瀝青路面裂縫成因及防治措施探究

魏欣

武漢恒順通勘察設(shè)計有限公司/路線組 湖北 武漢 430050

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的公路里程也在逐年增加，因?yàn)r青路面存在諸多優(yōu)點(diǎn)，例如：耐磨、表面平順、低噪、防水等[1]，目前被大范圍的應(yīng)用在我國的道路工程建設(shè)中。然而瀝青路面的裂縫問題是瀝青路面的一大通病。裂縫成因不同，且存在多種表現(xiàn)形式，各類裂縫均對路面的平整度、連續(xù)性有著較大影響，對車輛行駛的安全性、舒適性以及道路的使用年限均有著一定的影響。為提高道路使用的安全性、耐久性、舒適性，就有必要對裂縫產(chǎn)生的原因深入研究，再根據(jù)不同形式的裂縫有針對性地進(jìn)行預(yù)防和處理。本文對瀝青路面裂縫的成因進(jìn)行了歸納整理，并提出相應(yīng)防治辦法。

1 裂縫分類及成因

1.1 瀝青路面裂縫分類

瀝青路面裂縫根據(jù)成因大體上可分為荷載裂縫和非荷載裂縫兩種形式。荷載裂縫是由于受荷載作用而產(chǎn)生的，主要是行車荷載。非荷載裂縫則有因溫度原因?qū)е碌淖冃问湛s、溫度疲勞裂縫和因施工工藝問題、選用材料有缺陷而產(chǎn)生的裂縫。瀝青路面裂縫的表現(xiàn)形式有多種，主要可分為橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫。

橫向裂縫：裂縫垂直于路中心線，縫寬大小不等，縫長局部或全部貫穿整個路幅。有些路段橫向裂縫發(fā)展嚴(yán)重，將路面分隔成多段。在橫向裂縫處，路面出現(xiàn)較大縫隙或高低差異，極易導(dǎo)致跳車現(xiàn)象出現(xiàn)，裂縫中的唧漿導(dǎo)致裂縫兩側(cè)出現(xiàn)凹陷。

縱向裂縫：裂縫順著道路行車方向，大多以單根狀態(tài)呈現(xiàn)，裂縫長度一般較長。也有局部嚴(yán)重路段形成斷續(xù)狀，出現(xiàn)多處裂縫?？v向裂縫沿行車方向形成臺階狀，嚴(yán)重影響行車的安全性和舒適性。

網(wǎng)狀裂縫：裂縫縱橫交錯、把面層分隔出若干不規(guī)則的小塊，縫寬一般在1mm以上，縫間距離不超過40cm，裂縫面積在1m2以上[3]。網(wǎng)狀裂縫發(fā)展前期多為局部細(xì)微裂隙，經(jīng)過發(fā)展演變裂隙擴(kuò)展，在中心位置出現(xiàn)路面下凹直至發(fā)展成為路面坑洞。

無論何種形式的路面裂縫出現(xiàn)，如果不經(jīng)過合理的處置，均會由小變大，造成路面的嚴(yán)重破壞。

1.2 瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因

道路的結(jié)構(gòu)組成包含路基、路面。其中路面部分又分為面層和基層。每一方面出現(xiàn)問題都有可能導(dǎo)致最終的路面問題。綜合道路建造及后期使用過程的各方面因素，大致將導(dǎo)致道路路面裂縫產(chǎn)生的原因歸為以下幾種情況：

1.2.1 設(shè)計的不合理性，結(jié)構(gòu)層厚度不足，通車后在行車荷載作用下造成斷裂，此種情況在我國現(xiàn)階段公路設(shè)計中不常見。

1.2.2 施工質(zhì)量問題。瀝青混合料在進(jìn)行攤鋪時，接縫位置處理不到位，接縫處的壓實(shí)度不能達(dá)到要求，使得瀝青面層存在原始裂縫，致使外界水侵入路面結(jié)構(gòu)造成一定損傷，進(jìn)而造成裂縫產(chǎn)生。另外，路基邊緣碾壓不密實(shí)，路基承載力不足，造成不均勻沉降。通車后受到行車荷載作用，造成面層斷裂，從而產(chǎn)生較大裂縫。

1.2.3 自然因素的影響。路面受溫度變化影響，冷熱季節(jié)性交替作用。一方面，在冬季溫度偏低時，瀝青路面材料在熱脹冷縮的作用下產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過材料的抗拉強(qiáng)度時，路面材料便會破壞，形成裂縫。另一方面，受冷熱季節(jié)性交替作用，路面材料凍融循環(huán)往復(fù)，當(dāng)凍融次數(shù)超過材料限值后，便會改變其原有性能，在外界因素影響下就會產(chǎn)生開裂破壞。

1.2.4 新舊路的拓寬交接。因交通量的快速增長等原因，為滿足日益增長的交通荷載需求，通常會對已有道路進(jìn)行加寬改造處理。原有路面經(jīng)過了較長時間的荷載作用、材料的固結(jié)沉降，路面的密實(shí)度已經(jīng)達(dá)到一定程度。而新建路面未經(jīng)過長期的荷載作用和固結(jié)，路面的密實(shí)度小于原有道路。新舊路基的材料力學(xué)參數(shù)（如：回彈模量、泊松比）都存在一定差異。在使用過程中相同荷載作用下，因材料力學(xué)參數(shù)差異而產(chǎn)生不同作用效果，就會在新舊交接處發(fā)生開裂破壞。

2 瀝青路面裂縫防治措施

對于瀝青路面的裂縫防治需要在兩個方面進(jìn)行處理：一是在設(shè)計和施工階段嚴(yán)格控制、采取相應(yīng)預(yù)防措施；二是在道路運(yùn)行階段加強(qiáng)道路養(yǎng)護(hù)管理。

2.1 設(shè)計和施工階段

2.1.1 設(shè)計初期，要充分考慮道路的可持續(xù)發(fā)展性。合理預(yù)測道路承載能力，提高道路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.2 設(shè)計時充分考察當(dāng)?shù)貧夂驐l件、地質(zhì)狀況，因地制宜地選擇當(dāng)?shù)剡m合的材料處理方式。對材料的力學(xué)性能充分研究，提高基層強(qiáng)度、控制干縮量。面層瀝青級配合理，工藝完善。

2.1.3 對于填土路基，需要特別注意路基邊緣的密實(shí)度，采取有效措施保障路基整體抗力性能的統(tǒng)一，避免出現(xiàn)局部薄弱點(diǎn)，導(dǎo)致出現(xiàn)應(yīng)力集中而發(fā)生破壞的情況。

2.1.4 嚴(yán)格把控施工材料，采用符合設(shè)計要求的水泥、砂石、瀝青等結(jié)合料。并在滿足要求的前提下，盡可能地選擇低稠度、高延性、低含蠟量的瀝青。

2.1.5 制定合理施工計劃，加強(qiáng)基層與面層施工的配合度。根據(jù)不同氣候條件合理控制基層含水量。

2.1.6 面層施工時，盡可能地選擇全幅攤鋪。當(dāng)必須采用分幅攤鋪時，應(yīng)嚴(yán)格控制前后料的施工間隔，確?；旌狭蠠峤?。接茬部位厚度要相同、搭接寬度滿足要求。

2.2 運(yùn)營階段

2.2.1 加大管理力度，杜絕超載、超限車輛對道路的影響，確保道路在合理荷載范圍內(nèi)使用。

2.2.2 加大日常巡查巡檢力度，及時發(fā)現(xiàn)道路問題，在早期介入處理，避免因早期問題未處理而造成后續(xù)的破壞加劇。

2.2.3 加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)工作，對路面進(jìn)行清理保養(yǎng)，避免腐蝕性物質(zhì)對路面的侵蝕。

3 結(jié)束語

在市政道路、高速公路工程中，瀝青路面使用非常廣泛。在使用過程中，不可避免的會產(chǎn)生瀝青路面開裂的問題。在有效抑制路面裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展方面，必須要從源頭抓起。在不同的市政道路工程中，根據(jù)具體路況進(jìn)行設(shè)計和施工，組織好施工工序，提高施工質(zhì)量。確保工程本身不存在質(zhì)量隱患。同時，在使用過程中，同樣需要根據(jù)不同路況，制定合理的養(yǎng)護(hù)維護(hù)方案，加強(qiáng)路面病害的防控。發(fā)現(xiàn)早期問題，分析原因，采取適當(dāng)處理方法，抑制裂縫的發(fā)展。做到早發(fā)現(xiàn)、早治療。通過全過程的裂縫防控措施，有效控制路面裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，從而提高行車的舒適性，延長道路的使用壽命。