淺談瀝青路面的裂縫分析與控制措施

陳 琪 李春霞 安徽水利開發(fā)股份有限公司 233000

淺談瀝青路面的裂縫分析與控制措施

陳 琪 李春霞 安徽水利開發(fā)股份有限公司 233000

裂縫是瀝青路面多種病害中最常見的一種病害, 是主要的破壞形式之一,裂縫的產(chǎn)生不僅影響道路的美觀，而且對行車安全和路面的壽命產(chǎn)生重要影響 因此, 控制瀝青路面裂縫的產(chǎn)生有著重要的實用價值。本文結合工程實際，針對瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，并提出了相應的措施，以改善路面狀況。

瀝青路面; 裂縫; 分析; 控制

1、概述

最近幾年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，全國各地的高速公路掀起了建設高潮。瀝青路面是用瀝青材料作結合料、黏結礦料或混合料修筑面層與各類基層和墊層所結成的路面結構。瀝青路面具有表面平整，無裂縫，行車舒適，耐磨、振動小，噪音低，施工短養(yǎng)護維修簡便，適宜于分期修筑和快速施工等特點。因而獲得越來越廣泛的應用。隨著現(xiàn)代道路交通運輸?shù)男枰?，瀝青路面必然會有更大的發(fā)展。但這些瀝青路面都存在著同樣問題，就是在建成運營一段時間后產(chǎn)生不同形式的裂縫，導致路面的破壞。結合蚌埠某瀝青路面的實際施工情況，以及采取控制裂縫的措施，本文從瀝青路面裂縫產(chǎn)生的機理進行分析，并提出相應的控制措施來解決這一現(xiàn)實問題。

2、裂縫的成因

目前瀝青路面的裂縫成因主要有兩種：一類是指由于非行車荷載因素引起的非荷載型裂縫裂縫。另一類是裂縫主要是由于行車荷載作用而產(chǎn)生的荷載型裂縫。

2.1 非荷載型裂縫

非荷載型裂縫從外觀形式來看，主要有橫向裂縫、縱向裂縫和大塊狀裂縫;從形成原因來看，主要有以下三種情況:單純由溫度變化引起;由溫度變化和行車荷載聯(lián)合作用產(chǎn)生;由基層裂縫反射作用所致。通?？梢詫⑵浞譃闇囟攘芽p和基層反射與對應裂縫兩類。

2.1.1 溫度裂縫

溫度裂縫包括溫度收縮裂縫、溫度疲勞裂縫和溫度梯度裂縫。溫度裂縫的產(chǎn)生主要是由于路面材料低溫收縮引起，其次是由于溫度疲勞所致，更多時候是兩者綜合作用的結果。在降溫過程中，瀝青面層的表面最先產(chǎn)生收縮變形，相應產(chǎn)生的應力應變也最大。當降溫幅度較大或由于溫度應力的循環(huán)反復作用，裂縫就會首先在瀝青面層表面產(chǎn)生并向下延伸。

(1)溫度收縮裂縫。溫度收縮裂縫也稱低溫裂縫。在冬季降溫過程中，瀝青混凝土材料變得越來越脆，并產(chǎn)生收縮。當瀝青面層產(chǎn)生的收縮拉應力或拉應變超過瀝青混合料的抗拉強度或極限拉應變，瀝青面層表面的薄弱處就可能首先開裂。瀝青面層的表面一旦開裂，隨著持續(xù)低溫或另一次降溫的到來，在裂縫尖端會產(chǎn)生很大的應力集中，使裂縫向下延伸并逐漸穿透整個面層。瀝青面層處的薄弱處愈多，產(chǎn)生的橫向低溫裂縫就愈多。由于一般道路瀝青面層的寬度都不是很大，收縮所受的橫向約束較小，所以低溫裂縫主要是橫向裂縫。

(2)溫度疲勞裂縫。溫度疲勞裂縫是由于氣溫變化引起的溫度應力反復多次作用在瀝青面層形成。這種溫度應力雖然不是很大，但是應力循環(huán)反復多次作用在路面上，其破壞性也是非常明顯的。在南方非冰凍地區(qū)，通常疲勞裂縫是其主要形式。其大小主要取決于所受到的重復應力(應變)的大小，路面環(huán)境因素有關。

（3）溫度梯度裂縫。由于瀝青路面結構的溫度是隨環(huán)境變化的，且隨著路面結構的深度呈不均勻分布。因此不同時期和不同位置處其脹縮的程度是不同的。即在同一時間同一路面結構，由于溫度的變化，瀝青路面的表面與底面間存在較大的溫度差即溫度梯度，使路面上下面產(chǎn)生較大的收縮應力，從而引起裂縫。

2.1.2 基層(干縮)反射與對應裂縫

半剛性基層的溫縮裂縫和干縮裂縫通常會引起路面結構層的垂直位移和水平位移。瀝青面層下面，基層開裂處的水平位移在裂縫上的面層內會產(chǎn)生很大的拉應力或拉應變，這種條件下，瀝青混凝土面層通常較脆，只能承受很小的拉應力和拉應變，因此很容易將面層拉裂層的反射與對應裂縫。在結合較好的再加上低溫條，從而形成基層的反射與對應裂縫。

2.2 荷載型裂縫

半剛性路面的結的，構性破壞裂縫主要是由于行車荷載引起的。車輪荷載作用下，半剛性基層的底部要產(chǎn)生拉應力。當拉應力大于半剛性基層材料的抗拉強度時，半剛性基層的底部很快開裂，在行車荷載的反復作用下，底部的裂縫會逐漸擴展到上部，使瀝青面層也開裂破壞。產(chǎn)生荷載型裂縫的原因主要是:路面結構設計不合理或厚度不足，在行車荷載作用時，在基底層產(chǎn)生過大的拉應力，當拉應力超過基底層的抗拉強度時將在基底層產(chǎn)生裂紋;隨通車使用時間的增長，路面強度下降，路面回彈彎沉值逐漸增大，滿足不了交通量迅速增長和汽車載重量明顯增大的需要，輪跡處瀝青路面產(chǎn)生龜裂。這種荷載型裂縫在一些中低級道路車行道中常見，但就目前大多數(shù)高等級公路來說，普遍采用半剛性基層，有足夠的強度，因此荷載型裂縫并不是主要的，相反瀝青路面非荷載型裂縫普遍存在。

3.裂縫的控制

通過對瀝青路面裂縫產(chǎn)生的成因分析，結合作者多年從事一線瀝青路面施工工作的經(jīng)驗，提出了從材料、施工和養(yǎng)護等方面裂縫控制的措施。

（1）材料措施

選擇合適的道路材料和面層材料，進行合理的結構組合設計，確定瀝青面層厚度；在瀝青混合料中添加石棉或木質纖維料或采用較厚的瀝青面層以減少或延緩由半剛性基層產(chǎn)生的反射裂縫；面層瀝青盡量選擇低稠度、高延度、低含臘量的優(yōu)質瀝青，在滿足穩(wěn)定度要求的前提下，選擇針入度較大的瀝青，必要時可選用改性瀝青。如瀝青路面采用改性瀝青或面層，中面層和下面層采用結構；加強路面層的結合，使用高性能的黏結材料作粘層，既可提高路面的整體強度，又具有較好的防水性能。

（2）施工措施

首先在路基施工時，要確保路基的壓實度，杜絕出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象，另外在瀝青施工時，要清掃路面，保持路面干凈，提高瀝青路面的黏結力。另外材料進場時，要確保瀝青的溫度不能低于施工規(guī)范要求，確保瀝青的壓實度。

4.結束語

瀝青路面裂縫的形式有多種，路面產(chǎn)生裂縫的原因也各不相同，在材料選擇方面必須確保材料合格，在路面施工中必須牢固樹立預防為主的思想，嚴格把住施工各個環(huán)節(jié)的工程質量，在養(yǎng)護方面要做到及時有效。做到事前積極防治、事中嚴格控制、事后及時處理，最大限度降低瀝青路面裂縫的產(chǎn)生，將裂縫控制在規(guī)范允許的范圍之內，提高瀝青路面的使用壽命和改善路況。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.024

陳琪（1982.3-），男，安徽肥西人，大學本科畢業(yè)，助理工程師，在安徽水利開發(fā)股份有限公司工作，主要從事市政道路，房屋建筑，橋梁工程方面的工作。