淺析瀝青路面裂縫問題及防治措施

張力鵬

（廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 511431）

瀝青路面作為我省目前高速公路建設(shè)的主推路面結(jié)構(gòu)，近年來，在我省的高速公路建設(shè)中應(yīng)用廣泛，憑借著自身眾多優(yōu)點(diǎn)，一直獨(dú)領(lǐng)風(fēng)頭。然，在大力推進(jìn)路面建設(shè)的同時，結(jié)構(gòu)病害的問題也有所抬頭，如裂縫問題，便是其中之一。與其它路面病害相比，雖然裂縫問題是所有病害類型中屬于程度較為輕微的一種，但倘若不及時加以處理，它就會引發(fā)出其它迸發(fā)癥出來，造成連鎖反應(yīng)，帶來惡劣影響，因此，我們必須對它緊而慎之。為了能清楚地掌握裂縫的產(chǎn)生機(jī)理，更好地對其進(jìn)行處治，我們必須對它進(jìn)行了解，從科學(xué)的角度，從技術(shù)的角度來對它進(jìn)行探討，下面，就讓我們來由淺入深地談一談瀝有關(guān)裂縫處治的有關(guān)問題。

1 瀝青路面產(chǎn)生裂縫的理論原因

由于行車荷載的作用而發(fā)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，在車輪荷載作用下，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。在行車荷載的反復(fù)作用下，底部的裂縫會漸漸擴(kuò)展到上部，并引起瀝青面層也產(chǎn)生開裂。影響拉應(yīng)力的主要因素有面層厚度、基層本身的厚度、基層的回彈模量和下承層的回彈模量。

通過原理分析，再進(jìn)行細(xì)分，造成瀝青路面產(chǎn)生裂縫的主要原因主要有：

1.1 疲勞開裂

它是指路面在正常使用情況下，由行車荷載的多次反復(fù)作用引起的。瀝青結(jié)構(gòu)承受車輪荷載的反復(fù)彎曲作用，結(jié)構(gòu)層底面產(chǎn)生拉應(yīng)變（或拉應(yīng)力）值超過疲勞強(qiáng)度時，底面便開裂，并逐漸向表面發(fā)展。經(jīng)水硬性結(jié)合料穩(wěn)定而形成的整體基層也會產(chǎn)生出疲勞開裂，甚至導(dǎo)致面層破壞。這種開裂開始大都是形成細(xì)而短的橫向開裂，繼而逐漸擴(kuò)展成網(wǎng)狀，開裂的寬度和范圍不斷擴(kuò)大。

1.2 低溫收縮開裂

瀝青路面在低溫時強(qiáng)度雖增大，但其變形能力卻因剛性增大而降低。但氣溫下降特別是急驟降溫時，瀝青面層受基層的約束而不能收縮，產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，當(dāng)累計溫度應(yīng)力超過瀝青面層某一薄弱點(diǎn)（或面）的混合料的抗拉強(qiáng)度，路面便發(fā)生開裂。這種開裂一般為橫向間隔性裂縫，嚴(yán)重時才發(fā)展為縱向裂縫。這些裂縫從表層開始向下逐漸延伸，并形成對應(yīng)裂縫。

1.3 反射裂縫

由于基層開裂，反射帶動面層開裂，或是面層帶動基層開裂。半剛性基層隨著混合料中水分的減少產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力。在鋪筑瀝青后半剛性基層繼續(xù)產(chǎn)生干縮，原有的干縮裂縫繼續(xù)拉開和擴(kuò)大，會將面層拉裂。從溫度膨脹系數(shù)分析，瀝青面層大于半剛性基層，由于外露受氣溫和風(fēng)速影響較大，因而在同一地段同一時間瀝青面層溫縮應(yīng)力大于基層，這也是溫縮裂縫的主要原因。

1.4 路基的破壞所引起的裂縫

由于路基壓實(shí)不均勻、路基穩(wěn)定性差等原因，同時在自重和重載車的作用下，地基產(chǎn)生不均勻沉降使路基發(fā)生滑動，將路面拉裂，出現(xiàn)裂縫，通常為縱向裂縫。另外由于施工縫壓實(shí)度不足，也容易產(chǎn)生裂縫，繼續(xù)發(fā)展會成為翻漿。

2 裂縫種類及誘發(fā)原因

2.1 裂縫種類

2.1.1 低溫裂縫。由于瀝青混合料低溫勁度的影響，當(dāng)氣溫下降時，瀝青材料逐漸發(fā)硬并開始收縮，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)度或極限拉應(yīng)變，瀝青面層就會開裂。

2.1.2 溫度疲勞裂縫。在日溫差較大的地區(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)變能力變小。加上瀝青的老化使瀝青的勁度增高，應(yīng)力松弛性能降低，最終達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度，使路面產(chǎn)生開裂。

2.1.3 剛性路面的反射裂縫。在寒冷地區(qū)，在結(jié)合較好的瀝青面層下，開裂的半剛性基層的水平位移，使得直接在裂縫上的瀝青面層內(nèi)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變。因此，瀝青面層容易被拉裂。

2.1.4 剛性路面的對應(yīng)裂縫。在已經(jīng)產(chǎn)生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青面層，在瀝青面層厚度較薄的情況下，半剛性基層的裂縫會由于溫度應(yīng)力而使面層的底面開裂，并較快形成反射裂縫。

2.1.5 縱向裂縫?？v向裂縫產(chǎn)生的主要原因是新老路基結(jié)合部的不均勻沉降及公路工程施工中路面攤鋪碾壓不均勻。多形成于新老路基結(jié)合部的上面或道路中間處，裂縫兩側(cè)會發(fā)生錯位。

2.1.6 龜裂。龜裂是水泥穩(wěn)定砂礫基層破壞的標(biāo)志。嚴(yán)重時常伴隨表面的形變和擠漿現(xiàn)象。多是厚度不足、強(qiáng)度不夠、路面發(fā)生疲勞破壞、水損壞造成的。

2.2 造成瀝青面層裂縫的主要原因

高速路面基層一般分為三層，從路面基層角度上分析，造成上層瀝青路面裂縫的原因，主要是路面基層未按規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)施工，其強(qiáng)度和密實(shí)度達(dá)不到要求。

2.2.1 砂礫墊層。路基軟彈、翻漿導(dǎo)致路基產(chǎn)生軟彈、翻漿現(xiàn)象的主要原因有：路基遺留問題；天然砂礫一次性路上備料過多，導(dǎo)致路基表面積水浸泡路基；砂礫墊層施工段落過長，下基層施工跟上不及時，下雨后，雨水從砂礫墊層滲到路基表面，浸泡路基。路基的軟彈、翻漿導(dǎo)致砂礫墊層的質(zhì)量滿足不了要求，是瀝青路面出現(xiàn)裂縫的隱患。

2.2.2 水泥穩(wěn)定砂礫基層。砂礫的級配不合理：在混合料的生產(chǎn)過程中，由于天然砂礫級配的變化，而摻加的破碎礫石含量未及時加以調(diào)整，導(dǎo)致生產(chǎn)出來的混合料級配不能滿足要求。

混合料的含水量變化：由于原材料含水量的變化或天氣的影響，在混合料的拌和過程中，加入的水量未加以合理的控制和調(diào)整，生產(chǎn)出來的混合料含水量過高或過低。含有泥塊的混合料在碾壓過程中，就在局部出現(xiàn)軟彈和翻漿現(xiàn)象。

2.2.3 瀝青混合料施工質(zhì)量也是造成裂縫的主要原因。瀝青混合料的原材料有：

①瀝青：道路瀝青的感溫性是瀝青性能的核心指標(biāo)。含蠟量較高的瀝青，其延度小，粘結(jié)性和耐久性也差，瀝青容易老化，裂縫更容易產(chǎn)生。

②碎石：碎石質(zhì)量不合格主要體現(xiàn)在碎石含風(fēng)化巖和硅質(zhì)巖較多，使瀝青混合料的壓碎值不能滿足要求，而且，由于雜質(zhì)較多，石料的裹油力下降，瀝青與碎石之間的粘結(jié)力下降。這將導(dǎo)致混合料之間的粘結(jié)力不足，使瀝青路面裂縫更容易產(chǎn)生。

2.2.4 瀝青材料本身的性質(zhì)也是造成路面裂縫的主要原因。

3 減輕瀝青路面裂縫的控制措施

3.1 做好橋頭回填

橋涵兩側(cè)必須按照規(guī)范要求，換填砂礫和分層夯實(shí)。砂礫必須選用合格的材料，分層壓實(shí)厚度不得大于20cm。

3.2 處理好路基軟彈、翻漿現(xiàn)象

當(dāng)發(fā)現(xiàn)路基出現(xiàn)軟彈、翻漿現(xiàn)象后，應(yīng)認(rèn)真分析原因，采取措施，換填砂礫并壓實(shí)。

3.3 控制砂礫墊層的施工質(zhì)量

必須選用含泥量合適的天然砂礫，其級配和含石量應(yīng)滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，不合格時，必須摻配破碎礫石或碎石。砂礫路上備料應(yīng)按計劃分階段進(jìn)行，不可一次性備料過多。砂礫墊層施工應(yīng)與下基層施工相協(xié)調(diào)，砂礫墊層的施工段落不得超過2km。施工時，根據(jù)天氣情況，嚴(yán)格控制灑水量，并做到及時碾壓。

3.4 控制水穩(wěn)基層的施工質(zhì)量

在混合料的生產(chǎn)過程中，對混合料的級配必須隨時進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)級配不符合要求時，必須立即給予調(diào)整。根據(jù)原材料的含水量和天氣情況，嚴(yán)格控制混合料的含水量。現(xiàn)場攤鋪時，必須做到及時碾壓，發(fā)現(xiàn)有軟彈、翻漿現(xiàn)象必須立即換填。加強(qiáng)基層的養(yǎng)生，必須使基層的表面一直保持濕潤，養(yǎng)生時間不得少于7 天。

4 結(jié)束語

由上述可知，瀝青路面的裂縫問題，不僅僅是簡單的質(zhì)量問題，它所涉及內(nèi)容眾多，有建設(shè)時期施工過程造成的原因，也有后期管養(yǎng)不善帶來的影響，因此，我們必須加以區(qū)分，只有這樣，才能使得制訂出來的裂縫防治措施具有針對性、具有可行性，以便達(dá)到對癥下藥之效果。本人相信，不管裂縫狀況是否在繼續(xù)變化發(fā)展，只要及時發(fā)現(xiàn)，及時采取措施進(jìn)行處理，它所造成的危害，將會因我們的努力得到進(jìn)一步的降低。

[1]公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[M].人民交通出版社，2000.