汉班托塔港进港道路沥青基层裂缝成因分析及治理

    谢光华+宋歌

    

    

    

    摘 要：斯里兰卡汉班托塔港发展项目二期工程的进港道路AC-20沥青基层在施工完成后，其表面出现横纵裂缝。四航局联合四航勘察设计研究院进行了弯沉试验、取芯、温度观测等一系列调查分析，找到了裂缝产生的原因，并进行针对性治理。本文对裂缝成因分析及治理技术的研究，旨在为热带地区沥青道路的设计、施工提供有益的借鉴。

    关键词： 沥青； 取芯； 温缩裂缝

    中图分类号：U657 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2017）05-0047-03

    1 概况

    斯里兰卡汉班托塔海港项目二期工程进港道路南接已完成的一期进港道路终点平交口，北与汉班托塔 Bypass Rd相接，西与高速路B562相接，整段路由RD1、RD2、RD3三条道路组成，路线全长为4558.73m，道路断面结构如图1所示：

    2 AC-20沥青基层裂缝介绍

    2.1 裂缝产生

    AC-20瀝青基层施工主要集中在2015年6月至2015年10月。2015年10月中旬，在沥青摊铺后的例行检查中，发现RD1路右幅CH0+520-1+000里程段的AC-20沥青基层表面出现裂缝，裂缝绝大多数为横向裂缝，仅有2条长度约70cm的纵向裂缝，所观测到的裂缝绝大多数极其细小，在沥青表面有灰尘覆盖或中午时段很难发现。裂缝形态详见图2：

    2.2 裂缝观测与统计

    发现AC-20沥青基层表面裂缝后，项目部立即安排对已完成的沥青基层进行全面检查，将观测到的裂缝现状进行详细记录，主要包括裂缝的数量、宽度、长度、位置等具体信息。自2015年10月24日起，每周进行一次观测，直至2016年2月13日，发现裂缝发生数量、长度、宽度趋于稳定。

    经统计，已完成的沥青基层裂缝共计213条，经采用裂缝观测仪器观测，裂缝宽度均在2mm以内。RD1路裂缝95%发生在左右幅CH 0+300～1+500区段，而CH1+500-3+000区段左右幅仅有一条裂缝；RD2与RD3路上的裂缝均匀分布。

    RD1、RD2和RD3所有横向裂缝发生的位置，与CSCA层的横向接缝相对应。所有纵向裂缝均发生在道路中线处，与CSCA层纵向诱导裂缝相对应。

    3 裂缝取芯分析

    为深入调查研究AC-20沥青基层裂缝，项目部先后三次共采集芯样10个，其中一个裂缝的芯样在CSCA层横向接缝位置处，其余9个芯样均为CSCA层诱导裂缝处。现将代表性芯样简介如下：

    RD1路右幅CH 0+725处裂缝的CSCA层施工日期为2015年1月5日，AC-20沥青基层施工日期为2015年5月29日。2015年10月22日观测到该处裂缝，裂缝为横向裂缝，断断续续，裂缝最大宽度为1.25mm，芯样详见图3。

    RD1路左幅 CH 0+840处裂缝的CSCA层施工时间为2014年11月22日，AC-20沥青基层施工时间为2015年6月21日。2015年11月11日进行第三次裂缝观测时发现该处裂缝，该处裂缝为横向裂缝，裂缝最大宽度为2.2mm，芯样详见图4。

    RD1路右幅 K0+870处裂缝的CSCA层施工时间为2015年1月16日，AC-20沥青基层施工时间为2015年6月1日。2015年10月24日进行第一次裂缝观测时发现该处裂缝，该处裂缝为横纵相交裂缝，纵向裂缝最大宽度为0.85mm，横向裂缝最大宽度为2mm，芯样详见5。

    从三处的芯样可以看出，CSCA质量较好，且诱导切缝满足技术规格书要求；AC-20沥青基层裂缝与CSCA层的诱导切缝处于同一断面。CSCA层裂缝沿诱导裂缝向下发展，形成贯通裂缝，诱导裂缝起到了预期的作用。AC-20沥青基层裂缝，靠近表面裂缝宽度较大，向下宽度逐渐变小，芯样沥青基层形成贯通缝。通过技术分析，初步判断基层表面裂缝成因为温缩裂缝。

    4 温缩裂缝验证分析

    为了验证AC-20沥青基层表面裂缝为温缩裂缝，对沥青表面温度连续进行了10天观测，并做试验段分析。

    4.1 观测点设置

    在RD1路左幅CH0+696里程处仅完成AC-20沥青基层施工，未进行AC-13沥青面层施工，在该里程距道路中央分隔带中线8.95m和10.45m设置了观测点。在RD1路左幅CH0+674里程处已完成AC-20沥青基层和AC-13沥青面层施工，为形成对比，在该里程距道路中央分隔带中线8.95m和10.45m也设置了观测点，观测点布置详见图6、图7，同时每天对相应时段的室外实际温度也进行观测并形成记录。

    4.2 数据及温度分析

    （1）CSCA面、AC-20面温度变化：

    根据温度观测记录，可以总结出表1所示，从表1可以看出：

    未施工AC-13的CSCA面平均日温差为20.6℃；AC-20面平均日温差为29.1℃；

    已施工AC-13的CSCA面平均日温差为11.2℃；AC-20面平均日温差为21.1℃；

    4.3 AC-20沥青基层表面裂缝未来是否会反射到AC-13沥青面层的试验

    为了得到更多有效数据，评估现有裂缝的危害程度及未来面层施工后裂缝发展趋势，于2015年10月29日在RD1路右幅CH0+215-0+300区段进行了80m的AC-13沥青面层试验段铺设。该试验段内根据记录AC-20面有两条裂缝，详见表2，AC-13沥青面层施工前，仅对AC-20沥青基层表面进行常规清理，未对两条裂缝进行任何特殊处理。

    自试验段AC-13沥青面层施工完成后，截止2016年4月3日未发现其表面有任何裂缝发生或质量问题，且在AC-13面层铺设之后，AC-20的表面温度降低，温度应力减小，裂缝发展终止，并不会发射到AC-13面层上。项目部于2016年4月3日和4月7日对CH 0+235及CH0+280这两个裂缝位置进行取芯分析，共取芯样6个，2个代表性芯样简介如下：

    （1）道路中心位置取芯如图8所示，该处为横纵诱导裂缝相交处，取芯不仅可观察该横向裂缝处的发展情况，也可观测纵向诱导切缝的发展情况。

    从道路中心位置取出的芯样看，该处CSCA层、AC-20沥青基层及AC-13沥青面层芯样质量较好，且AC-13与AC-20粘结良好，成为一体，从取出的芯样表面不易观测到AC-20沥青基层表面有裂缝的痕迹，但从取芯后的孔洞中隐约可以看到AC-20与AC-13结合的位置有裂缝的痕迹，但已被沥青填充密实。

    （2）分隔带内侧取芯如图9所示，芯样AC-13面层、AC-20沥青基层和CSCA基层粘结非常良好，其中AC-13与AC-20完全成为一个整体，工人用凿子无法分开，只能用切割机才能将二者切开。切开后AC-20与AC-13交接面未观察到任何裂缝，芯样的AC-20沥青基层侧面也未观察到任何裂缝。

    通过上述论证研究分析，可以判断，该沥青裂缝是温缩裂缝。

    5 裂缝治理

    通过上文全面分析，可以得出结论 AC-20表面产生的裂缝在AC-13面层铺设之后发展终止，不会向上反射，且在AC-13面层施工过程中，裂缝被高温软化，密实愈合。在此判断基础上，项目部制定如下施工方案：

    首先对AC-20表面裂缝进行处理。在AC-13沥青面层施工前，对将要施工的路段先采用机械扫对路面进行清理，之后采用高压水枪对路面进行彻底的清洗。然后对该区段内所有裂缝进行检查观测，宽度在2mm以内的裂缝，采用高压水枪配合人工进行再次清理；宽度在2mm以上的裂缝，采用人工手持式砂轮切割机对裂缝进行切缝，在裂缝切割、清理完成后灌入乳化沥青对切缝进行密封，之最后采用50cm宽的抗裂贴沿裂缝方向进行铺贴。裂缝处理完成后，按照常规施工方法进行AC-13面层摊铺施工。

    6 结语

    自2016年6月末完成进港路全部AC-13面层施工至今已接近半年的时间，在近期几次组织对进港道路面层调查中未发现裂缝产生，证明对AC-20表面裂缝产生的原因分析是正确的，治理措施是有效的。

    参考文献：

    [1] 车正伟，浅析水稳基层施工工艺对沥青路面裂缝产生的影响[J].交通建设与管理，2012（12）：88-89。

    [2] 秦卫、李静等，薄层沥青路面裂缝防治措施研究[J].交通標准化，2006（4）：47-51。