瀝青路面早期裂縫原因分析及防治措施探討

李 海

(永升建設集團有限公司)

1 瀝青路面裂縫原因

1.1 裂縫類型

(1)荷載型裂縫。荷載型裂縫主要是在公路上行車載荷的影響下而產生的。由于瀝青路面常年行車，行車載荷就會對瀝青路面產生結構性的破壞，產生結構性裂縫，將這種裂縫通稱為荷載型裂縫。

(2)非載荷型裂縫。非荷載型裂縫與荷載型裂縫對應。與荷載型裂縫不同，非荷載型裂縫主要是瀝青面層發生溫度變化而產生的，主要包括疲勞裂縫和低溫收縮裂縫，由于這種裂縫主要是受溫度影響的，所以通常情況下將其稱為溫度裂縫。

除了上述兩種類型的裂縫外，還存在其他類型的裂縫。例如半剛性基層的干縮裂縫、對應裂縫及反射裂縫等。

1.2 裂縫產生的原因

(1)荷載型裂縫。荷載裂縫主要是在行車載荷的作用下而產生的。在行車載荷的作用下，半剛性基層底部就會產生拉應力。而且，一旦這種拉應力超出材料的抗拉強度時，就會導致基層底部的迅速開裂。又由于公路上行車不斷，因此行車載荷會對路面造成反復碾壓，在這樣反復的碾壓作用下，底部裂縫就會不斷的向上擴展，最終導致瀝青路面面層的開裂破壞。

(2)溫度裂縫。

①低溫裂縫。

溫度的變化會影響到瀝青材料的性能。如果外界氣溫變化較大，出現大幅度下降，那么此時瀝青材料就會逐漸發硬，在不斷發硬的同時還會開始收縮，在收縮力的作用下，半剛性基層的底部就會產生拉應力。瀝青面層在路面中會受到一定的約束，如果混合料的抗拉強度不能滿足面層中產生的收縮拉應力或拉應變時，那么此時瀝青路面面層就會發生開裂。

②溫度疲勞裂縫。

溫度疲勞裂縫主要是受溫度反復升降、無規律變化的影響而產生的。溫度的反復升降會導致瀝青路面面層的溫度應力產生疲勞，進而會造成瀝青混合料的極限拉伸應力的減小。一般道路的使用期大都很長，時間久必然會造成瀝青的老化，應力松弛性能降低，一旦應力的變化超過極限抗拉強度，就會使瀝青路面產生裂縫。

新疆地區區域內氣溫變化很大，大都在40℃左右。其中最大的地區是準噶爾盆地，米泉蔡家湖竟然高達45℃。準噶爾盆地的年平均日較差也比較大，一般在12～15℃，阿勒泰最高可達26.5℃。日差較大可以反映出一天中氣溫的變化幅度比較大。這種氣溫反復無常的升降，就會產生溫度疲勞裂縫。

(3)反射裂縫和對應裂縫。

這三種裂縫中，最難預防和應對的是半剛性路面的反射裂縫。一般認為是瀝青面層下面的半剛性基層的開裂導致反射裂縫的產生。對于新鋪的半剛性基層，混合料水分的減少會產生干縮和干縮應力。干縮應力和應變與水分減少呈現正相關性，水分較少的快則應力、應變也就越大。如果半剛性基層上已經產生干縮裂縫，此時再在上面鋪筑瀝青面層，如果瀝青面層較薄，那么半剛性基層的裂縫就會使面層底部先開裂，反射裂縫也就隨之而產生。行車產生的拉應力則會加速反射裂縫更快的形成。如果瀝青面層較厚，那么溫度應力最大處是在表面，因此基層的裂縫就會促使面層先從表面開裂，然后裂縫逐漸向下發展，最終形成對應裂縫。

2 防治措施

2.1 設計方面

(1)在半剛性路面設計階段，首先要采用性能好的材料作基層，比如抗刷性能好、抗拉強度高、干縮系數和溫縮系數小等。基層的厚度應大于30 cm。底基層可采用水泥石灰綜合穩定土。

(2)面層選用改性瀝青。對于一些特殊要求的道路(比如交通量大)或者橋梁等采用SMA路面。瀝青面層的厚度要合適，一般控制在9～13 cm的范圍內。

(3)在瀝青混凝土表面用橡膠瀝青或聚合物瀝青做一封層，這樣可以進一步提高表面層抗溫度裂縫的性能。或者在瀝青面層和半剛性基層之間設置應力吸收(應力消減)中間層。

2.2 施工方面

(1)做好水穩基層養護。這個措施主要是控制含水量。對于混合料的施工，要根據混合料的級配隨時進行檢查、調整，混合料的含水量要根據施工過程中的天氣狀況和材料的含水量來控制。施工過程中的碾壓要及時。基層的養生也不能忽略，要保證基層表面保持濕潤狀態。在基層的養生期間還要限制超限車輛的行駛，以免產生破壞。

(2)提高壓實度，減少孔隙度。將壓實度控制標準提高到98%。為了達到標準，施工時可以配備多臺輪胎壓路機。

(3)施工過程中要控制石料的壓碎值。控制石料的壓碎能夠在一定程度上控制其下層裂縫釋放的應變能，同時還起到了一定的隔離作用，改善基層的溫度以及濕度狀況，減少反射裂縫。

(4)采用玻璃纖維格柵改善路面性能。玻璃纖維格柵具有高抗拉強度、高溫穩定、低延伸性的特點，并且可以很好的與瀝青混合料相容。它是一種網孔結構，可以對網孔內的瀝青混合料起到一種“箍固”作用。格柵的存在可以改變瀝青混合料裂縫尖端的受力情況。玻璃纖維能夠有效改善瀝青低溫抗裂性及高溫穩定性的不足。

(5)加強施工過程中的質量檢測。施工過程中要加強質量檢測，其中包括基層、路床、瀝青面層等。檢查項目包括液限、壓碎值、塑性指教、CBR值等。玻纖土工格柵鋪設要按照鋪設方法和要求進行施工。而且在施工過程中要派專人進行質量檢測，不允許出現“差不多”的現象。對每個環節都要認真、仔細檢查，對于檢查出的問題也要及時進行修補或者重修等。為了增強工人的責任心，可以在施工過程中，對各個施工階段采取落實到人、責任到人的方法來確保質量。

［1]張力鴟.淺析瀝青路面裂縫問題及防治措施［J］.中國新技術新產品，2010，(16).

［2]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能［M］.北京:人民交通出版社，2001.