瀝青路面裂縫病害產生的原因及防治

常榮亮

清徐縣位于山西省中部，太原市南端，背靠呂梁，面向晉中，汾河縱貫，水系密布，構成了依山傍水一面川的自然狀況?？偯娣e609 km2。截至2010年年底，全縣公路總里程1197.6 km。其中:國道 44.9 km，省道 39.1 km，縣級公路 143.3 km，鄉級公路290.9 km。各級公路構成清徐公路網。由于瀝青路面具有表面平整、堅實、無接縫、行車舒適、耐磨、噪聲低、施工期短、養護維修簡便，因此在我縣得到廣泛應用。但是，隨著交通量的迅速增長，載重車輛比例增加，車輛超載現象嚴重，致使瀝青路面出現早期破損的現象。

1 裂縫形式

瀝青路面的早期破損是指:瀝青路面在設計壽命期(一般15年)前1/4～1/3期間發生的過早的各種破壞現象。瀝青路面的裂縫是早期破損的表現形式之一。裂縫形式主要有以下幾種:

1)橫向裂縫。與道路中線近于垂直的裂縫，有時伴有少量支縫。多由基層或路基裂縫的反射或由低溫收縮造成;最初多出現于路面兩側，逐漸發展形成貫通路幅的橫縫。

2)縱向裂縫。與道路中線大致平行的裂縫，有時伴有少量支縫。通常由路基、基層沉降，或施工接縫質量或結構承載力不足而引起。

3)塊狀裂縫。近于直交的裂縫。把路面分割成近似矩形的小塊，塊的尺寸約在50cm×50cm～30cm×30cm之間。主要由面層材料的收縮和溫度的周期性變化所致，與荷載的關系不大。它的出現，標志著瀝青已顯著老化。

4)龜裂。相互交錯的裂縫將路面分割成形似龜紋的銳角多邊形小塊，塊的尺寸小于50cm×50cm。龜裂是行車荷載的重復作用而引起的疲勞裂縫。其最初形態是一條或幾條平行的縱縫。隨著荷載重復作用次數的增加，平行縱縫間出現了橫向、斜向連接縫，形成多邊的、銳角的、形似龜紋的裂縫形式。

5)滑移裂縫。月牙形裂縫，其兩端通常指向行車方向;車輛剎車或轉彎時造成面層的滑移和變形，從而出現滑移裂縫。

2 裂縫形成原因分析

1)荷載型裂縫產生原因。半剛性路面的結構性破壞裂縫主要是由于行車荷載引起的。在車輪荷載作用下，半剛性基層的底部要產生拉應力，當拉應力大于半剛性基層材料的抗拉強度時，則半剛性基層的底部很快開裂，在行車荷載的反復作用下，底部的裂縫會逐漸擴展到上部，使瀝青面層也開裂破壞。產生荷載型裂縫的可能有多種情況，如:

路面結構設計不合理或厚度不足，路面強度明顯不能滿足行車要求，在行車反復作用下，瀝青路面很快破裂;

路面強度日趨不足，路面回彈彎沉值逐漸增大，滿足不了交通量迅速增長和汽車載重量明顯增大的需要，輪跡處瀝青路面產生龜裂，伴隨縱向裂縫和形變;

無機結合料穩定細粒土或穩定土含量過多的粒料土基層表層軟化，在行車作用下，瀝青面層產生龜裂，甚至推移破壞;

由于施工質量不好，無機結合料穩定層拌和不均勻，底部留有素土軟弱夾層，導致瀝青面層產生塊狀裂縫。

荷載型裂縫在一些中低級道路行車道中常見，現在我縣公路中普遍采用水穩碎石基層，有足夠的強度，因此荷載型裂縫并不是主要的，相反瀝青路面非荷載型裂縫普遍存在。

2)非荷載型裂縫產生原因。瀝青面層上非荷載裂縫主要是溫度裂縫。清徐年平均氣溫10℃ ～12℃，最高氣溫39.4℃，最低氣溫－25.5℃，每年1月份最冷，平均氣溫－6.4℃左右，7月份最熱，平均氣溫23℃左右。夏季炎熱，冬季寒冷，溫差大是氣候的主要特征。溫度裂縫主要為橫向裂縫，有兩種形式:一種是低溫收縮裂縫，在冬季氣溫驟降時，瀝青材料開始收縮，當瀝青面層中產生的收縮拉應力或拉應變超過瀝青混合料的抗拉強度或極限拉應變時，瀝青面層就會開裂;另一種由于日夜溫差大，溫度反復升降而導致溫度應力疲勞，使混合料的極限拉伸應力變小而產生的瀝青面層疲勞開裂，這一類溫度裂縫包含了溫度應力疲勞的因素在內，因而稱作溫度疲勞裂縫。針對瀝青面層低溫收縮開裂問題，原因主要有:

a.瀝青的品種和質量是影響瀝青路面溫度開裂的主要原因。瀝青混合料的低溫勁度是決定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鍵。在瀝青性質指標中，影響最大的是溫度敏感性，感溫性大的瀝青容易開裂。由于瀝青在老化過程中輕質油分揮發、瀝青氧化分解等，老化越嚴重，勁度越大，裂縫出現越早。瀝青中的蠟使拉伸應變減小，脆性增加，溫度敏感性變大，橫向裂縫容易發生。

b.瀝青混合料的組成對瀝青的開裂影響也很重要。在使用同一種高質量的瀝青時，瀝青面層厚的比薄的橫向裂縫率減少，另外和礦料組成級配有一定關系，但總的來說與路面橫向開裂率關系不很密切。

c.基層材料的影響。半剛性基層熱容量小，與瀝青表面層的附著粘結性能差，尤其是本身收縮的附加影響，故橫向裂縫要多些。

d.在氣候因素方面，極端最低溫度、降溫速率、低溫持續時間、升溫降溫循環次數是影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素。

3 裂縫的維修

1)灌油修補法。在深秋冬末季節，將縱橫裂縫清掃干凈，直接用油壺灌入加熱的瀝青油。2)乳化瀝青稀漿封層。由專用的封層機鋪在舊油路上，厚度為0.5cm～1cm。鋪筑過程中，乳化瀝青將滲入裂縫中，待其破乳水分蒸發，達到修補裂縫的目的，還可使路面平整。3)瀝青混合料罩面法。根據路面裂縫嚴重情況，結合路段使用間隔年限，交通量較大，選用的一種方法。4)現場再生維修法。對于裂縫多的路段，用加熱車對舊路面實施兩次加熱，使表面裂縫深入全部融化變軟，噴灑一定數量的再生劑和稀瀝青與摻入的適量骨料實施就地拌和，還可采用再生機或用銑刨機或用人工進行碾壓成型。由于改變了瀝青混凝土性能，從而達到消除裂縫的目的。

4 結語

導致瀝青路面產生裂縫的因素，總體可認為外部因素有溫度應力、車輛荷載、突發的震災、水分及陽光、空氣的老化作用，其中以溫度應力為主導作用。內部因素為材料自身的受拉疲勞，受拉屈服、剪力屈服以及施工不當留下的缺陷。

通過采取裂縫一旦出現，及早治理，以防發展的措施，確?？h鄉公路的完好，交通順暢。

［1］ 何新紅.公路工程質量通病防治指南［M］.北京:人民交通出版社，2003.

［2］ 李玉平.淺析瀝青路面早期病害形成的原因與影響［J］.山西建筑，2010，36(4):270-271.