瀝青混合料低溫抗裂性的防治措施探討

白 愛 萍

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

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·建筑材料及應用·

瀝青混合料低溫抗裂性的防治措施探討

白 愛 萍

(太原市市政工程總公司，山西 太原 030002)

從溫縮裂縫與反射裂縫兩方面，分析了瀝青路面出現裂縫的原因，并探討了路面設計施工中，提高瀝青混合料低溫抗裂性的措施，從而提升路面的承載力，避免路面病害現象的發生。

瀝青，路面，抗裂性，溫縮裂縫，反射裂縫

1 概述

在20世紀90年代末期，對道路結構層強度考慮的較少，在設計和施工后修筑完成的道路結構層強度偏小，隨著道路交通量的日益增長，原結構層已不能滿足因交通量及軸載作用而產生的諸多開裂現象，一開始表現為縱向裂縫，如不采取處理措施，就會逐漸發展為網裂，這一類裂縫在中、低等級路面中常見，但是近幾年在等級較高的道路中已普遍采用半剛性基層，對于保證基層強度有了足夠的載體，路面結構強度要求也越來越高，荷載及交通量裂縫已不是主要病害。相反，一些與荷載作用無關的溫縮裂縫及半剛性基層引起的反射性裂縫越來越多，此類裂縫多表現為橫向裂縫，經研究分析這些裂縫的出現與瀝青及瀝青混合料的抗裂性能有很大關系。

2 溫縮裂縫

1)溫縮裂縫主要是由于溫度的突然降低，混合料的內部應力松弛性能趕不上外部溫度下降產生的收縮應力，當自身收縮應力超過了混合料的極限抗拉強度時所產生的裂縫。

2)溫縮裂縫對材料的要求。瀝青混合料在低溫時抵抗變形的能力在很大程度上取決于瀝青原材料的低溫特性、瀝青與礦料的粘結強度、混合料的級配類型以及瀝青混合料的均勻性，所以在選擇合理的配合比，選用與瀝青粘結良好的集料和施工工藝的同時，還可以考慮采用稠度低、塑性大的瀝青來提高瀝青混合料的低溫變形能力。

a.瀝青材料的低溫特性。瀝青在低溫時表現為脆性破壞，通常認為針入度越大，瀝青脆點低、抗裂性能也越好，然而在我國許多瀝青的脆點并不高，但是路面的開裂情況卻很嚴重。經過進一步研究發現常規所說的脆點是瀝青結合料在低溫條件下脆裂時的溫度，主要表征的是在載荷作用下路面的開裂模式。而溫縮裂縫是由于瀝青路面在急劇降溫過程中出現收縮，在路面內部形成的溫度應力超過了瀝青混合料的自身收縮能力，所造成的溫度應力積聚達到極限強度時發生的路面破壞，而我們關注的重點指標應是瀝青的收縮開裂溫度，即另一種脆點溫度。它要求的試驗規程是瀝青膜在一定的厚度情況下承受多次溫度急劇變化時產生的裂縫情況，能夠真實的評價瀝青混合料在低溫狀態下的裂縫形成情況。

所以在選用瀝青時要注意產地的選擇，在低溫嚴寒地區選用針入度較大、粘度較低的瀝青，這樣在滿足冬季瀝青路面的低溫開裂條件時，又能符合夏季高溫穩定性的要求，還要選用溫度敏感性小的瀝青，防止瀝青路面溫度開裂現象的發生?，F在廣泛采用的改性瀝青就是一種應力松弛性能很好的聚合物。

b.瀝青與礦粉的粘結強度。在瀝青混合料中加入的礦粉與瀝青形成的粉膠比粘度要比單體瀝青的粘結能力大很多，游離瀝青的粘度敏感性較大。影響瀝青混合料的粘結力及高溫穩定性原因之一為礦粉的摻量，在施工規范中對礦粉的細度有明確的要求，不能少于最小規定范圍。當瀝青混合料中小于0.075 mm的顆粒較少時，也就是說瀝青混合料中的填料用量少，與填料用量多時相比較，混合料的感溫性變大了，瀝青混合料中通過0.075 mm篩孔量少時路面所產生裂縫變多。瀝青混合料粗、中、細的劃分關鍵就是細集料含量的多少，當細集料含量減少時會成為透水性大的混合料，當作為上面層使用時會加速瀝青的老化進程，促進混合料的早期裂縫發生。

c.級配類型以及瀝青混合料的均勻性。對不同規格型號的瀝青混合料進行溫度敏感性試驗發現，混合料的溫度因級配的不同應力有較大的差異。溫度應力減小與應力松弛極限溫度升降相關，中粒式比細粒式的溫度應力快，瀝青碎石比瀝青混凝土的更低，破壞時的溫度應力差異致使路面發生破壞但這些是由于混合料的內部缺陷多不同而形成的，但破壞形式卻無太大差別。同時有研究發現間斷級配及密級配的中粒式比瀝青砂和細粒式瀝青混凝土的裂縫多，所以說礦料級配與路面橫向開裂是有一定關系的。

d.瀝青及集料的控制。原材料要選用集料中吸水率小的，粗集料的吸水率不大于2%，采用純機械軋制的碎石集料拌制瀝青混合料，瀝青用量應嚴格控制最佳用量在允許范圍內，當在±0.5%范圍內時對裂縫影響小，若混合料中的瀝青含量超過允許值較多時對低溫抗裂性有益，但對高溫穩定性會有負作用。

3 反射裂縫

當路面的柔性下承層產生裂縫時，裂縫在荷載作用下的拉應力比沒有裂縫處的應力增大，超過了瀝青混合料的極限抗拉強度，瀝青面層會隨著開裂。瀝青面層的早期破壞根源是反射裂縫，從而使路面的維修周期縮短，也減少了路面的服務年限。

半剛性基層比柔性基層的溫度變化小，與瀝青面層的粘結性主要通過透層油來連接，而透層油的滲透深度并不是很理想，有時甚至根本沒有滲透下去，由于半剛性基層中水泥的含量對干縮、溫縮影響較大，在自身內部應力作用下基層表面就會產生橫向裂縫。當基層與面層的粘結性能差時，面層有形成一定的自由伸縮變形的可能，當混合料的應力松弛性能不能得到充分的發揮時，無法將內部溫度應力有效的傳遞到基層中，而在瀝青路面面層內部集中，致使開裂現象在面層中產生。如何減少收縮裂縫在半剛性基層產生的反射縫，應在設計施工中著重考慮以下幾方面：

4 結語

瀝青路面低溫抗裂性是瀝青混合料的一個很重要的工作特性，其產生裂縫的因素也很復雜多樣，受多種因素的制約不可能從根本上完全解決，以上觀點只是筆者在工作中的一些發現和學習的總結，希望能在實際的工作中予以借鑒并能予以發揚。

[1] 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，2009.

[2] 張宜洛.瀝青路面施工工藝及質量控制[M].北京：人民交通出版社，2013.

[3] 張登良.瀝青與瀝青混合料[M].北京：人民交通出版社，1999.

On prevention measures of low-temperature crack-resistance of asphalt mixture

Bai Aiping

(TaiyuanMunicipalEngineeringCompany,Taiyuan030002,China)

From the temperature shrink cracks and reflection cracks, the paper analyzes the reasons for the cracks on the asphalt roadbed, and explores the measures to enhance the low-temperature crack-resistance of the asphalt mixture in the roadbed design construction, so as to promote the roadbed loading capacity and avoid the roadbed diseases.

asphalt, roadbed, crack-resistance, temperature shrink crack, reflection crack

1009-6825(2016)18-0102-02

2016-04-18

白愛萍(1978- )，女，工程師

TU535

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