瀝青路面裂縫產(chǎn)生原因分析及其主要防治措施

王彥平

摘 要：導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因主要兩個(gè)，一個(gè)是基層不穩(wěn)定、另一個(gè)就是溫度變化。該文針對(duì)瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行專(zhuān)業(yè)地，詳細(xì)的分析，并對(duì)其防治方法進(jìn)行了全面的論述。

關(guān)鍵詞：瀝青路面 裂縫 產(chǎn)生 防治

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0070-02

混凝土路面在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫，其中，瀝青是造成裂縫的主要原因，因?yàn)樗粌H破壞了瀝青混凝土路面的連續(xù)性，阻礙了車(chē)輛的正常通行，還在一定程度上縮短了道路的使用年限。因此，為了提高瀝青混凝土路面的質(zhì)量，提高道路的使用年限，我們要把研究瀝青混凝土路面產(chǎn)生裂縫的原因及其防治，作為工作中的重中之重。瀝青混凝土路面有四種裂縫形式，分別為龜裂和網(wǎng)裂，縱向裂縫和橫向裂縫這四種形式。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生裂縫的原因主要是因?yàn)闇囟茸兓熊?chē)荷載不穩(wěn)定以及路面其他部位的施工縫沒(méi)有得到妥善處理，另外，路基沉陷，地下管線回填時(shí)，其壓實(shí)度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求等，都會(huì)引起裂縫。下面對(duì)瀝青混凝土路面產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行全面分析、并進(jìn)行討論，最終對(duì)其防治措施提出一些合理化建議。

1 瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因

什么是瀝青路面？瀝青路面就是由瀝青和砂石料混合而成的面層，在使用過(guò)程中，會(huì)受到環(huán)境和路基層的影響，使其粘結(jié)力慢慢下降，因此導(dǎo)致路面抗剪和抗拉的能力下降，在外力作用下，就會(huì)容易產(chǎn)生裂縫，裂縫的寬度會(huì)隨著時(shí)間增加而逐漸加大。舊水泥混凝土路面上的瀝青罩面也會(huì)出現(xiàn)裂縫，其裂縫產(chǎn)生的主要原因就是由舊水泥混凝土面板的移動(dòng)，而這種移動(dòng)又受溫度和行駛車(chē)輛的影響，一般情況下，在兩者的綜合作用下，裂縫的寬度也會(huì)加大。另外，如果軟土處理不當(dāng)，路基土填筑的不密實(shí)，就會(huì)導(dǎo)致基層出現(xiàn)不均勻沉降，造成路面開(kāi)裂的現(xiàn)象。

1.1 基層引起裂縫

基層裂縫是從基層開(kāi)始，裂縫逐漸向上擴(kuò)展，溫度的變化導(dǎo)致基層產(chǎn)生熱漲冷縮、使面層無(wú)法承受，因此產(chǎn)生裂縫，并導(dǎo)致裂縫沿豎向擴(kuò)展。其擴(kuò)展速度是由很多因素決定的，例如：基層板的長(zhǎng)度、基層的溫度變化幅度、面層對(duì)這種疲勞的抗擾性能以及基層材料的溫度特性等因素。由于瀝青混合料的導(dǎo)熱性能比較差，因此會(huì)導(dǎo)致面層的上、中、下層的溫度變化幅度不同，再加上寒冷的天氣，會(huì)使其基層和表層的翹曲、收縮聯(lián)合作用、使表層產(chǎn)生的拉應(yīng)變遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)材料的極限屈服應(yīng)變，在拉力作用下，就非常容易產(chǎn)生裂縫，并且逐漸向下擴(kuò)展，形成上寬、下窄的裂縫，這種情況就稱(chēng)為受拉屈服。在基層開(kāi)裂的情況下，每當(dāng)車(chē)輛通過(guò)時(shí)，相鄰兩個(gè)板塊之間就會(huì)產(chǎn)生摩擦，其端部之間也會(huì)產(chǎn)生豎向位移差，這將會(huì)引起面層的剪切疲勞，從而導(dǎo)致面層出現(xiàn)開(kāi)裂的現(xiàn)象，這種剪切疲勞就是產(chǎn)生裂縫的另外一個(gè)主要原因。

1.2 橫向裂縫

橫向裂縫也被稱(chēng)之為垂直于行車(chē)方向的裂縫，按其成因不同，主要又可分為非荷載形裂縫與荷載形裂縫兩大類(lèi)。非荷載型橫向裂縫的形式一般比有規(guī)律，每隔一定的距離就會(huì)產(chǎn)生一道裂縫，其裂縫間距的大小也是由瀝青面層與半剛性基層材料抗裂性能和當(dāng)?shù)貧鉁厮鶝Q定的。車(chē)輛嚴(yán)重超重就會(huì)導(dǎo)致拉應(yīng)力超過(guò)其疲勞強(qiáng)度，從而出現(xiàn)裂縫，這種裂縫就被稱(chēng)為荷載形裂縫。這兩種裂縫形式在一定程度上有著密不可分的聯(lián)系。

1.3 縱向裂縫

縱向裂縫也是裂縫中一種常見(jiàn)的裂縫形式，其產(chǎn)生的原因主要有兩種：一種情況是由于路基邊緣受到雨水的浸蝕或路基碾壓不均勻，其壓實(shí)度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，從而引起的不均勻沉降。另一種情況就是瀝青面層分路幅攤鋪時(shí)，沒(méi)有將兩幅的接茬處處理好，在大氣因素與車(chē)輛荷載共同作用下，就會(huì)逐漸產(chǎn)生開(kāi)裂。

1.4 溫度變化而引起裂縫

我國(guó)現(xiàn)階段有許多瀝青路面，在剛剛建成后不久，還沒(méi)有正式通車(chē)之前就已經(jīng)產(chǎn)生了裂縫，不管這些裂縫是屬于哪一類(lèi)裂縫，引起它們的主要原因就是由溫度變化而引起的溫度裂縫，這種裂縫是從外表面開(kāi)始向下擴(kuò)展，與基層裂縫相接逐漸形成縱橫裂縫。這不僅與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候密切相關(guān)，路面結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì)和路面材料特性也對(duì)其造成或多或少的影響。當(dāng)外界溫度開(kāi)始下降時(shí)，路面材料就會(huì)逐漸變硬，并開(kāi)始產(chǎn)生收縮，這時(shí)，因收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)路面材料的抗拉強(qiáng)度，瀝青路面就會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂現(xiàn)象。路面材料收縮時(shí)，由于路面結(jié)構(gòu)對(duì)寬度的限制，受路面結(jié)構(gòu)的相互作用約束就會(huì)變小，所以溫度收縮裂縫主要出現(xiàn)在較薄的橫向?yàn)r青路面中。基層受到較大的溫差作用，基層溫縮系數(shù)會(huì)隨之增大，基層及面層底部的拉應(yīng)力也就逐漸增大，一般來(lái)說(shuō)，在這樣的條件下，瀝青面層底部裂縫的相對(duì)位置處會(huì)產(chǎn)生開(kāi)裂，并迅速向上擴(kuò)展，一直貫通整個(gè)面層厚度，當(dāng)溫度較高時(shí)，路面材料的疲勞壽命縮短，也就是說(shuō)，高溫情況下的材料的疲勞壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于在低溫情況下的材料疲勞壽命。

1.5 網(wǎng)狀裂縫

導(dǎo)致網(wǎng)狀裂縫出現(xiàn)的主要原因是由于路面的整體強(qiáng)度不足，也可能是因?yàn)槁访娉霈F(xiàn)縱向或橫向裂縫后，工作人員沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行封填，使水分流入下層，因此加劇了路面的破損情況。

2 瀝青路面裂縫的防治

（1）一般來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)面層時(shí)要考慮面層的防裂厚度，由經(jīng)驗(yàn)可知，厚度超過(guò)150 mm的面層，不僅可以防止較低車(chē)輛荷載引起的剪應(yīng)力還可以有效地防止受拉疲勞所產(chǎn)生的裂縫。另外，要嚴(yán)格控制瀝青混凝土配合比，通過(guò)改變?yōu)r青用量就可以延長(zhǎng)以25 m板長(zhǎng)為基層的密級(jí)配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命，通常情況下，將瀝青用量從4.0%增加到6.0%，就可以使其從10年提高到45年。為減緩裂縫的產(chǎn)生與擴(kuò)展速度，在設(shè)計(jì)應(yīng)力吸收層采用應(yīng)力吸收薄膜，具有明顯的效果。碎石瑪脂瀝青混合料具有較好的高溫穩(wěn)定和低溫抗裂性，它可以使路面不易產(chǎn)生車(chē)轍和裂縫，并且，同普通瀝青混凝土路面相比，其使用壽命增加1倍，且適合鋪筑更薄的路面，所以非常經(jīng)濟(jì)，適合在面層廣泛使用。

（2）在瀝青中，較稀的瀝青低溫抗裂性一般較好，在改善瀝青的低溫抗裂性時(shí)，可以采用此種瀝青，并且可以適當(dāng)?shù)脑黾訛r青用量。但這一做法與瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性要求產(chǎn)生沖突，而且稀瀝青還極有可能使路面產(chǎn)生車(chē)轍。因此，如何選擇瀝青的稠度顯得尤為關(guān)鍵，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、路面類(lèi)型、施工季節(jié)、施工方法和礦料類(lèi)型等綜合因素進(jìn)行考慮。通常情況下，在較熱的氣候區(qū)，且交通比較繁重，采用砂粒式或細(xì)粒式的混合料時(shí)，就應(yīng)該采用稠度較高的瀝青，反之，則采用稠度較低的瀝青。在其他配料條件相同的情況下，使用較粘稠瀝青配制出來(lái)的混合料具有較高的穩(wěn)定性和力學(xué)強(qiáng)度，但如稠度過(guò)高，瀝青混合料的低溫變形能力就會(huì)變差，瀝青路面就會(huì)容易產(chǎn)生裂縫。反之，采用稠度較低的瀝青配制混合料時(shí)，其在低溫時(shí)有較好的變形能力，但在夏季高溫時(shí)，往往會(huì)因?yàn)榉€(wěn)定性不足而使路面產(chǎn)生擁擠的現(xiàn)象。

（3）將面層適當(dāng)進(jìn)行加厚，其厚度可在15～20 cm之間，這樣既可減少裂縫也可以防止反射裂縫的產(chǎn)生。但這也是一種不經(jīng)濟(jì)的做法，因?yàn)樗鼤?huì)增加工程造價(jià)，不提倡使用。

（4）為了保證半剛性基層與瀝青混凝土面層間的粘結(jié)力，可在其中間加設(shè)一層過(guò)渡層，其材料可選用瀝青混合料，這樣就可以防止面層沿基層表面滑動(dòng)而產(chǎn)生位移，防止基層裂縫直接引起面層開(kāi)裂。

3 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)瀝青路面裂縫日趨嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅到公路交通安全。因此，我們要花費(fèi)大量的人力和物力，對(duì)路面裂縫的成因及防治進(jìn)行更深入的研究，將這些裂縫對(duì)瀝青路面的損害降到最低，減少損失，保障行車(chē)安全。雖然我們不能徹底消除瀝青路面裂縫，但可通過(guò)加強(qiáng)施工管理、優(yōu)化設(shè)計(jì)、將其危害降到最低，從而延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命，減少經(jīng)濟(jì)損失，保障人民群眾的生命安全。

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