瀝青路面裂縫的產(chǎn)生原因及防范措施

張琴

【摘 要】瀝青路面裂縫是早期最常見的問題之一。闡述了瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因，提出瀝青路面裂縫在施工階段的防范及處治措施，并針對瀝青路面裂縫應(yīng)采取的相應(yīng)的處治方法。

【關(guān)鍵詞】瀝青路面；裂縫；原因；防治；措施；處治方法

由于瀝青路面具有造價低、噪音小、行車舒適、無接縫、施工快捷、維修方便等優(yōu)越性，因而瀝青路面在農(nóng)村公路建設(shè)中得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，瀝青路面的缺點在于抗變形能力低，在溫度、濕度變化時易產(chǎn)生裂縫，當(dāng)瀝青面層較薄時易形成反射裂縫，瀝青路面本身也易產(chǎn)生低溫裂縫。裂縫是瀝青路面常見的病害，對道路的危害極大，特別在冬季和春季，因時有雨、雪水滲入，在行車荷載的作用下，使本來就處于裂縫狀態(tài)的路面病害更加趨于嚴(yán)重，并隨著路齡的增長而加重，影響路面的使用功能。最終導(dǎo)致破壞。因此，為了提高路面質(zhì)量，減少路面病害，必須加強對瀝青路面早期裂縫的認(rèn)識及防治工作。

瀝青路面裂縫是公路路面各類病害中最常見、最易發(fā)生、最早產(chǎn)生的病害之一。瀝青路面不僅受到車輛荷載的作用，同時也受到其它許多外力的作用，使其遭受破壞，瀝青路面開裂的后果非常嚴(yán)重，它會使路面的承載能力不斷下降，并產(chǎn)生網(wǎng)裂、推移、擁包、塌陷、松散等現(xiàn)象，導(dǎo)致路面徹底損壞。

1.瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 設(shè)計因素

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理或厚度不足，路面強度不能滿足行車要求或者對路面設(shè)計年限內(nèi)交通量年均增長率估計偏小，致使路面強度日趨不足，滿足不了交通量迅速增長和汽車載重明顯增大的需要。

1.2 施工因素

由于基層混合料的離析或碾壓不密實及機械組合不合理，造成基層上部1cm-2cm細(xì)粒上浮，形成強度較弱的薄層。在行車荷載作用下，易產(chǎn)生龜裂。另一方面由于施工控制不好，無機結(jié)合料沒有拌和均勻，在底部存有素土夾層，導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生塊狀裂縫。另外，對于水泥穩(wěn)定類的半剛性基層，若水泥用量過大，基層的強度就高，剛性就大?；鶎硬牧吓c下層材料的模量比就會增加，從而增大基層底面由行車荷載而引起的拉應(yīng)力，容易使基層在行車荷載的作用下開裂。同時，材料的抗拉強度較高，裂縫的間距就大，其寬度也大，容易將瀝青面層拉裂，形成反射裂縫。

1.3 結(jié)構(gòu)因素。

瀝青結(jié)合料的溫度穩(wěn)定性差，延性低，不適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和行車作用，極易造成瀝青路面裂縫。另外，由于瀝青混合攪拌不均或者溫度過高，也是造成瀝青路面裂縫的因素之一。

1.4 天氣因素

雨水等水的損害加劇了裂縫的產(chǎn)生。水分滲到路面空隙和裂縫中，在外力作用下，導(dǎo)致瀝青與集料之間粘結(jié)力降低并逐漸喪失粘結(jié)力。因為水分的不斷侵入，在汽車車輪動態(tài)荷載的反復(fù)作用下，進(jìn)入路面空隙裂縫中的水分又不斷產(chǎn)生動水壓力或真空負(fù)壓抽吸的反復(fù)循環(huán)，水分逐漸滲入到瀝青與集料的界面上。瀝青膜從面料表面脫落，瀝青混合料掉粒、松散，形成網(wǎng)狀裂縫并不斷擴大。

2.半剛性基層瀝青路面裂縫的預(yù)防和處理措施

延緩和減輕半剛性基層瀝青混凝土面層的荷載型裂縫和非荷載型裂縫，可采用兩大類方法：一是在施工期間就采用相應(yīng)的預(yù)防裂縫或處理措施，二是在維修養(yǎng)護(hù)時選用合適的加鋪層體系。通常。在有條件時，為獲得最佳效果，可綜合運用這兩類方法。本文僅從半剛性基層瀝青路面裂逢的預(yù)防或處理方面進(jìn)行闡述。

2.1 提高路基工作區(qū)的強度和穩(wěn)定性

路基是路面的基礎(chǔ)，路基工作區(qū)又是路基經(jīng)受行車荷載影響較大的深度區(qū)域，該深度區(qū)域具有足夠的強度和整體穩(wěn)定性對保證路面結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性極為重要，否則將產(chǎn)生不均勻沉降使路面發(fā)生開裂。因此，必須采取有效措施處理好影響路基工作區(qū)的穩(wěn)定性和強度的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，最大限度地減小路基完工后沉降量。

（1）路基工作區(qū)的強度主要是在填筑過程中形成的。必須嚴(yán)格控制路基的填筑工藝，確保路基強度。填筑材料首選石、礫、砂類土，粉質(zhì)土和有機土不能用于填筑路基。實踐車輛荷載越重，路基工作區(qū)的深度就越大。而在路基路面設(shè)計時，車輛荷載是按標(biāo)準(zhǔn)的額定軸（BZZ一100）考慮的，公路建成后路基工作區(qū)的深度已經(jīng)是固定成型了。公路交付使用后，當(dāng)公路上車輛超載運行時，路基工作區(qū)的深度必將會隨之加大，由于超載的緣故。路基工作區(qū)的實際深度超出了預(yù)設(shè)深度，這樣未經(jīng)處理的超出部分的路基強度、穩(wěn)定性、剛度明顯不足，在實際使用中，路基路面就會產(chǎn)生裂縫、沉陷、車轍、變形過大等病害。因此，面對當(dāng)前公路超載現(xiàn)象十分普遍的情況下，建議在路基施工時對路基工作區(qū)的控制深度最好是大于路基工作區(qū)的設(shè)計深度，以防患于未然。

（2）壓實度是反映路基強度的重要指標(biāo)，也是提高路基強度和穩(wěn)定性的最經(jīng)濟(jì)、最有效的技術(shù)措施，施工中必須嚴(yán)格檢測控制。使其達(dá)到規(guī)定值。填土層的厚度對壓實度有直接的影響，施工中要插桿掛線，每層的松鋪厚度不應(yīng)大于30 cm。檢測壓實度試坑要打到下一層頂面，凡是檢測結(jié)果達(dá)不到規(guī)定值的要加壓處理，或推除重填。

（3）降低地下水位是提高路基強度的重要措施。路面底以下80 cm路床是路基的關(guān)鍵部位，它直接承受和吸收路面的擴散應(yīng)力，要有足夠的強度和穩(wěn)定性。當(dāng)開挖后發(fā)現(xiàn)底下滲水，不論流量大小都要處理。填方地段要采用較好的材料填筑，土質(zhì)差的地段要進(jìn)行換填處理，確保其強度和穩(wěn)定性。

2.2 基層應(yīng)有合理厚度

當(dāng)基層厚度增加時，其承載能力也迅速增加，試驗證明，半剛性基層厚度由10 cm增加到25 cm時，其承載力提高為原來的3倍。

2.3 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(biāo)；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。選用針人度較大的瀝青作兩層。美國和英國的研究表明。在瀝青混凝士中使用軟的瀝青可以阻止低溫收縮及高溫疲勞作用兩種機理引起的裂縫擴展。

（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，確保混合料的抗剝落性能，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。

（7）在條件允許的情況，可以采用間斷級配、大空隙、密實型的瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）混合料和采用改性瀝青。SMA混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能，抗車轍性能好、使用壽命長，是防裂路面設(shè)計時應(yīng)選用的一項新技術(shù)。

（8）采用橡膠瀝青或聚合物改性瀝青在瀝青混凝土表面作封層，可進(jìn)一步提高表面層的抗溫度裂縫能力。

2.4 設(shè)置應(yīng)力吸收層

（1）在基層與面層之間鋪橡膠瀝青中間層、預(yù)制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層、低粘度瀝青混凝土層等均勻應(yīng)力吸收層。

（2）采用應(yīng)力吸收薄膜，對減緩反射裂縫的產(chǎn)生與擴展有明顯的效果，可使裂縫處相對位移產(chǎn)生的應(yīng)力傳到面層時大為減少，明顯降低應(yīng)力強度因子。而吸收薄膜的彈性模薰越低，防裂效果越好?？梢姂?yīng)力薄膜應(yīng)選用低模量高韌性、大變形率的材料為好。就目前常用的材料而言，土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈性模量都較低，變形率較大。不存在低溫脆裂問題，效果更佳。

（3）用土工格柵加筋瀝青路面的主要功能，是控制車轍、反射裂縫和疲勞裂縫，不同類型格柵性能顯著不同。

（4）橡膠瀝青吸收膜，是使用廢橡膠磨細(xì)的粉與熱瀝青攪拌后.施于面層中間，形成一薄膜或與砂石成一薄層。有試驗結(jié)果表明，此應(yīng)力吸收層在面層中間效果最佳。

2.5 新鋪半剛性基層的預(yù)開裂技術(shù)

在半剛性基層上鋸縫，即在結(jié)構(gòu)層碾壓前切割一條縫直到層底?？p寬為0.5cm，內(nèi)填瀝青砂或瀝青乳液.隨即將切縫快速封閉，然后以正常方式碾壓該層。其目的就是預(yù)先制造更直、更多規(guī)則間距的裂縫（通常間距為2～3 cm），這樣它比自然裂縫更細(xì)、裂縫位移更小，從而避免裂縫邊緣的快速惡化或減緩裂縫貫穿瀝青層。

2.6 施工控制裂縫發(fā)生

（1）在施工方面，控制半剛性基層碾壓時的含水量為最佳含水量的0.9倍，壓實度達(dá)到規(guī)范要求，碾壓完成后要及時保濕養(yǎng)護(hù)，防止基層干曬，養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，立即噴灑瀝青乳液，做成透層或粘層，然后盡快鋪瀝青面層。

（2）制備瀝青混合料時控制好加熱時間和加熱溫度，不使瀝青老化、加強碾壓，使瀝青混合料達(dá)到規(guī)定的壓實度，也可減少反射裂縫。

（3）為了減少瀝青面層由于半剛性基層的收縮裂縫而產(chǎn)生反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫.應(yīng)盡可能采取有效措施來減少半剛性基層本身的收縮裂縫。

3.瀝青路面裂縫病害的處治方法

（1）在高溫季節(jié)全部或大部分可愈合的輕微裂縫，可不加處理。在高溫季節(jié)不能愈合的輕微裂縫，可采用以下兩種方法進(jìn)行處治：

1）傳統(tǒng)修補法：將有裂縫的路段清掃干凈并均勻噴灑少量瀝青（在低溫、潮濕季節(jié)宜噴灑乳化瀝青），再勻撒一層2～5mm的干燥潔凈石屑或細(xì)砂，最后用輕型壓路機將礦料碾壓。

2）面層自粘貼帶：在高溫季節(jié)，清除裂縫四周的灰塵及雜物，用2～3cm寬的粘貼帶貼在路面裂縫上，用人工壓平后可開放交通。

（2）對于路面的縱向或橫向裂縫縫寬在5-30mm以內(nèi)，應(yīng)采取以下措施予以處治：

1）傳統(tǒng)修補法：切縫，清除裂縫四周雜物及塵土， 將稠度較低的熱瀝青（縫內(nèi)潮濕時應(yīng)采用乳化瀝青）灌入縫內(nèi)，自然冷卻約40min， 開放交通。

2）采用瀝青面層粘貼帶修補法： 除去已松動的裂縫邊緣，清除縫中雜物及塵土，根據(jù)裂縫寬度，選用2-3cm的瀝青面層粘貼帶粘貼在路面裂縫上，用人工壓平后開放交通。

3）采用灌封膠修補：加熱溶解，切縫，切除切縫四周塵土騎縫噴涂灌封膠，自然冷卻，開放交通。

（3）因瀝青性能不好、或路面設(shè)計使用年限較長、油層老化等原因出現(xiàn)的大面積網(wǎng)狀裂縫或不規(guī)則裂縫，此時若基層強度尚好時，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，可選用下列維修方法：

1）乳化瀝青稀將封層，封層厚度宜為3～6mm。

2）加鋪瀝青混合料上封層，或先鋪設(shè)土工合成材料后，再在其上加鋪瀝青混合料上封層。

3）改性瀝青薄層罩面。

4）單層瀝青表處。

（4）由于路基、基層強度不足或路基翻漿等原因引起的嚴(yán)重龜裂，應(yīng)先處治好基層后，再重作面層。