瀝青路面裂縫的類型及處理對(duì)策

摘要 瀝青路面裂縫問題是公路工程質(zhì)量通病之一。本文從裂縫產(chǎn)生的原因入手，對(duì)瀝青路面層間應(yīng)力進(jìn)行了較詳細(xì)的分析，并有針對(duì)性地提出了預(yù)防裂縫出現(xiàn)的相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞 瀝青；路面；裂縫；預(yù)防措施

瀝青路面的在使用期間出現(xiàn)裂縫是一個(gè)比較普遍的問題，無論是冰凍地區(qū)，還是非冰凍地區(qū)，只是各自的裂縫嚴(yán)重程度不同而已。瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的而且后果非常嚴(yán)重，它會(huì)使雨、雪水分從裂縫出不斷滲入，慢慢實(shí)錄即便軟、變形，從而使路面的承載能力不斷下降，并產(chǎn)生網(wǎng)裂、路面塌陷、隆起、擠漿等現(xiàn)象，最后是路面徹底損壞。要想有效的處理該病害，我們必須先對(duì)它有一個(gè)全面地了解，下面我們就一起探討一下。

1、瀝青路面裂縫的分類及成因

1.1 瀝青路面裂縫按裂縫的形狀可分為縱向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫(龜裂)和不規(guī)則裂縫等四種型式。

1.1.1 網(wǎng)狀裂縫(龜裂)

損壞特征：相互交錯(cuò)的裂縫將路面分割成形似網(wǎng)狀或龜紋狀的銳角多邊形小塊，塊的尺寸小于50cm×50cm．網(wǎng)狀裂縫(龜裂)是行車荷載的重復(fù)作用而引起的疲勞裂縫，其最初形態(tài)是一條或幾條平行的縱縫，隨著荷載重復(fù)作用次數(shù)的增加，平行縱縫間出現(xiàn)了橫向、斜向連接縫，形成多邊的、銳角的、形似網(wǎng)狀、龜裂狀的裂縫型式

1.1.2 縱向裂縫

損壞特征：與道路中線大致平行的長(zhǎng)直裂縫，有時(shí)伴有少量支縫。這類裂縫通常由路基、基層沉降，或施工接縫質(zhì)量或結(jié)構(gòu)承載力不足而引起。路基、基層沉降引起的縱縫，通常斷斷續(xù)續(xù)，綿延很長(zhǎng)；施工搭接引起的縱縫，其形態(tài)特征是長(zhǎng)且直；而結(jié)構(gòu)承載力不足引起的縱縫多出現(xiàn)在路面邊緣，由于路基濕軟造成承載力不足，從而導(dǎo)致縱縫。

1.1.3 橫向裂縫

損壞特征：與道路中線近于垂直的裂縫，有時(shí)伴有少量支縫。橫向裂縫多由路基、基層裂縫的反射或由路面低溫收縮造成；最初多出現(xiàn)于路面兩側(cè)，逐漸發(fā)展形成貫通路幅的橫縫。

1.1.4 不規(guī)則裂縫

損壞特征：路面裂縫呈不規(guī)則形狀，塊的最長(zhǎng)邊長(zhǎng)小于100cm．不規(guī)則裂縫主要由面層材料的收縮和溫度的周期性變化所致。

1.2 瀝青路面按其開裂原因又可分為結(jié)構(gòu)性裂縫和溫度裂縫兩大類

1.2.1 結(jié)構(gòu)性破壞裂縫

(1)瀝青路面的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫主要是由于行車荷載引起的。在車輪荷載作用下，大于半剛性基層材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，半剛性基層的底部就會(huì)很快開裂。在行車荷載的反復(fù)作用下，底部的裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到上部，并使瀝青面層也產(chǎn)生開裂破壞。影響拉應(yīng)力主要因素有面層的厚度、基層本身的厚度、基層的回彈模量和下承層的回彈模量。

(2)在半剛性基層下采用半剛性材料做底基層，可使基層底面由行車荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力明顯減小，甚至還小于半剛性底基層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)力，這對(duì)半剛性基層承受行車荷載的反復(fù)作用是十分有利的。

1.2.2 溫度裂縫

瀝青面層上的非荷載型裂縫主要是溫度裂縫。溫度裂縫有兩種，一種是低溫收縮裂縫或簡(jiǎn)稱低溫裂縫，另一種是溫度疲勞裂縫。

(1)低溫裂縫

瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應(yīng)力松馳性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不致于產(chǎn)生過大的溫度應(yīng)力，但當(dāng)氣溫大幅度下降時(shí)，瀝青材料逐漸發(fā)硬并開始收縮。此時(shí)半剛性基層的底部將產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力瀝青混合料的應(yīng)力松馳趕不上溫度應(yīng)力增長(zhǎng)，混合料勁度急劇增大。由于瀝青面層在路面中是受到約束的，面層中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力或拉應(yīng)變一旦超過瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度，瀝青面層就會(huì)開裂。這種情況在瀝青面層與基層的附著力不夠好、允許有一定的自由收縮時(shí)，裂縫就更容易發(fā)生。由于瀝青路面寬度有限，收縮受路面結(jié)構(gòu)的相互約束小，所以低溫裂縫主要是橫向的。

(2)溫度疲勞裂縫

這種裂縫主要發(fā)生在日溫差大的地區(qū)。由于溫度反復(fù)升降導(dǎo)致瀝青面層溫度應(yīng)力疲勞，使瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變(或勁度模量)變小，加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應(yīng)力松馳性能降低，最終達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度使路面產(chǎn)生裂縫

2 瀝青路面裂縫的預(yù)防和處理措施

延緩和減輕半剛性基層瀝青混凝土面層的荷載型裂縫和非荷載型裂縫，可采用兩大類方法：一是在施工期間就采用相應(yīng)的預(yù)防裂縫或處理措施，二是在維修養(yǎng)護(hù)時(shí)選用合適的加鋪層體系。在有條件時(shí)，為獲得最佳效果，可綜合運(yùn)用這兩類方法。

2.1 提高路基工作區(qū)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性

路基是路面的基礎(chǔ)，路基工作區(qū)又是路基經(jīng)受行車荷載影響較大的深度區(qū)域，該深度區(qū)域具有足夠的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性對(duì)保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極為重要，否則將產(chǎn)生不均勻沉降使路面發(fā)生開裂。因此，必須采取有效措施處理好影響路基工作區(qū)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，最大限度地減小路基完工后沉降量。

2.2 基層應(yīng)有合理厚

當(dāng)基層厚度增加時(shí)，其承載能力也迅速增加，試驗(yàn)證明，半剛性基層厚度由10cm增加到25cm時(shí)，其承載力提高為原來的3倍。

2.3 修筑防裂路面

研究表明，面層反射裂縫明顯地受瀝青面層厚度的影響，厚度超過15.0cm的面層可以有效的防止受拉疲勞所產(chǎn)生的裂縫，還可以降低車輛荷載引起的剪應(yīng)力。國(guó)外資料介紹。在貧混凝土上鋪筑10.0cm的瀝青面層時(shí)，在形成反射裂縫前可累積通過標(biāo)準(zhǔn)軸載10×10次。如果瀝青面層加厚到15.0cm，則可通過20×10次。如瀝青面層加厚到17.5cm則可放心使用。

2.4 選擇防裂性能好的材料

(1)選用抗沖刷能力好，干縮、溫縮系數(shù)小、抗拉能力高的半剛性材料作基層，最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料

(2)選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做面層，保證瀝青的針入度、延度等指標(biāo)，在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下。應(yīng)采用某些添加劑或聚合物。以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能。

2.5 施工進(jìn)程

(1)嚴(yán)格控制半剛性基層施工碾壓時(shí)的含水量，混合料的含水量不能超過壓實(shí)需要的最佳含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)，半剛性基層碾壓完成后，要及時(shí)養(yǎng)生。

(2)半剛性基層碾壓完成后或最遲在養(yǎng)生結(jié)束后應(yīng)立即用乳化瀝青做透層或封層，透層或粘層完成后，應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層。

3 結(jié)束語

實(shí)際上按照現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范要求，瀝青路面厚度設(shè)計(jì)相對(duì)偏厚，目前采用的半剛性基層收縮性都比較小，施工工藝水平有很大提高，所以新建半剛性瀝青路面上出現(xiàn)的裂縫絕大多數(shù)是瀝青路面本身產(chǎn)生的溫度裂縫。如何提高瀝青面層的防裂性能、改善瀝青及瀝青混合料的使用品質(zhì)應(yīng)是我們今后研究的主要方向。