淺析瀝青混凝土路面裂縫產生的原因及防治措施

苗強

摘 要：瀝青路面近年來以其優質的特征以及養護方便的優點成為了現代交通基礎設施建設中最廣泛應用的材料。但是瀝青混凝土材料會因為在使用中的各種條件影響出現一些病害，現主要通過對瀝青混凝土的路面的出現的裂縫病害進行了分析，并對其出現的原因以及如何治理提出了一些合理化意見。望同各位同仁進行交流討論，為道路建設貢獻力量。

關鍵詞：瀝青混凝土；裂縫；原因；措施

在瀝青材料出現以前我國的路面多為水泥以及渣土路為主，這樣的道路不但揚塵多并且極易出現一些病害且維修復雜，路面的壽命也難以保持，行車的舒適度低且噪音大。瀝青材料的出現就極大程度的解決了這些道路問題，瀝青混凝土道路的廣泛應用使得交通建設業的發展速度更加迅猛，但是隨之而來的也是一些不可避免的問題。首先，瀝青材料雖然結構穩定但是對于溫度較為敏感，加之道路是完全的暴露在外的，因此會受到各方面的環境影響從而產生很多病害，其中最主要的也是最常見的就是裂縫病害，裂縫病害產生后會對整體的路面結構造成影響，從而使得路面的品質有所下降，路面品質的下降則極易導致新的病害的產生，這就使得路面狀況進入到了一個惡性的循環過程中。若是再碰上降水以及高額的交通負載，水作用使得路基結構不穩定，而高強度的荷載作用則會導致路面的局部結果弱化，從而使得水分更加容易侵入路面，這也是路面下陷的主要原因。另外，路面的熱脹冷縮顯現也會造成裂縫的產生，春季由于冰凍的融化而出現的翻漿也可能成為裂縫產生的因素之一。下面就這些問題進行具體的探討，并對防治裂縫的產生措施進行專門針對性的研究。

1 出現裂縫的原因

1.1 強度裂縫的產生

強度裂縫的通常表現伴隨著沉陷現象以及車轍現象的產生，這主要是由于路面的強度以及路基的強度不足以承載負荷引起。而瀝青的混合料在強度上主要是由兩個方面組成，首先是材料和材料之間的嵌擠力以及礦料之間的摩擦力，其次就是領情材料和礦料之間的粘結力以及瀝青具有的凝聚力。

1.2 疲勞裂縫的產生

路面具有一定的彎拉強度。但是，彎拉強度如果不能夠負載車輪的作用就容易出現疲勞裂縫，一般的疲勞裂縫最先出現在縱向上，繼而網狀發展。

1.3 老化裂縫的產生

瀝青材料出現老化現象后就容易被拉斷，這也是由于變形能力變差造成的，因此會出現龜裂現象也就是老化裂縫。

1.4 收縮裂縫的產生

物體具有熱脹冷縮的特性，瀝青也不例外，溫度的下降會使得路面產生收縮應力，當收縮應力加之外界作用大于路面的承受應力范圍就會產生裂縫。

1.5 路基和接縫處理不當也會造成裂縫出現。

1.6 凍漲裂縫的產生

路基由于會含有水封，因此冬季容易因受凍結冰而出現膨脹，因而拱起路面造成斷裂現象。

1.7 基層的反射裂縫的產生

1.7.1 溫度型

由于溫度而產生的反射裂縫分為正溫差裂縫和負溫差裂縫。在已經開裂的基層路面上通過鋪設新的瀝青混凝土材料進行修補后，由于溫度的驟降或者是溫度的下降，原有的裂縫面層就會因為溫度的變化繼續收縮產生收縮應力，作用于路面，裂縫也會隨應力而繼續被拉開，溫度的變化也會對新鋪設的瀝青混凝土材料產生一個收縮應力，而地面的老路的拉應力也會作用在新路層上，因此疊加的兩個應力一旦超過了新的路面的材料抗拉度，新路層就會在老路的裂縫上方出現相應的裂縫，并逐漸的延伸知道和老路對接，這就是對應裂縫的產生。同樣的，老路的裂縫本身就具有著龜裂的拉力，因此裂縫會對新路層從底面開始具有拉力，底面一旦出現了開裂現象，不但在負溫差下會產生拉應力，在正溫差下由于低端裂縫產生的應力拉力更大。如此一來正負溫差都會出現反射裂縫。

1.7.2 荷載型

由于車輛荷載作用而出現的裂縫現象的形成主要可以分成三個階段。第一，由于裂縫接縫兩側出現位移而造成剪切應力過大。 第二，軸載位于頂面而接縫裂縫兩側位移小使得彎拉應力過大。 第三，軸載駛離接、裂縫時，在面層內產生與第一次方向相反的剪切應力。在整個過程中瀝青混凝土面層受到兩次剪切一次彎拉作用，其作用的直接結果是引起反射裂縫的產生和擴展，荷載因素是引起反射裂縫的一個重要因素。

2 防治措施

2.1 合理設計

2.1.1 路面厚度的確定

作為柔性路面，必須根據其道路等級、交通量、自然地基地質情況，道路基層情況和施工季節等綜合因素計算其設計厚度。

作為舊水泥路改造，瀝青混凝土罩面層厚度的兩確定主要考慮結構強度因素。與結構強度有關的設計層厚度問題。

2.1.2 瀝青混凝土的級配設計

為了提高抗滑能力和抗車轍能力，國內高等級道路普遍采用較粗級配，用油量少，空隙率偏大，傳荷能力削弱，容易開裂，耐疲勞能力降低。設計中應考慮其綜合作用，并根據設計厚度選擇適當的混合料類型。

2.1.3 使用土體固結劑

在經濟許可的條件下，可嘗試將土體固結劑用于高等級公路路基、路面及護坡等處，以提高土體的水穩定性。

2.1.4 使用粘層油

粘層油是指在封層之間或是具有裂縫的路面層之間的涂刷層，它能有效地去除反射裂縫。如路面做在半剛性基層和舊水泥混凝土路面上時必須使用。

2.1.5 設計應力吸收層及加筋層

通過對反射裂縫產生原因的分析，結合國內外的實踐經驗和最新發展動態，為防治反射裂縫，可針對工程具體情況采用相應技術措施。

a. 應力吸收：在罩面層與原路面之間設置隔離層，主要采用彈性模量較小的材料。b. 加筋：采用強度和彈性模量較大的材料，以提高加罩層的抗拉強度。

2.1.6 使用嵌縫料

在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土時，常常在脹縫處出現橫向反射裂縫，原因是嵌縫料不飽滿或日久老化。

2.2 合理選材

2.2.1 選擇抗裂性好的材料作基層

為減少收縮裂縫，除增加4.75 mm以上骨料含量，降低施工含水量，減少結合料和提高壓實度外，選擇水泥代替石灰做水泥穩定碎石比二灰碎石具有更好的抗裂性能。

2.2.2 推廣應用抗裂性好的改性瀝青

在瀝青的低溫粘度，感溫性，耐老化等指標上，改性瀝青均優于普通瀝青，這已得到共識。

然而推廣應用改性瀝青的障礙在于初期投資高，但長期及綜合造價經濟，為此，應采用改性瀝青作預防和減少瀝青路面裂縫和延長使用壽命的重要措施。

2.2.3 選擇合適的礦料

無論什么骨料，為使瀝青與礦料發生強烈的吸附作用應使用抗剝落劑，以延緩由于荷載和溫度反復作用發生瀝青剝落而產生的水毀現象；同時限制堿性骨料的使用。

2.3 正確施工

2.3.1 確保施工質量，保證攤鋪質量、碾壓強度，減少由于混合料表面溫度降低，影響溫度均勻性而產生的離析和裂縫。

2.3.2 基層、底基層養生期要滿足要求，切勿為趕工而提早鋪筑面層，以防基層損壞而導致面層產生反射裂縫。

2.3.3 加強運料車的保溫工作，保證適宜的攤鋪碾壓溫度，及時攤鋪，并保證供料和施工的連續性。

2.3.4 做好施工接縫的聯接。

2.4 加強養護及時維修

完善路基路面的排水設施，確保路面排水順暢，基層與面層之間不得形成“蓄水槽”。

此外，瀝青路面的早期損壞應及時處理，避免基層破壞進而加劇面層的破壞，延長路面大修時間。

綜上所述，設計、選材、施工、維護等環節對控目瀝青混凝土路面裂縫的產生影響很大。合理設計、選材，精心施工，加強養護是提高瀝青混凝土路面使用性能的較好途徑。

參考文獻

[1]楊鵬飛.水泥混凝土路面裂縫產生的原因及防治[J].公路，1994（5）.

[2]宋月琴.水泥混凝土路面裂縫簡析[J].公路，1994（12）.

[3]陳斌.混凝土配合比優化及結構早期裂縫防治研究[D].浙江大學，2005.