淺析瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施

苗強(qiáng)

摘 要：瀝青路面近年來(lái)以其優(yōu)質(zhì)的特征以及養(yǎng)護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)成為了現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中最廣泛應(yīng)用的材料。但是瀝青混凝土材料會(huì)因?yàn)樵谑褂弥械母鞣N條件影響出現(xiàn)一些病害，現(xiàn)主要通過(guò)對(duì)瀝青混凝土的路面的出現(xiàn)的裂縫病害進(jìn)行了分析，并對(duì)其出現(xiàn)的原因以及如何治理提出了一些合理化意見(jiàn)。望同各位同仁進(jìn)行交流討論，為道路建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土；裂縫；原因；措施

在瀝青材料出現(xiàn)以前我國(guó)的路面多為水泥以及渣土路為主，這樣的道路不但揚(yáng)塵多并且極易出現(xiàn)一些病害且維修復(fù)雜，路面的壽命也難以保持，行車(chē)的舒適度低且噪音大。瀝青材料的出現(xiàn)就極大程度的解決了這些道路問(wèn)題，瀝青混凝土道路的廣泛應(yīng)用使得交通建設(shè)業(yè)的發(fā)展速度更加迅猛，但是隨之而來(lái)的也是一些不可避免的問(wèn)題。首先，瀝青材料雖然結(jié)構(gòu)穩(wěn)定但是對(duì)于溫度較為敏感，加之道路是完全的暴露在外的，因此會(huì)受到各方面的環(huán)境影響從而產(chǎn)生很多病害，其中最主要的也是最常見(jiàn)的就是裂縫病害，裂縫病害產(chǎn)生后會(huì)對(duì)整體的路面結(jié)構(gòu)造成影響，從而使得路面的品質(zhì)有所下降，路面品質(zhì)的下降則極易導(dǎo)致新的病害的產(chǎn)生，這就使得路面狀況進(jìn)入到了一個(gè)惡性的循環(huán)過(guò)程中。若是再碰上降水以及高額的交通負(fù)載，水作用使得路基結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，而高強(qiáng)度的荷載作用則會(huì)導(dǎo)致路面的局部結(jié)果弱化，從而使得水分更加容易侵入路面，這也是路面下陷的主要原因。另外，路面的熱脹冷縮顯現(xiàn)也會(huì)造成裂縫的產(chǎn)生，春季由于冰凍的融化而出現(xiàn)的翻漿也可能成為裂縫產(chǎn)生的因素之一。下面就這些問(wèn)題進(jìn)行具體的探討，并對(duì)防治裂縫的產(chǎn)生措施進(jìn)行專(zhuān)門(mén)針對(duì)性的研究。

1 出現(xiàn)裂縫的原因

1.1 強(qiáng)度裂縫的產(chǎn)生

強(qiáng)度裂縫的通常表現(xiàn)伴隨著沉陷現(xiàn)象以及車(chē)轍現(xiàn)象的產(chǎn)生，這主要是由于路面的強(qiáng)度以及路基的強(qiáng)度不足以承載負(fù)荷引起。而瀝青的混合料在強(qiáng)度上主要是由兩個(gè)方面組成，首先是材料和材料之間的嵌擠力以及礦料之間的摩擦力，其次就是領(lǐng)情材料和礦料之間的粘結(jié)力以及瀝青具有的凝聚力。

1.2 疲勞裂縫的產(chǎn)生

路面具有一定的彎拉強(qiáng)度。但是，彎拉強(qiáng)度如果不能夠負(fù)載車(chē)輪的作用就容易出現(xiàn)疲勞裂縫，一般的疲勞裂縫最先出現(xiàn)在縱向上，繼而網(wǎng)狀發(fā)展。

1.3 老化裂縫的產(chǎn)生

瀝青材料出現(xiàn)老化現(xiàn)象后就容易被拉斷，這也是由于變形能力變差造成的，因此會(huì)出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象也就是老化裂縫。

1.4 收縮裂縫的產(chǎn)生

物體具有熱脹冷縮的特性，瀝青也不例外，溫度的下降會(huì)使得路面產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮應(yīng)力加之外界作用大于路面的承受應(yīng)力范圍就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

1.5 路基和接縫處理不當(dāng)也會(huì)造成裂縫出現(xiàn)。

1.6 凍漲裂縫的產(chǎn)生

路基由于會(huì)含有水封，因此冬季容易因受凍結(jié)冰而出現(xiàn)膨脹，因而拱起路面造成斷裂現(xiàn)象。

1.7 基層的反射裂縫的產(chǎn)生

1.7.1 溫度型

由于溫度而產(chǎn)生的反射裂縫分為正溫差裂縫和負(fù)溫差裂縫。在已經(jīng)開(kāi)裂的基層路面上通過(guò)鋪設(shè)新的瀝青混凝土材料進(jìn)行修補(bǔ)后，由于溫度的驟降或者是溫度的下降，原有的裂縫面層就會(huì)因?yàn)闇囟鹊淖兓^續(xù)收縮產(chǎn)生收縮應(yīng)力，作用于路面，裂縫也會(huì)隨應(yīng)力而繼續(xù)被拉開(kāi)，溫度的變化也會(huì)對(duì)新鋪設(shè)的瀝青混凝土材料產(chǎn)生一個(gè)收縮應(yīng)力，而地面的老路的拉應(yīng)力也會(huì)作用在新路層上，因此疊加的兩個(gè)應(yīng)力一旦超過(guò)了新的路面的材料抗拉度，新路層就會(huì)在老路的裂縫上方出現(xiàn)相應(yīng)的裂縫，并逐漸的延伸知道和老路對(duì)接，這就是對(duì)應(yīng)裂縫的產(chǎn)生。同樣的，老路的裂縫本身就具有著龜裂的拉力，因此裂縫會(huì)對(duì)新路層從底面開(kāi)始具有拉力，底面一旦出現(xiàn)了開(kāi)裂現(xiàn)象，不但在負(fù)溫差下會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，在正溫差下由于低端裂縫產(chǎn)生的應(yīng)力拉力更大。如此一來(lái)正負(fù)溫差都會(huì)出現(xiàn)反射裂縫。

1.7.2 荷載型

由于車(chē)輛荷載作用而出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象的形成主要可以分成三個(gè)階段。第一，由于裂縫接縫兩側(cè)出現(xiàn)位移而造成剪切應(yīng)力過(guò)大。 第二，軸載位于頂面而接縫裂縫兩側(cè)位移小使得彎拉應(yīng)力過(guò)大。 第三，軸載駛離接、裂縫時(shí)，在面層內(nèi)產(chǎn)生與第一次方向相反的剪切應(yīng)力。在整個(gè)過(guò)程中瀝青混凝土面層受到兩次剪切一次彎拉作用，其作用的直接結(jié)果是引起反射裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，荷載因素是引起反射裂縫的一個(gè)重要因素。

2 防治措施

2.1 合理設(shè)計(jì)

2.1.1 路面厚度的確定

作為柔性路面，必須根據(jù)其道路等級(jí)、交通量、自然地基地質(zhì)情況，道路基層情況和施工季節(jié)等綜合因素計(jì)算其設(shè)計(jì)厚度。

作為舊水泥路改造，瀝青混凝土罩面層厚度的兩確定主要考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度因素。與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有關(guān)的設(shè)計(jì)層厚度問(wèn)題。

2.1.2 瀝青混凝土的級(jí)配設(shè)計(jì)

為了提高抗滑能力和抗車(chē)轍能力，國(guó)內(nèi)高等級(jí)道路普遍采用較粗級(jí)配，用油量少，空隙率偏大，傳荷能力削弱，容易開(kāi)裂，耐疲勞能力降低。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮其綜合作用，并根據(jù)設(shè)計(jì)厚度選擇適當(dāng)?shù)幕旌狭项?lèi)型。

2.1.3 使用土體固結(jié)劑

在經(jīng)濟(jì)許可的條件下，可嘗試將土體固結(jié)劑用于高等級(jí)公路路基、路面及護(hù)坡等處，以提高土體的水穩(wěn)定性。

2.1.4 使用粘層油

粘層油是指在封層之間或是具有裂縫的路面層之間的涂刷層，它能有效地去除反射裂縫。如路面做在半剛性基層和舊水泥混凝土路面上時(shí)必須使用。

2.1.5 設(shè)計(jì)應(yīng)力吸收層及加筋層

通過(guò)對(duì)反射裂縫產(chǎn)生原因的分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，為防治反射裂縫，可針對(duì)工程具體情況采用相應(yīng)技術(shù)措施。

a. 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。b. 加筋：采用強(qiáng)度和彈性模量較大的材料，以提高加罩層的抗拉強(qiáng)度。

2.1.6 使用嵌縫料

在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土?xí)r，常常在脹縫處出現(xiàn)橫向反射裂縫，原因是嵌縫料不飽滿或日久老化。

2.2 合理選材

2.2.1 選擇抗裂性好的材料作基層

為減少收縮裂縫，除增加4.75 mm以上骨料含量，降低施工含水量，減少結(jié)合料和提高壓實(shí)度外，選擇水泥代替石灰做水泥穩(wěn)定碎石比二灰碎石具有更好的抗裂性能。

2.2.2 推廣應(yīng)用抗裂性好的改性瀝青

在瀝青的低溫粘度，感溫性，耐老化等指標(biāo)上，改性瀝青均優(yōu)于普通瀝青，這已得到共識(shí)。

然而推廣應(yīng)用改性瀝青的障礙在于初期投資高，但長(zhǎng)期及綜合造價(jià)經(jīng)濟(jì)，為此，應(yīng)采用改性瀝青作預(yù)防和減少瀝青路面裂縫和延長(zhǎng)使用壽命的重要措施。

2.2.3 選擇合適的礦料

無(wú)論什么骨料，為使瀝青與礦料發(fā)生強(qiáng)烈的吸附作用應(yīng)使用抗剝落劑，以延緩由于荷載和溫度反復(fù)作用發(fā)生瀝青剝落而產(chǎn)生的水毀現(xiàn)象；同時(shí)限制堿性骨料的使用。

2.3 正確施工

2.3.1 確保施工質(zhì)量，保證攤鋪質(zhì)量、碾壓強(qiáng)度，減少由于混合料表面溫度降低，影響溫度均勻性而產(chǎn)生的離析和裂縫。

2.3.2 基層、底基層養(yǎng)生期要滿足要求，切勿為趕工而提早鋪筑面層，以防基層損壞而導(dǎo)致面層產(chǎn)生反射裂縫。

2.3.3 加強(qiáng)運(yùn)料車(chē)的保溫工作，保證適宜的攤鋪碾壓溫度，及時(shí)攤鋪，并保證供料和施工的連續(xù)性。

2.3.4 做好施工接縫的聯(lián)接。

2.4 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)及時(shí)維修

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”。

此外，瀝青路面的早期損壞應(yīng)及時(shí)處理，避免基層破壞進(jìn)而加劇面層的破壞，延長(zhǎng)路面大修時(shí)間。

綜上所述，設(shè)計(jì)、選材、施工、維護(hù)等環(huán)節(jié)對(duì)控目瀝青混凝土路面裂縫的產(chǎn)生影響很大。合理設(shè)計(jì)、選材，精心施工，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)是提高瀝青混凝土路面使用性能的較好途徑。

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