的最终目的是为了将含水量控制在合理范围内，从而减少和控制干缩裂缝产生。待完成碾压施工后，应及时检测水泥稳定碎石基层的含水量。经检测可知，道路抗裂缝剂基层连续施工工艺的含水量范围为5.9%～6.2%，相比最佳含水量6.1%，可满足±0.2%的允许范围，说明采用抗裂缝剂后，基层含水量满足规定要求。
通过压实度检测结果可知，道路抗裂缝剂基层连续施工工艺的压实度平均值为98.6%，常规技术施工工艺压实度平均值为96.7%，相比设计要求≥98%，道路抗裂缝剂基层连续施工工艺可满足规范要求，施工效果良好。
4.2 基层抗压强度检测
针对试验段水泥稳定碎石基层在龄期7 d时进行取样检测，检测结果为添加抗裂剂路段的抗压强度平均值为8.93 MPa，未添加抗裂剂的路段抗压强度平均值为8.63 MPa。由此可见，无论是否添加抗裂剂均可达到达到抗压强度规范要求，但相比之下，添加抗裂剂路段的抗压强度相对较高，说明道路抗裂缝剂基层连续施工工艺可进一步提升路面的耐久性和使用寿命。
4.3 基、面层间粘结强度检测
工后1年对2个试验段钻芯取样进行层间粘结强度检测分析。检测结果为添加抗裂剂路段，层间抗剪强度平均值为0.81 MPa，外观表现为“整体、密实、相嵌”；未添加抗裂剂路段，层间抗剪强度平均值为0.58 MPa，外观表现为“层间裂纹、面层裂缝”。由此可见，相比常规施工工艺，掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺层间抗剪强度更高，多出了0.23 MPa，增加了39.7%。同时，观测2个试验段芯样的外观，常规施工工艺芯样出现了裂缝现象，而掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺外观效果良好，表面紧致，芯样完整。由此说明，掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺可有效提升基、面层间粘结强度。
4.4 裂缝检测
工后4年，对2段试验段进行裂缝情况检测，经检测可知，常规施工工艺路段裂缝数量为60～100条/km，掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺路段裂缝较少，仅为7～15条/公里，裂缝数量大幅下降，且路面光滑、平整度良好。表明使用掺加抗裂剂半刚性基层连续施工工艺后，可大大降低裂缝数量，具有良好的抗裂性能。
5 结语
近年来，受行车荷载和自然因素等长期作用，在使用过程中沥青路面极易产生老化、裂缝等早期病害，尤其是裂缝问题最为突出，此类病害的产生将对道路行驶舒适性及安全造成严重影响，甚至缩短路面使用寿命。为有效治理半刚性基层裂缝，必须了解裂缝形成机理，根据不同的裂缝类型，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。
参考文献：
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