瀝青路面裂縫成因及防治措施

摘要：瀝青路面是現(xiàn)階段高級(jí)別公路常用的柔性路面，瀝青路面與二灰穩(wěn)定碎石、水泥穩(wěn)定碎石等半剛性基層組合是國(guó)家高級(jí)別公路常用的結(jié)構(gòu)模式。根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)有90%以上的高等級(jí)公路的瀝青路面的基層采用半剛性材料，這種半剛性材料具備了強(qiáng)度高、承載性能良好、抗沖刷行以及良好的抗疲勞性能等特征，但是其也存在著抗變形能力偏差、脆性較大以及在濕度、溫度發(fā)生改變時(shí)極易開(kāi)裂等缺點(diǎn)，從而造成了瀝青路面的反射裂縫。這就是高級(jí)別公路中瀝青路面早期損壞的原因。筆者從分析瀝青路面裂縫的成因入手，提出了防治瀝青路面裂縫的有效措施。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；裂縫成因；防治措施

由于瀝青路面具有車(chē)行舒適、噪聲污染小、揚(yáng)塵少以及便于維修等優(yōu)勢(shì)，而被廣泛應(yīng)用，但是裂縫則是瀝青路面常見(jiàn)的病害。瀝青路面裂縫的出現(xiàn)會(huì)下降路面品質(zhì)，也會(huì)帶來(lái)瀝青路面病害的惡性循環(huán)。通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐和探索，隨著施工工藝與機(jī)械化施工程度的不斷提高，多數(shù)病害在逐年減少，裂縫造成瀝青路面的損壞問(wèn)題得到了改善，但是瀝青路面裂縫這一病害并未得到解決，降水會(huì)造成路基整體強(qiáng)度的下降。假設(shè)路面出現(xiàn)了裂縫，降水就會(huì)沿著裂縫浸入基層中，也有可能會(huì)浸入路基中，進(jìn)而造成了路基的軟化，而在行車(chē)荷載的循環(huán)影響下，將會(huì)造成路面的下陷；假設(shè)路面發(fā)生凍脹，瀝青路面就會(huì)隆起，在春融季節(jié)會(huì)出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象。

1.瀝青路面裂縫成因

（一）荷載裂縫 荷載裂縫主要是因?yàn)槲覈?guó)交通量的進(jìn)一步增長(zhǎng)與重載車(chē)輛的不斷增加而導(dǎo)致的。在車(chē)輪荷載的作用下，半剛性基層底部發(fā)生了拉應(yīng)力。當(dāng)這種拉應(yīng)力比半剛性材料抗拉強(qiáng)度大的情況下，基層底部就會(huì)出現(xiàn)裂縫。在荷載反復(fù)的作用下，裂縫將會(huì)擴(kuò)散到瀝青面層。這時(shí)候的裂縫具體表現(xiàn)為稠密型、網(wǎng)狀裂縫。嚴(yán)重情況下會(huì)出現(xiàn)車(chē)轍或是沉陷等。

（二）非荷載裂縫 因?yàn)闉r青基層自身出現(xiàn)的溫度裂縫，而這種溫度裂縫主要是橫向裂縫，將會(huì)貫通全路面，在出現(xiàn)中央分段隔帶的情況下，將會(huì)貫通單幅。這種裂縫的主要特征是從路基邊緣朝著路中心過(guò)渡，邊緣裂縫較寬，路中裂縫較窄。溫度裂縫存在著兩種情況，其一，溫度收縮裂縫，即隨著溫度的下降，瀝青層面就會(huì)不斷收縮。因?yàn)閮?nèi)瀝青面層各面存在著不同的強(qiáng)度，而結(jié)構(gòu)強(qiáng)度偏弱的斷面則會(huì)出現(xiàn)斷裂。其二，溫度疲勞裂縫，即氣溫在反復(fù)的回升、下降，晝夜溫差較大的情況下，瀝青面層出現(xiàn)了疲勞裂縫[1]。

因?yàn)榘雱傂曰鶎映霈F(xiàn)的發(fā)射型裂縫與應(yīng)對(duì)裂縫，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。放射型裂縫：主要是由于半剛性基層溫度的收縮開(kāi)裂導(dǎo)致了了瀝青面層出現(xiàn)了反射型裂縫。特別是溫縮性偏大的石灰土與水泥土的基層上，溫縮裂縫更為明顯。通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在瀝青面層偏厚的情況下，對(duì)半剛性基層就會(huì)有較好的隔溫保護(hù)效果，并可以降低半剛性基層頂面的負(fù)溫效應(yīng)，并且保護(hù)了瀝青層面，有效降低了瀝青層面的反射型裂縫。應(yīng)對(duì)裂縫：主要是因?yàn)榘雱傂曰鶎拥母煽s開(kāi)裂導(dǎo)致了應(yīng)對(duì)裂縫。隨著混合材料中水分的不斷減少，新鋪筑的半剛性基層會(huì)出現(xiàn)干縮與干縮應(yīng)力。而隨著水分的快速減少，出現(xiàn)的干縮應(yīng)力也會(huì)不斷加大。通過(guò)數(shù)次測(cè)試發(fā)現(xiàn)，干縮可以讓水泥穩(wěn)定碎石基層表面出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，而干縮應(yīng)力在施工后的前一個(gè)星期左右就會(huì)達(dá)到最大數(shù)值，施工后不斷降低。但是在利用瀝青封層養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)力將會(huì)減少為85%左右。所以科學(xué)的養(yǎng)護(hù)能夠減少裂縫與干縮應(yīng)力[2]。

2.瀝青路面裂縫防治措施

影響瀝青路面裂縫的主要因素有：瀝青以及瀝青混合料的性質(zhì)、施工因素、基層材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)類(lèi)型和組成情況、氣候條件、交通量與車(chē)輛類(lèi)型等。瀝青路面裂縫的出現(xiàn)是上述多種因素共同的結(jié)果，所以應(yīng)該對(duì)瀝青路面進(jìn)行綜合型防治。

（一）合理設(shè)計(jì) 其一，明確路面厚層，作為柔性路面，需要結(jié)合其道路等級(jí)、工程地質(zhì)具體情況、交通量、施工季節(jié)等綜合因素來(lái)計(jì)算出設(shè)計(jì)的厚度。其二，使用土體固結(jié)劑、粘層油以及嵌縫料，土體固結(jié)劑的適當(dāng)使用能夠提高土體水的穩(wěn)定性能，進(jìn)而提升路基的整體強(qiáng)度與剛度；粘層油的使用能夠有效減少放射型裂縫[3]。

（二）合理選材 合理選擇抗裂性能良好的原材料做瀝青基層。為有效降低收縮裂縫，應(yīng)該增加粗骨科的含量，并降低施工的含水量，全面提高基層的壓實(shí)度，最大限度地防止采用水泥以及石灰等干縮性強(qiáng)的結(jié)石材料，而應(yīng)該選擇級(jí)配碎石與工業(yè)礦渣等材料。此外，還可以利用優(yōu)質(zhì)改性的瀝青，選擇合適的礦材料，制約堿性骨科的使用。其中改性瀝青在低溫粘度以及耐老化等指標(biāo)方面都優(yōu)先于普通的瀝青。目前使用較為普遍的改性瀝青主要有：熱塑性橡膠彈性體、橡膠類(lèi)等。改性瀝青的混凝土造價(jià)比較高，但是長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益比較好，所以通常情況下用于新建的道路。

（三）正確施工 嚴(yán)格保障所有道路結(jié)構(gòu)層的質(zhì)量，能夠有效地防治瀝青路面的裂縫，基層與底基層的養(yǎng)生應(yīng)該符合相關(guān)要求。在面層施工的過(guò)程中，應(yīng)該保障在制備瀝青混合材料時(shí)不會(huì)造成到瀝青的過(guò)于老化[4]。

（四）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)及時(shí)進(jìn)行維修 完善路面基層面的基礎(chǔ)排水設(shè)備，保證瀝青路面排水的順暢，防止面層和基層間集水槽的形成。同時(shí)，針對(duì)瀝青路面出現(xiàn)的早期損壞應(yīng)該及時(shí)采取處理措施，防止基層被破壞，從而加重了瀝青面層的損害，延長(zhǎng)了路面大幅度維修的時(shí)間。

3.結(jié)語(yǔ)

瀝青路面出現(xiàn)裂縫主要是因?yàn)榻煌ê奢d、材料受拉疲勞、環(huán)境溫度、水分、空氣的老化作用以及受拉屈服等作用的影響。而瀝青路面的防治屬于一項(xiàng)綜合治理工作，需要從設(shè)計(jì)、選材、施工以及維護(hù)等環(huán)節(jié)入手，充分考慮裂縫問(wèn)題，才能夠有效防治瀝青路面裂縫，單純采取常規(guī)方式，對(duì)路基表層進(jìn)行處理，或是薄層封層并不能治本。

參考資料：

[1]楊丹，沙慶林，孫華政.高等級(jí)公路半剛性基層瀝青路面[M].北京：人民交通出版社，2011，10（03）：121-125.

[2]王鐵夢(mèng)，鄧學(xué)軍，黃曉明.水泥混凝土路面設(shè)計(jì)理論與方式[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2010，22（09）：112-115.

[3]姚祖康，孫立軍，李同祥.瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因及其危害與防治[J].公路交通科技，2011，21（07）：145-146.

[4]楊小園，張軍平，董青云.基于力士學(xué)剪應(yīng)力理論的瀝青路面開(kāi)裂分析[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011，20（06）：1121-1122.

作者簡(jiǎn)介：

宋煥榮 男 漢族 陜西周至人 1979年生 助理工程師 主要從事道路橋梁施工工作。