瀝青路面裂縫成因分析與處治方法

陳淑艷

（永城市公路管理局，河南 永城 476600）

瀝青路面因具有良好的抗滑性能,行車平穩、舒適、噪音低以及施工養護方便等優點越來越被人們所接受。

但瀝青路面也存在著抗彎拉強度底、面層的溫度穩定性較差等缺點。瀝青路面在鋪筑使用后會產生各種各樣裂縫，初期產生的裂縫對瀝青路面的使用性能常無明顯影響,但隨著表面雨水或雪水的侵入，導致裂縫兩側的路面結構層，特別是裂縫附近土基的含水量加大，甚至飽和，其結果是路面很快產生結構性破壞。這一現象使裂縫兩側的瀝青面層碎裂，影響瀝青路面的使用性能并加速瀝青路面破壞，致使路基和路面強度降低。

1 瀝青路面裂縫產生的原因與現象

裂縫產生的形式瀝青路面開裂的原因和形式很復雜，影響裂縫輕重程度的主要因素有:瀝青的品種和質量和瀝青混合料的性質、基層材料的碾壓含水量、氣候條件、交通量和車輛類型以及施工因素等。但就瀝青路面開裂的主要因素而論，可以分為兩大類，即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。

1.1 荷載型裂縫

瀝青路面荷載型裂縫是指由于行車荷載因素引起的裂縫。當路面結構設計不合理、施工質量低下，厚度不足、強度不足或抗凍性不夠，由于凍脹和行車荷載的反復作用，就會形成荷載型裂縫。這種裂縫一般表現為瀝青面層的大面積網裂、龜裂。荷載型裂縫產生的原因。半鋼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，或者由于貨車嚴重超載，半鋼性基層的底部要產生拉應力。當拉應力大于半鋼性基層材料的抗拉強度時，則半鋼性基層底部很快開裂，在行車荷載的反復作用下，底部的裂縫會逐漸擴展，路面因疲勞產生破壞。

1.2 非荷載型裂縫

1.2.1 低溫收縮裂縫

瀝青材料在較高溫度條件下具有良好的應力松弛性能，溫度升降產生的變形不至于產生過大的溫度應力，但當氣溫大幅度下降時，瀝青材料逐漸發硬并開始收縮。此時半剛性基層的底部將產生拉應力，當拉應力瀝青混合料的應力松弛趕不上溫度應力增長，混合料勁度急劇增大。由于瀝青面層在路面中是受到約束的，面層中產生的收縮拉應力或拉應變一旦超過瀝青混合料的抗拉強度，瀝青面層就會開裂，產生裂縫，并且裂縫隨著溫度下降而逐漸增大。由于瀝青路面寬度有限，在路面的橫向方向所承受的約束力小，所以低溫裂縫主要是橫向的裂縫。

1.2.2 溫度疲勞裂縫

這種裂縫主要發生在太陽照射強烈、溫差較大地區的地區。在這類地區，路面面層白天與夜間溫度之差相當大，因瀝青是一種對溫度變化比較敏感的粘彈性材料，白天太陽照射引起路面面層解凍，夜間的降溫使面層脆度增加。由于溫度反復升降導致瀝青面層溫度應力疲勞，瀝青混合料逐漸變硬變脆，使瀝青混合料的極限拉伸應變(或勁度模量)變小，加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應力松弛性能降低，收縮拉應力超過瀝青混凝土的抗拉強度，最終達到極限抗拉強度使路面產生拉裂，并逐步向下發展，形成上寬下窄的橫向裂縫。而氣溫升高而導致瀝青軟化點的不適應。也會產生疲勞裂縫。

1.2.3 反射裂縫

反射裂縫的橫向擴展。裂縫發展過程是首先應在道路表面某些位置產生，然后再向兩側擴展。一般情況下，反射裂縫多出現在輪跡處。環境因素會加速反射裂縫的擴展。裂縫一旦出現，水分的浸入、氧化以及行車荷載的反復作用，常常加速反射裂縫向四周擴展。各地區的溫度狀況不同，各路段的交通條件和現有路面的結構狀況也不相同，因而，反射裂縫的產生有可能主要是溫度原因引起的，也有可能主要是荷載作用引起的，或者是溫度和荷載共同作用所造成的。對于基層裂縫引起的反射裂縫而言，主要是由于溫度引起的，行車荷載在其形成的后期起到促進作用，但較薄的瀝青面層和較厚的瀝青面層的反射裂縫產生的機理不同；對于舊水泥砼接縫上的瀝青罩面層中出現的反射裂縫而言，主要是由于荷載原因引起的，行車荷載的施加速度遠高于溫度變化產生的面板伸縮位移的速度，特別是偏荷載作用。另外，采空區和特殊軟弱地區，反射裂縫的縱向擴展。對于正荷載作用下的張開模式所對應的反射裂縫，一般產生于罩面層底面，在周期性荷載的作用下垂直向上擴展。在偏荷載作用時，反射裂縫以剪切模式在罩面層中向上擴展，其擴展路徑在罩面層中是沿大約45°角的方向向上擴展。當車輪荷載（偏荷載）和溫度應力共同作用于復合罩面結構時，裂縫的擴展界于偏荷載和溫度應力單獨作用時裂縫擴展路徑之間，比偏荷載作用時的裂縫擴展路徑更垂直一些。

差異沉降也會引起反射裂縫。在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處理方法變化處或構造物臺背與路段交接處，因地基或路基與構造物差異沉降導致基層開裂，并反射到瀝青面層，形成橫向裂縫和縱向裂縫，縱向裂縫的發生容易形成沿行車方向呈臺階狀，影響行車的舒適性，安全隱患顯而易見。

在原先已開裂的舊瀝青路面上或已發生裂縫的路面基層上加鋪瀝青面層后，原先的裂縫也會通過新鋪面層反射到表面，尤其在冬季的低溫作用下，新鋪路面后的第一個冬季就可能產生反射裂縫。

反射裂縫的產生主要是由于基層的干縮應力導致基層先開裂，而后在溫差應力和荷載應力共同作用下向面層發展。面層厚度和基層的溫縮性能是影響反射裂縫多少和發展快慢的主要因素。

1.2.4 因路面面層材料質量差或所用瀝青不符合設計要要求，沒按規范施工，碾壓時受溫差影響引起裂縫或因老路面結合料老化而形成的裂縫。

2 根據裂縫的不同情況，采取不同的維修與養護處治方法

2.1 挖補法

因土基、路面基層或強度不足引起的裂縫類破損，首先應挖補基層，再修補路面。挖補程序如下：病害調查→施工準備→放線→切割→開槽→填充基層→刷粘層瀝青→攤鋪瀝青混凝土料→碾壓。

2.2 封層法

對于因路面面層材料差或碾壓時產生的輕微網裂、松散等病害，在高溫季節可采用噴灑瀝青、撒料壓入法從修理或小面積封層。在低溫、潮濕的季節用瀝青稀漿封層。稀漿封層可以使路面磨損、老化、裂縫、松散等病害迅速得到修復，起到防水、防滑，耐磨等作用。

特別是對實施"強基薄面"大修瀝青路段，稀漿封層作為下封層，能起到防止地表水滲透，地下水上穿和連接基層與面層的作用，從而延長路面的耐久性，保證路面的完好性。

同步瀝青碎石封層養護工藝為：原有路面的處理一施工材料的準備一現場施工一膠輪壓路機碾壓一開放交通一路面清掃一剩余骨料回收。改性瀝青同步碎石封層不但具有良好的防水效果，提高防水層的高溫抗剪強度，改善了防水層的低溫抗裂性與延緩反射裂縫的能力，對保護基層免受沖刷破壞和瀝青面層早期損壞具有非常現實的重要意義。改性瀝青同步碎石封層將高溫改性瀝青與潔凈干燥的均勻石料幾乎同時噴灑在路面上，保證了瀝青與石料在最短的時間內完成結合，保證了瀝青與石料有足夠的結合強度。

2.3 灌縫法

對于路面基層整體程度好，因低溫收縮裂縫、低溫疲勞裂縫及路面反射裂縫，致使基層和瀝青面層產生橫向和縱向裂縫，縫寬在6mm以內的，宜將縫隙刷掃干凈，并用空氣壓縮機吹去塵土后，采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料封堵；縫寬在6mm以上的，應剔除縫內雜物和邊緣松散料，用空氣壓縮機吹凈，采用瀝青填縫料填充，并用長烙鐵封口，隨即撒料掃勻，也可采用乳化瀝青混合料填封。

[1]交通部公路科學研究，公路瀝青路面再生技術規范[Z].人民交通出版社.2008(05).

[2]郭大進，沙愛民等.瀝青路面施工質量過程控制技術[Z].人民交通出版社.2011(02).