鞍山地區瀝青路面裂縫早期病害分析及防治措施

摘 要：當前，瀝青混凝土路面結構是高等級公路常用的主要形式，因為瀝青自己的特點和存在建設中的各種原因，瀝青混凝土路面出現的裂縫是一個普遍存在的問題。文章通過對鞍山市高等級公路瀝青混凝土路面裂縫早期破壞分析，針對路面裂縫破壞的原因提出防治措施，從技術設計、施工組織、材料性能、管理運營等方面提出建議，為鞍山市公路路面施工和管理提供依據。

關鍵詞：瀝青混凝土路面；裂縫；破壞；防治措施

1 概述

隨著我國高等級公路的大量建設，高等級公路路面中瀝青混凝土路面占了其中的大部分。從高等級公路使用狀態來看，許多瀝青混凝土路面在早期都遭受嚴重的損壞。如果能找到徹底解決瀝青混凝土路面早期破壞問題的方法，這將大大地節約我國公路建設每年的投資，用以提高服務運營的能力和素質。鞍山市位于東北三省遼寧省中部，對于鞍山地區瀝青混凝土路面的破壞，裂縫是其中的一種主要形式。事實表明，高等級公路在高交通量和超載車作用下，提早發生了破壞，尤其是裂縫早期病害，影響了經濟發展和行車舒適，影響了人民方便安全出行。

2 裂縫破壞類型及原因分析

2.1 橫向裂縫

在與中心線垂直的道路橫向裂縫，最初多出現于路面兩側，逐漸發展形成貫通路幅的橫縫，多由基層或路基裂縫反射或低溫收縮造成[1]。

2.1.1 溫縮裂縫

從研究總結出一種現象，溫縮裂縫通常發生在寒冷的地方，常見有兩種因素導致瀝青混凝土路面出現這種情況。首先是在嚴寒地區挑選不合格的瀝青礦料或者瀝青含蠟量過高，造成路面低溫變形能力差。對于使用AH-97號瀝青的鞍海一級公路來說，盡管很多區域出現了不同程度的車轍，但路面出現裂縫情況較少，可以表明在該地區，使用AH-97號瀝青對防裂效果較好。其次，因為天氣原因溫度變化較快，導致瀝青面層內產生溫度應力，當溫度應力使瀝青層的收縮時產生的應力超過瀝青混凝土極限抗拉強度引起裂縫。這種現象在遼寧省鞍山地區比較明顯，鞍山冬春溫度氣候變化較大，特別是夏季，由于熱穩定性不足使瀝青混凝土路面產生較大的變形。

2.1.2 半剛性基層的反射裂縫

對中國瀝青混凝土路面的發展，由于半剛性基層負荷能力強，材料獲取方便，而成為瀝青混凝土路面主體結構形式，具有成熟的經驗，為瀝青混凝土路面的發展做出了巨大貢獻[2]。但由于基層材料本身所具有一定的缺陷和不足，如排水不暢、對重載靈敏度強、易開裂等，容易導致反射裂縫的發生。

2.1.3 半剛性基層和溫縮共同原因造成的橫向裂縫

由于不在同一開裂位置，半剛性基層裂縫位置與瀝青層的開裂一般錯開幾厘米到幾十厘米不等的距離，因此，要對這兩種裂縫進行完全區分其實是很難的，大部分裂縫是由以上兩個原因共同作用的結果。

2.2 縱向裂縫

2.2.1 表面裂縫

路面表面裂縫逐步向下層發展。通過實踐發現，鋪設過程中各層間容易受到污染，致使層間原本產生結合作用力不足會生成裂縫，因為道路路面的完整性并不好，只有頂層負擔荷載，荷載得不到有效傳遞，從而使面層因承載能力不足出現裂縫[3]。

2.2.2 疲勞裂縫

在正常使用狀態下路面出現的疲勞裂紋，是由于車輛荷載多次作用導致的。瀝青結構層受荷使底部表面層產生拉伸應力的或彈性應力值超過材料疲勞強度，造成端底面裂紋，并逐漸發展[4]。

3 裂縫的防治措施

從瀝青混凝土路面出現裂縫的類型看，其損壞原因應是多方面的，從管理運營、施工組織、技術設計、材料性能等方面，綜合來提出裂縫的防治措施。

3.1 管理運營方面

針對瀝青混凝土路面出現的裂縫，鞍山市可以集中開展對客貨、運輸企業、高速公路、農村農用車的交通違法行為的專項整治，對交通違法行為實行依法上限處罰，從根本上預防重特大事故發生，確保道路暢通。加強超限、超載運輸管理，嚴格限制超載、超限車駛入高等級公路。對于路面發生早期破壞現象應及時進行維護和處理，不能讓其自然發展。

3.2 施工組織方面

為了在施工中使半剛性基層不產生收縮裂縫，除了在鋪筑瀝青層之前按照技術規范去施工之外，對于半剛性基層來說，它還應嚴格控制作為鋪筑物的混合物中的水含量不應超過壓實所需最好或允許范圍，其碾壓完成后，應及時的養生，使混合物中水含量得以保護而不至于損失，養生時間至少7d，之后為了保護路面盡量加快施工速度完成瀝青面層的鋪筑，避免水分流失而產生收縮裂縫。

3.3 技術設計方面

對于設計單位，在對路面的設計當中，最好選擇溫度收縮系數低、抗拉伸強度高的基層材料，為了降低其收縮系數在混合料中可以加入一定量的粉煤灰。對于在瀝青碾壓表面區域容易產生溫度裂縫這種情況，相距一段長度應預留橫向通縫，所在地最低氣溫和采用的瀝青質量兩者共同決定通縫距離的大小，但處理切割鋸縫這種情況應當謹慎，避免地表面水滲透，破壞瀝青面層。如果瀝青面層厚度小，為了減緩裂縫蔓延中間層可采用級配碎石。

3.4 材料性能方面

選擇瀝青材料時，從道路類別、車流量、建設費用等幾方面考慮，以確保該混合料滿足強度的要求。例如鞍山，地理位置上處于寒冷地區，應特別注意在低溫下混合料的性能，混合料在低溫條件下應具有較強抗彎拉性能，從而減少或消除表面層的裂紋。瀝青面層混合料還必須具有一定的防滲能力。在瀝青路面結構中，作為瀝青的表面層具有一定摩擦力的同時，可以使用細顆粒較多的細粒式瀝青混凝土，同時設置下封層，以滿足防滲的需要。

4 結束語

瀝青混凝土路面在外界條件和車輛的共同作用下，雖然路面出現開裂的現象較多，但只要對裂縫的機理和形成原因認真分析，優化設計，強化管理措施和嚴格控制施工過程，做好材料的選擇和竣工后運營過程中的養護管理措施，就可以防止或減少各種裂縫產生，使路面具有耐久性、舒適性以及較強的剛度和強度，增長路面運行使用年限。

參考文獻

[1]張發雨.公路瀝青路面早期破壞及防治[J].交通建設與管理，2015.

[2]李海濱.基于半剛性基層適應性的瀝青路面結構研究[D].長安大學，2010.

[3]袁德豪.甘肅省瀝青路面早期破壞調查研究及防治措施[D].長安大學，2007.

[4]吳志軍.半剛性基層瀝青路面早期破壞結構與材料特性影響分析[D].浙江大學，2007.

作者簡介：張榮華（1994，11-），男，遼寧海城人，漢族，本科在讀，研究方向：交通土建。

*通訊作者：王玉杰。