公路瀝青路面裂縫成因分析及防治措施探析

韓玉娟

摘要：在公路瀝青路面的使用當中，由于經(jīng)過長期的應(yīng)用以及存在的自然因素和大量的車輛荷載等問題的作用，有時會產(chǎn)生很多種影響路面使用功能的裂縫，影響了使用功能，本文就此進行簡要分析。

關(guān)鍵詞：公路瀝青路面；裂縫；成因；防治措施；

瀝青路面一般是由道路石油瀝青、液體的石油瀝青、煤瀝青、乳化石油瀝青以及不同種類的改性瀝青作為主要的結(jié)合料，并對其粘結(jié)各種礦料從而來修建的公路路面。在公路路面的應(yīng)用當中，其中瀝青路面是具有比較安全、快速、以及較舒適的主要功能，并且它已經(jīng)成為在公路路面中最為重要的建設(shè)結(jié)構(gòu)。所以在公路建設(shè)及養(yǎng)護中必須重視裂縫的預(yù)防，分析它產(chǎn)生的原因，做出科學合理的處理措施，對于延長它的使用壽命，減少養(yǎng)護成本有著重要意義。

一、公路瀝青裂縫形成的原因

1、公路瀝青路面載荷過重。目前，造成公路瀝青路面裂縫的原因有很多，其中，公路車流量較大，重載車輛數(shù)量越來越多，很多載重車輛嚴重超載，是其荷載裂縫的主要原因。車輛在公路上行駛時，車輪的載荷使得公路基層底部出現(xiàn)拉應(yīng)力現(xiàn)象，這種拉應(yīng)力一旦超出基層的抗拉強度，就會造成基層底部裂紋及裂縫的出現(xiàn)。如果公路基層底部長期處于這種載荷狀態(tài)下，基層的裂縫就會延伸及公路的瀝青層面，這種情況下，瀝青層面的裂縫主要是網(wǎng)狀裂縫。

2、由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫，稱之非荷載裂縫。瀝青路面面層溫縮裂縫分為兩種：一種是低溫收縮裂縫，即瀝青混合料在較高溫度下，具有良好的應(yīng)力松弛性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過高的溫度應(yīng)力。但在冬季，隨著溫度的下降，瀝青混合料的應(yīng)力松弛不及溫度應(yīng)力的增長，面層材料中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力一旦超過瀝青混合料的抗拉強度，瀝青面層就會開裂。由于瀝青面層的厚度都不很大，收縮所受到約束力小，所以低溫裂縫主要是橫向裂縫。另一種是由于溫度反復(fù)升降導(dǎo)致溫度應(yīng)力疲勞，是混合料的極限應(yīng)變變小，又加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應(yīng)力松弛性能降低致使瀝青勁度增高，應(yīng)力松弛性能降低致使瀝青面層產(chǎn)生疲勞開裂，其開裂的主要形式為橫向裂縫。

3、反射裂縫。若面層以下的半剛性基層產(chǎn)生裂縫并產(chǎn)生垂直和水平位移，其中車輛荷載導(dǎo)致下臥路面結(jié)構(gòu)在裂縫部位出現(xiàn)差動位移表現(xiàn)為垂直位移，基層內(nèi)溫度或水分變化導(dǎo)致的膨脹和收縮導(dǎo)致基層產(chǎn)生的水平位移最終表現(xiàn)為水平位移，該種裂縫一般自下而上出現(xiàn)，且面層越薄則裂縫形成越早且縫隙越多；對于新鋪筑的基層隨著內(nèi)部水分減少而產(chǎn)生干縮應(yīng)力，水分減少的越快則產(chǎn)生的干縮應(yīng)力越大，若在已經(jīng)產(chǎn)生干縮裂縫的半剛性基層表面鋪設(shè)面層，基層裂縫則會因溫度應(yīng)力致使面層底部開裂而形成反射裂縫，如面層行車產(chǎn)生的拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力結(jié)合則反射裂縫會更快形成，若瀝青面層較厚則表面形成的溫度應(yīng)力較大，因而基層裂縫將自表面開裂開始而向下傳播。

4、瀝青材料不佳導(dǎo)致的裂縫。（1）瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)。瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因，瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素，瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標中，影響更大的是溫度敏感性，溫度敏感性大的瀝青更容易開裂。（2）基層材料的性質(zhì)。基層材料的收縮性愈小，面層裂縫愈少。基層上有透層油以加強與面層的粘結(jié)對抗開裂是有好處的，基層材料種類對瀝青面層的裂縫率有明顯影響。

二、公路瀝青裂縫的預(yù)防措施

1、選擇防裂性能好的材料

（1）選用抗沖刷能力好，干縮、溫縮系數(shù)小、抗拉能力高的半剛性材料作基層，最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料。（2）選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做面層，保證瀝青的針入度、延度等指標。在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下，應(yīng)采用某些添加劑或聚合物，以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能。（3）在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，選用針入度較大的瀝青作兩層。（4）采用密實型瀝青混凝土面層空隙率對面層的疲勞壽命有很大影響，密實型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢，同時也延緩了裂縫的擴展。（5）瀝青混合料的集料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，則應(yīng)填加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確?；旌狭系目箘兟湫阅?，同時應(yīng)盡量降低集料的含水量，盡可能使用人工砂代替原形顆粒的天然砂。（6）瀝青混合料的級配也是一項重要因素。在合理選配混合料級配時，應(yīng)兼顧其高溫穩(wěn)定性，疲勞性能和低溫抗裂性能，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。

2、加強公路瀝青結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）增加瀝青面層厚度。增加瀝青層厚度可有效降低半剛性瀝青路面的反射裂縫，但對于由于溫度引起的低溫開裂所起的作用十分有限。同時由于加厚瀝青面層厚度可大幅度增加建設(shè)投資，其經(jīng)濟性值得考慮。（2）采用柔性基層。因為柔性基層具有很強的柔性和變形能力，同時可起到應(yīng)力消散作用，可以有效地減少路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此可有效降低半剛性基層的開裂和溫縮裂縫的綜合作用。同時，國內(nèi)有許多學者已經(jīng)開始研究柔性基層和半剛性基層的優(yōu)化組合技術(shù)，將是更為有效的預(yù)防反射裂縫的措施。（3）設(shè)置級配碎石過渡層。這是在面層和基層之間增加一層由級配碎石構(gòu)成的過渡層，將原半剛性基層下放成為底基層，而級配碎石層則成為上基層。（4）應(yīng)力吸收層。應(yīng)力吸收層是指在基層與面層之間設(shè)置薄層封層，起到吸收尖端應(yīng)力，延緩開裂的目的。國內(nèi)外研究主要集中在低彈性模量、高韌性的材料開發(fā)上。目前常用的有稀漿封層、碎石封層、同步碎石封層、橡膠瀝青封層、纖維封層等。（5）加鋪土工織物或格柵。土工織物包括聚丙烯或聚醋織物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋無紡織物，厚度不超過幾個毫米。無紡織物夾層的主要作用與應(yīng)力吸收薄膜相似。而織物由于模量稍高，可對加鋪層起少量加筋作用。

3、加強瀝青路面的合理施工

（1）保證路基強度。對于公路來講，公路質(zhì)量是否能夠得到保證則主要取決于它的路基是否有足夠的各項能力。否則一旦公路路基的穩(wěn)定系數(shù)和剛度系數(shù)得不到保證就會使公路產(chǎn)生不規(guī)則的沉降病害。故路基的填筑與開挖必須嚴格按照施工工藝，尤其要控制好路基工作區(qū)的深度及工作區(qū)內(nèi)路基的強度與穩(wěn)定性。（2）半剛性基層要控制好水泥劑量及灰劑量，控制好壓實度。（3）基層碾壓完成要及時保濕養(yǎng)生，養(yǎng)生完畢要及時噴灑透層油鋪筑面層，盡量減少路面的反射裂縫。（4）在填挖結(jié)合部設(shè)置路基錯臺，確保路基不發(fā)生沉降。（5）嚴格控制瀝青混合料在拌和、運輸、攤鋪、碾壓時的有效溫度，保證瀝青不過分老化，也可減少裂縫的產(chǎn)生。

4、做好相關(guān)的管理工作

（1）防止車轍的形成。由于瀝青混合料的高溫抗剪切強度不足而產(chǎn)生的側(cè)向流動變形的程度與瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性直接有關(guān)，使用溫度穩(wěn)定性好的瀝青是提高瀝青混合料穩(wěn)定度的最重要措施，在規(guī)定瀝青標號范圍內(nèi)使用較稠和粘度高的瀝青可以提高瀝青混合料的抗變形能力。（2）要嚴格控制車輛荷載的超限行駛。由于我國經(jīng)濟高速發(fā)展，交通量的增加及車輛違規(guī)超載運輸日益嚴重，超出了路面設(shè)計荷載，使路面承受著嚴峻考驗。（3）要搞好公路排水系統(tǒng)養(yǎng)護工作。盡量減少地表水及地下水對公路的影響，有些公路路基路面排水橫坡不夠，造成積水，特別是地下水的滲入會軟化路基，從而影響到路面產(chǎn)生變形，出現(xiàn)裂縫。

綜上所述，瀝青路面因為具有養(yǎng)護時間短、行車舒適、適應(yīng)性強、養(yǎng)護維修方便等優(yōu)點而被廣泛采用。但是瀝青路面因為種種原因容易產(chǎn)生各種裂縫，因此，我們要加大瀝青路面裂縫的預(yù)防，把瀝青路面裂縫問題控制在一定的范圍內(nèi)，保障瀝青路面的功能期限。

參考文獻

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