瀝青混凝土路面裂縫成因分析及防治

李得芬

河南國巖建設(shè)工程有限公司（450000）

路面裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫；從形成原因可分為強(qiáng)度裂縫、反射裂縫、結(jié)構(gòu)式裂縫和溫度變化造成的裂縫等。本文著重就瀝青混凝土路面裂縫成因與防治措施談點(diǎn)粗淺看法。

1 瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因

1）路基、路面整體強(qiáng)度不足時(shí)產(chǎn)生的裂縫。由于路基、路面整體強(qiáng)度不足時(shí)產(chǎn)生的裂縫，通常表現(xiàn)為彎沉值較大，會(huì)出現(xiàn)沉陷、車轍等病害。瀝青混合料的強(qiáng)度由兩部分組成:礦料之間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力,以及瀝青礦料之間的粘結(jié)力和瀝青本身的凝聚力。

2）瀝青面層的彎拉疲勞產(chǎn)生的裂縫。由于路面材料彎拉強(qiáng)度不足，在車輛嚴(yán)重超載作用下而產(chǎn)生的裂縫。在車輪荷載反復(fù)作用下，路面會(huì)產(chǎn)生彎拉疲勞裂縫，基層的底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，該拉應(yīng)力大于基層的抗拉強(qiáng)度時(shí)，則底部就很快開裂，嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)車轍或沉陷。

3）瀝青材料老化產(chǎn)生的裂縫。瀝青材料老化后，變形能力減弱，路面被拉斷，多呈現(xiàn)龜裂。龜裂是瀝青路面的一種結(jié)構(gòu)性損壞。影響裂縫輕重程度的主要因素有:瀝青混合料的性質(zhì)、基層材料的性質(zhì)、氣候條件、交通量和車輛類型以及施工因素等。

4）基層反射裂縫。由于路面基層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)、配合比不當(dāng)、拌和不均、施工質(zhì)量差、車輛嚴(yán)重超載等原因造成路面承載力下降，在車輛荷載反復(fù)作用下，使瀝青以下的半剛性基層底部拉應(yīng)力超過其疲勞強(qiáng)度而斷裂,產(chǎn)生由下向上反射裂縫。隨著周期性變化的環(huán)境溫度影響，裂縫會(huì)迅速向四周擴(kuò)展，大大地縮短了瀝青面層的使用壽命。

5）溫度變化產(chǎn)生的裂縫。瀝青面層上的非荷載裂縫主要是溫度裂縫。溫度裂縫通常表現(xiàn)為橫向裂縫，橫向裂縫會(huì)貫通全幅路面，當(dāng)有中央分隔帶時(shí)，會(huì)貫通半幅路面。其裂縫的特點(diǎn)是從路基邊緣向路面中心過渡，且邊緣裂縫寬，路中裂縫窄。溫度變化裂縫包括溫度收縮和溫度疲勞裂縫。溫度收縮裂縫，即隨著溫度下降，瀝青面層開始收縮，當(dāng)收縮的拉應(yīng)力大于瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，路面就開始開裂。

6）路基凍漲產(chǎn)生的裂縫。由于路基含水量大，若排水設(shè)計(jì)不合理，冬季凍脹將路面拱起而產(chǎn)生斷裂。溫度反復(fù)交替的冬天，路基凍結(jié)緩慢，加劇了凍脹。聚熱的晚春或春融期間降雨，上層融解的過量水分來不及排出路基。春融期間，在強(qiáng)度已大大降底的路段上，通行過多過重的車輛，極易產(chǎn)生裂縫和翻漿。

7）雨水侵滲破壞產(chǎn)生的裂縫。降水次數(shù)多和降水量大，特別是降水延續(xù)時(shí)間長,自由水可能進(jìn)入瀝青面層的機(jī)會(huì)就多，自由水滲透進(jìn)入瀝青面層的可能大，在進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)層的水不能及時(shí)排出的情況,車輛通過面層瀝青混凝上的孔隙中或面層與基層交界面上滯留有自由水時(shí),都會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的水壓力和抽吸力,車輪下的壓力將輪下結(jié)構(gòu)層中的水壓擠出，而同時(shí)車輪駛離時(shí)又產(chǎn)生相當(dāng)大的抽吸力，這兩種力瞬時(shí)先后作用能將滯留在基層頂面的漿水唧出表面，并促使先從較大顆粒上剝落，逐漸使瀝青混凝土強(qiáng)度大幅度下降直至路面局部松散并形成坑洞、唧漿、深度不等的網(wǎng)狀裂縫。

2 瀝青混凝土路面裂縫防治措施

瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因諸多，防治也就成為一個(gè)綜合治理的問題，只有在設(shè)計(jì)、選材、施工、養(yǎng)護(hù)等多方面充分考慮防止裂隙的問題,采取切實(shí)可行的措施減少和防止瀝青混凝土路面裂縫的產(chǎn)生。

2.1 合理設(shè)計(jì)

1）路面厚度的設(shè)計(jì)。柔性路面厚度，必須根據(jù)道路等級、交通量、自然地基地質(zhì)情況，道路情況和施工季節(jié)等綜合因素計(jì)算設(shè)計(jì);舊水泥路面改造，瀝青混凝土罩面厚度的確定，主要考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度因素;與非結(jié)構(gòu)強(qiáng)度因素有關(guān)的加罩面層厚度確定，主要考慮道路沿線高程的控制、瀝青混凝土最小攤鋪厚度要求、加罩面層與板的結(jié)合問題以及工程費(fèi)用控制等。采用合適的瀝青面層厚度，不僅可節(jié)約投資，又可保護(hù)未開裂的半剛性基層使用期間不會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫。

2）瀝青混凝土的級配設(shè)計(jì)。在瀝青骨料設(shè)計(jì)選擇上，不僅要根據(jù)瀝青面層類型選取不同標(biāo)號的瀝青材料，而且更要考慮從施工條件、氣候環(huán)境、施工季節(jié)、礦料的分布和性質(zhì)及尺寸等因素確定瀝青的標(biāo)號，尤其在寒冷、陰濕地區(qū)，要選用針入度較大的瀝青，提高其低溫抗裂性；瀝青混合料的骨料設(shè)計(jì)優(yōu)先選用堿性石料且級配良好、針片狀含量少；若受材料分布限制采用酸性石料,必須摻入抗剝落劑等活性物質(zhì)。

3）應(yīng)力吸收層和加筋層的設(shè)計(jì)。通過對反射裂縫產(chǎn)生機(jī)理的分析，防止反射裂縫，設(shè)計(jì)時(shí)可針對工程具體情況采用兩種技術(shù)措施:①應(yīng)力吸收，在罩面層與原路面之間設(shè)置隔離層，主要采用彈性模量較小的材料，如土工布、砂、石屑等,根本目的就是消除應(yīng)力集中，目前使用較多的是土工布；②加筋層采用強(qiáng)度和彈性模量較大的材料,以提高加罩面層的抗拉強(qiáng)度，如鋼筋網(wǎng)、玻璃纖維格柵、纖維瀝青混凝土等。

2.2 合理選材

1）選擇抗裂性好的材料作基層。選擇抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫度系數(shù)小及抗拉強(qiáng)度半剛性材料做基層，如水泥穩(wěn)定粒料或二灰穩(wěn)定粒料,不選擇水泥或二灰穩(wěn)定細(xì)粒土做基層，也不應(yīng)采用石灰碎石土做基層。

2）應(yīng)用抗裂性好的改性瀝青。選擇優(yōu)質(zhì)瀝青或改性瀝青作面層材料，減少石灰及水泥用量。瀝青面層應(yīng)該采用密實(shí)型瀝青混凝土。在較高等級公路施工中使用國產(chǎn)瀝青時(shí)，要摻入丁苯橡膠等高分子聚合物進(jìn)行改性,提高瀝青的粘度和穩(wěn)定性，為防止瀝青老化，可加入樹脂改性瀝青。為了減少瀝青混合料低溫開裂，在同等條件下,優(yōu)先選取延度大、稠度低的環(huán)烷原油瀝青，最好不要用石臘基原油瀝青。

2.3 正確施工

1）嚴(yán)格控制半剛性基層施工時(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)范允許的范圍之內(nèi)。

2）半剛性基層碾壓完成后，要及時(shí)養(yǎng)生，保護(hù)混合料的含水量不受損失，決不能讓基層暴曬變干而開裂。

3）半剛性基層碾壓及養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)立即噴灑稀釋瀝青或?yàn)r青乳液，并撤3～8mm的碎石，做成下封層。保護(hù)基層中的水分不致迅速失去。下封層作完后，應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層。

4）加強(qiáng)運(yùn)料車的保溫工作，保證適宜的攤鋪、碾壓溫度且及時(shí)攤鋪并保證供料和施工的連續(xù)性;同時(shí)采用大動(dòng)力機(jī)械拌和設(shè)備，做到瀝青拌和均勻、油石比控制標(biāo)準(zhǔn)。

5）路面基層要嚴(yán)格驗(yàn)收，局部進(jìn)行特殊處理面層與基層之間的下封層在施工中要澆灑粘層油,這樣可增加面層與基層連接程度，使彎拉應(yīng)力控制在最小值附近；基層增加彈性模量可有效地減少瀝青面層底面的彎拉應(yīng)力。

2.4 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

及時(shí)維修產(chǎn)生的各類裂縫病害，提倡預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，完善路基路面的排水設(shè)施，確保路面排水順暢，基層與面層之間不得形成“蓄水槽”。延長路面的使用壽命，為行駛車輛提供安全可靠的環(huán)境。

發(fā)生裂縫現(xiàn)象及時(shí)組織修復(fù),一般可根據(jù)裂縫的寬度和深度確定具體的修補(bǔ)工藝，根據(jù)路面裂縫的實(shí)際情況，常用修復(fù)裂縫的方法有4種:壓漿法、普通瀝青灌縫法、SBR改性乳化瀝青灌縫法和進(jìn)口灌縫膠修補(bǔ)裂縫法。

3 結(jié)語

綜上所述，合理設(shè)計(jì)、選材、精心施工，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)是防止路面裂縫，提高瀝青混凝土路面使用性能的唯一途徑。