瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因及防治

舒 敏 歐蓮花

（1、贛州市公路管理局直屬分局，江西 贛州 341000 2、江西通威公路建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 贛州 341000）

1 路面裂縫的類型

裂縫是瀝青混凝土路面最主要、最常見的一種破損形式，它的危害在于水分通過裂縫不斷下滲，損壞基層路基，導(dǎo)致路面承載能力下降，加速路面破損。

1.1 橫向裂縫

橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于路面設(shè)計不當(dāng)和施工質(zhì)量低劣，或由于車輛嚴(yán)重超載，至使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式，它有兩種情況:瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射裂縫。

1.2 縱向裂縫

縱向裂縫產(chǎn)生的原因有三種可能性:一種是瀝青面層分幅攤鋪時，兩幅接茬處未處理好，在行車荷載的作用下逐漸開裂；第二種是由于路基壓實(shí)度不均勻或由于路基邊緣受水浸蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起的；第三種是路基加寬工程中新、老路基存在施工縫、壓實(shí)度和強(qiáng)度不均勻而引起的整個施工路段裂縫。

1.3 不規(guī)則裂縫

這種裂縫主要是由于路面的整體強(qiáng)度不足而引起的。其原因可能是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，路基路面壓實(shí)度不足，路面材料配合不當(dāng)或拌和均勻等，也可能是由于路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及時封填，致使水分滲入下層，尤其在融雪期間凍融交加，加劇了路面的破損。瀝青老化也是導(dǎo)致瀝青面層形成不規(guī)則裂縫的原因之一。

2 路面裂縫產(chǎn)生的因素

2.1 瀝青路面材料

(2)從混合式教學(xué)在中小學(xué)領(lǐng)域研究文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞可視化分析可以看出，研究的熱門關(guān)鍵詞為“混合式學(xué)習(xí)”、“混合式培訓(xùn)”、“中小學(xué)教師”、“教學(xué)設(shè)計”、“混合式教學(xué)”等，但是詞與詞之間的結(jié)構(gòu)不是很緊密，詞之間的關(guān)聯(lián)性也不夠，形成的緊密度也不高。

瀝青混合料性質(zhì)是瀝青路面產(chǎn)生裂縫的主要因素。

2.1.1 瀝青質(zhì)量的優(yōu)劣與瀝青路面的使用品質(zhì)有著密切的關(guān)系，直接影響到瀝青路面的使用性能。由于近幾年交通量急增，修建的里程也相應(yīng)增加，有些施工單位購買不到十分理想的路用瀝青，便用普通瀝青代替，這種瀝青大多數(shù)含蠟量高、延度小、溫度敏感性強(qiáng)，使得許多瀝青面層結(jié)構(gòu)在遠(yuǎn)小于設(shè)計使用年限內(nèi)出現(xiàn)損壞。這都是由于這種瀝青中含蠟量高，導(dǎo)致瀝青的延度小，與石料的粘結(jié)力較差，瀝青混合料的低溫抗裂性能和高溫穩(wěn)定性不好，就造成縱橫向裂縫、不規(guī)則裂縫。

2.1.2 礦料。礦料質(zhì)量的好壞直接影響混合料的強(qiáng)度，也是瀝青路面早期破壞的主要影響因素。碎石的壓碎值、磨耗值不符合要求將造成瀝青混合料的穩(wěn)定度偏低。瀝青混合料一般使用堿性礦料。礦料組成級配也與開裂有一定關(guān)系，一般來說油量偏低、礦粉含量高易產(chǎn)生裂縫。

2.2 路面基層

2.2.1 路基產(chǎn)生不均勻

路基填土機(jī)械壓實(shí)不足，填筑材料含水量較大，路基交工后沉降時間不夠，交工通車后在車輛荷載的作用下，半剛性基層的底部將產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力大于半剛性基層材料的抗拉強(qiáng)度時，半剛性基層的底部就會很快開裂，并在行車荷載的反復(fù)作用下，底部的裂縫會逐漸擴(kuò)展到上部，并使瀝青面層也產(chǎn)生開裂破壞。

2.2.2 路基凍漲裂縫

由于路基含水量大，冬季土體凍漲將路面拱起而斷裂。

瀝青材料在較高的溫度條件下，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，瀝青材料逐漸發(fā)硬并開始收縮。首先，由于瀝青混合料的應(yīng)力松弛速度不及溫度應(yīng)力的增長，混合料勁度急劇增大；其次，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，瀝青面層就會開裂。在這種瀝青面層與基層的附著力不夠好的情況下，裂縫就容易發(fā)生；再有，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。

2.2.4 溫度疲勞裂縫

一方面，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)度使路面層的增厚而增加，面層內(nèi)的應(yīng)力隨深度而很快減少，同時面層的表面一旦開裂，隨著持續(xù)低溫或另一次降溫，在裂縫尖端會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，使裂縫向下延伸并逐漸穿透整個瀝青面層，由于面層底部與基層表面的粘結(jié)作用，裂縫呈現(xiàn)上寬下窄現(xiàn)象。

2.2.5 基層反射裂縫

基層反射裂縫多出現(xiàn)在半剛性基層中，半剛性基層反射裂縫通常有垂直位移和水平位移2種。垂直位移是由行車荷載引起的下臥路面結(jié)構(gòu)在裂縫處的差動位移；水平位移是由溫度變化或水分變化引起的差動位移；水平位移是由溫度變化或水分變化引起的膨脹和收縮。在冬季或寒冷地區(qū)，在結(jié)合好的瀝青面層下，開裂的半剛性基層的水分位移使裂縫面層內(nèi)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變。在較低溫度下瀝青面層通常較硬，它只能承受小的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，因此容易被拉裂，并且裂縫的擴(kuò)展途徑是由上至下的。

2.3 路面面層

采用同一種瀝青混合料，面層厚度大的要比薄的裂縫率要小。但采用質(zhì)量好的瀝青即使鋪筑較薄的路面其橫向裂縫也可能少于質(zhì)量較差但厚度大的瀝青路面。

2.3.1 對原材料檢驗(yàn)不嚴(yán)，對瀝青混合料的配合比控制不夠，特別是礦粉和瀝青用量不準(zhǔn)，使瀝青路面早期出現(xiàn)裂縫。

2.3.2 瀝青混合料加熱溫度過度，一般礦料加熱溫度過高，當(dāng)瀝青和礦料拌和時，瀝青便被礦料的高溫灼焦，瀝青老化，使路面強(qiáng)度不足產(chǎn)生裂縫。

2.3.3 施工季節(jié)不合理。雨季施工，又未采取有效的保護(hù)措施。低溫度季節(jié)施工，又不能及時成型穩(wěn)定，導(dǎo)致了瀝青路面產(chǎn)生裂縫。

2.4 施工因素

優(yōu)良的施工質(zhì)量，特別是各結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求，穩(wěn)定性優(yōu)良，排水性能好，面層接縫處理完善是保證瀝青混凝土路面不出現(xiàn)裂縫的前提條件。

3 防治措施

3.1 應(yīng)選用材料強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好的基層和底基結(jié)構(gòu)，并保證一定厚度。

3.2 應(yīng)合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu)，保證瀝青路面最小厚度。選用符合重交通道路石油瀝青技術(shù)要求的瀝青，控制瀝青用量，精選礦料，準(zhǔn)確組成級配，均可有效減少裂縫的產(chǎn)生。

3.3 應(yīng)加強(qiáng)瀝青路面的防水設(shè)計。要設(shè)置瀝青面層防水，設(shè)置瀝青下封層，搞好硬路肩排水設(shè)計。

3.4 應(yīng)精心施工，確保各結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)度，達(dá)到規(guī)范要求。對半剛性基層的養(yǎng)生要達(dá)到良好、防止其產(chǎn)生的裂縫反射到面層。

3.5 進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護(hù)管理，加強(qiáng)路面保潔，確保排水性能良好，免受雨水對路面、路基的長時間浸蝕，嚴(yán)禁超載車輛通行，發(fā)現(xiàn)裂縫及時處理，避免病害的進(jìn)一步擴(kuò)展。

4 結(jié)束語

瀝青混凝土路面的病害產(chǎn)生在所難免，只有精心設(shè)計、精心施工、精心養(yǎng)護(hù)才能把損失降低到最小程度，才能更好地發(fā)揮公路的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]吳文東.瀝青路面裂縫修補(bǔ)技術(shù)探討[J].城市道橋與防洪，2010-03-15.

[2]姚元波.瀝青路面裂縫處治工藝綜述[J].北方交通，2009-02-28.