预裂缝技术应用在市政道路工程中的意义分析

史俊霞

（山西省新绛公路管理段，山西运城043100）

0 引言

当前我国市政道路主要采用半刚性基层沥青路面结构，虽然其在使用中具有一定的优势，但因为水泥稳定碎石等材料具有一定的脆性，对温度、湿度敏感性较强，一旦受到环境、人为等因素影响，将会形成严重的裂缝问题。因此在市政建设施工中，施工人员应当采取有效的技术手段，强化对裂缝的预防效果，推动市政道路工程质量提升。

1 工程概述

以山西某市政工程建设项目为案例，其总长度为180m，车行道宽度为8m，原道路采用12cm预制板路面，为提高道路的通行能力和使用效果，决定对原路面进行破除，采用半刚性基层沥青路面。该道路等级为城市支路H级，行车速度30km/h，路拱横坡为1.5%，沥青路面作为基础部分。为此在方案规划中结合区域特点，加强各类技术与质量的控制与管理，尽量依据专业技能，采用先进的施工技术进行处理，通过勘察获取各项参数后进行评估，最终制定出科学的施工方案。由于该标段道路位于城市人口密集处，交通以及人流对施工干扰较大，因此实施打围全封闭施工，预计工期60日历天。

2 预裂缝技术在市政道路工程中的应用要点

2.1 控制预裂缝间距

根据工程实际情况，对沥青路面采用预裂缝施工技术，需合理确定预裂缝间距。通常情况下，沥青路面会受到外界温度变化、温度翘曲应力、施工材料的延展性、承压能力等因素的影响。在实际施工中，施工人员需密切关注外界温度的变化，但其对于路面基础层产生的不利影响发展较为缓慢，在短时间内表现不明显。所以施工人员需要综合考虑当地的气候变化规律，掌握气温差的情况，按照路面基础层可能会产生的变形情况确定预裂缝间距。而温度翘曲应力主要是指在夏季和冬季，温差较为明显而且持续时间较长。当路面受热不均匀时，路面表层会发生弯曲现象。当温度变化较为剧烈时，就会产生一定的质量病害。因此，施工人员在施工中要尽量减小温度和温差的影响，防范路面结构改变而产生向内部延伸的表面裂缝。材料性能对路面裂缝的产生具有直接影响，特别是材料的延展性。

比如，路面施工材料的水分流失后，可能会出现干缩裂缝。为有效减少病害，施工人员可依照材料的延展性准确判断干缩裂缝的程度，并合理控制预留裂缝的大小、长度和数量。温度涨缩应力、荷载应力与裂缝间距之间的关系见表1。同时对路面进行合理填充和密封处理，尽量避免施工材料的水分蒸发，降低路面收缩变形率[1]。

表1 温度涨缩应力、荷载应力与裂缝间距之间的关系

2.2 控制预裂缝时间

半刚性基层沥青路面结构分为面层、黏结层、基层、底基层和垫层，结构会关系到后续工程投入使用的质量，为此该工程预先确定施工方案，在施工材料、设备及技术等方面加大关注，保证施工过程能够符合不同路段的交通规划要求。预裂缝技术在市政道路工程中的合理应用，需要准确控制沥青路面预裂缝的时间，主要是对路面延展性的合理控制。通过施工措施尽量减小外界环境因素变化对路面造成的不利影响，使路面收缩在允许范围之内。因此，在该市政道路施工时，应合理选择预裂缝的施工时间，防止出现裂缝并逐渐向上传递。施工人员首先要考虑道路的使用年限，外界环境变化会对路面材料特性产生较大影响，且超过路面承受最大拉应力时，则会导致裂缝的产生。

因此，施工人员需要在外界环境出现巨大变化之前，合理开展预裂缝施工，对各项流程进行细致划分，并预先了解区域的特性影响，结合实际情况选择施工技术，根据施工情况设计机械组合，不断完善施工管理制度及措施。在施工前进行充分的准备，避免出现质量管理与施工不匹配的现象，保证后续工艺技术应用的质量标准符合项目规定的要求，保证半刚性沥青路面施工流程满足预期要求，最大限度地降低市政道路路面病害的发生率。

2.3 控制预裂缝深度

裂缝的出现会增加施工成本。如在道路维护初期发现裂缝，会对市政道路通行进行短暂封停，且在修复的过程中会消耗大量的人力资源、物力资源与财力资源。如出现突发情况导致工期延误，交通会受到严重影响，还会影响人们的日常出行，使得道路桥梁项目的综合效益随之降低。为了能够切实保证道路桥梁的畅通性，需要在建设前对裂缝相关问题加大关注力度，配合使用现代化技术手段做好处理工作；在建设过程中进一步加强监管力度，如发现裂缝则需要深入探究发生的原因，并配合相关方案进行调整，有效保障工程的质量。实施预裂缝施工技术时，控制其深度是至关重要的，直接关系到路面作业质量和效果。在该市政道路建设工程中，如果预裂缝设置宽度范围相对较小，并且外界环境温度变化较大时，无须对施工材料性能进行分析。这是由于施工材料是混合而成的，与物理分析不相符。所以其参数变化较小，不能判断其不受外界温度的影响。而如果预裂缝向下设置的距离发生改变，则在时间长度上的变化会相比于深度变化较慢，因此外界温度在一定范围内的变化对施工时间不会产生严重影响。同时当施工材料的厚度增加，裂缝长度蔓延速度缓慢，由此判断路面裂缝变化速度慢[2]。因为不同季节的外界温度不同，变化程度也具有显著的差异性，由此可按照温度关系合理确定预裂缝深度，见表2。

表2 市政道路工程路面预裂缝深度与温度之间的关系（H：结构深度）

3 预裂缝技术实施具体方案

3.1 现场试验工程情况

针对该工程建设进展情况，选择试验路段进行预裂缝施工技术，处理该路段出现的裂缝。对沥青面层实施破除后进行详细检查，综合相关业内资料以及施工记录等，证明预裂缝施工技术具有可行性，并确定在温差21～28℃开展施工作业，切缝深度控制在6cm、宽度为3～5mm、切缝间距为20～30m，且贴缝材料选用APP改性沥青油毡。在沥青路面各结构层正式施工前，必须进行试验段施工，以确定水泥稳定土、级配碎石等结构层的各类施工参数，以此作为后续全面开展基层、底基层施工的依据，各部分组成必须满足规范，提前规划人工预置裂缝、填充裂缝以及密封处理等工序，以此提升市政道路工程的路面质量。

3.2 预裂缝施工技术实施

首先，开展人工预置裂缝。利用强度较大的切割设备进行裂缝预置施工，并对各项流程进行细致划分，预先了解区域的特性影响，结合实际情况选择施工技术，根据施工情况设计机械组合，将施工管理制度及措施不断完善。在建设前进行了充分的准备，控制向下距离为6cm，宽度在5cm左右，保障切口具有良好的平整性、光滑且无裂痕，避免出现质量管理与施工不匹配的现象[3]。

其次，进行填充处理。在铺筑该市政道路表面材质前，先实施填充工艺。施工人员要采用专门的填充工具，主要呈现上宽下窄的梯状结构，保障材质得到有效填充。在操作过程中，应保证填充速度均匀，对材质进行充分搅拌和磨平，促使裂缝周边与其他路面平整。

最后，科学实施贴缝处理工艺。在完成预裂缝填充工艺后，铺设具有相应宽度的带条贴缝材料。施工人员对贴缝的处理直接关系到基础层的施工质量，在操作前先将施工表面存在的杂物和异物进行全面清理。然后使用专用工具将工作面实施磨平处置，避免发生凸起或者凹陷等问题。尤其是要将锋利的石子去除，防范对防水层和密封结构造成损害。密封材料的宽度可依照施工作业面的宽度而定。

3.3 预裂缝施工技术应用保障措施

裂缝出现的原因也在于受到外界影响，为此对裂缝的成因进行了辨识判断。为有序实施预裂缝技术，在施工方案中规定以下保障措施，切实提高路面的施工质量。

其一，强化对施工材料的管控。施工单位及人员应严格把控施工原材料的质量，如选择路面混合料骨料时，尽量选择耐磨性强、黏附性强、质感坚硬的集料，并且保证其表面粗糙、摩擦力较大，进而满足路面施工的设计要求。同时在制备混合料的过程中，可适当添加石灰粉、防剥落剂等碱性物质，以此降低骨料中的含水量，提升抗剥落性。如采用矿粉等材料，还需在现场搭建相应的棚房，避免出现受潮情况而影响混合料的质量性能[4]。

其二，加强对施工人员的技术培训。由于预裂缝施工技术要求较高，必须严格控制裂缝预置的间距、时间和深度等参数，因此施工单位应定期对施工人员开展技术培训，保证技术熟练程度得到提升，并且促使施工和管理人员掌握全面的道路施工知识，有效应对作业过程中出现的各种突发事件。此外，需培养施工人员的责任意识和质量意识，在全过程中皆有专人记录，通过多次数据复核保证工程达到相关标准要求，及时发现施工问题，采取适当的处理手段，提高预裂缝施工技术的操作水平，保证后续工艺技术应用的质量标准符合项目规定要求。

其三，做好裂缝预置后的施工作业。施工人员应当按照设计要求对预裂缝进行填土施工和碾压。在铺筑路基前，注重检查路基填土中是否掺入其他杂物或者腐蚀性植物等，清扫路边松土，按照相关标准实施路基碾压。在摊铺路面时，采用2台摊铺机前后紧跟铺设路面，控制摊铺温度在135～155℃之间。尽量实现一次性摊铺，保证路面铺设具有均匀性和密实性。为尽量减少预裂缝的发散开裂，应参考基层板收缩位移与摩擦限制应力的变化（见图1），提高路面整体的施工质量。

图1 基层板收缩位移与摩擦限制应力

3.4 预裂缝技术实施效果

针对市政道路工程路面施工采用预裂缝技术，能够有效地减少自然裂缝的产生，通过有效的措施降低外界温度变化对路面质量的影响。在各项施工结束后，要立即进行养护。该工程预先在路面表层覆盖一层土工布，并且定期进行洒水养护，在此期间禁止任何人随意踩踏，遇到大风与大雨天气时覆盖草垫，从而有效规避麻面、孔洞等问题，提升路面施工的效果，防止受温度的影响出现裂缝，一旦发现就要做好维护修补。在该工程中，通过运用预裂缝施工技术，在后续检查评估中，只在基层预裂缝处产生反射裂缝，其他路段均未产生裂缝病害。同时该路段在后期运营维护中，节省了大量维修养护成本，相比于没有进行预先处理的半刚性沥青路面，在一年内可保持相对较好的路况和较高的车辆通过效率，对推动城市交通运输以及经济发展具有积极意义。

4 结语

综上所述，随着近年来我国城市经济的不断发展，对市政道路质量的要求越来越高。为了提高路面建设质量，防范出现裂缝等病害，可在施工过程中应用预裂缝施工技术，有利于减少裂缝产生，提高路面使用性能，延长使用寿命，对推动市政道路运营发展具有积极意义。因此，施工人员在实际工程中需要充分把握预裂缝设置的间距、时间以及深度，并且在具体施工方案中，通过人工预置裂缝、开展裂缝填充处理、科学实施贴缝处理工艺等，提高市政道路路面的整体施工质量。