瀝青路面裂縫成因與預(yù)防探析

朱昱

摘 要：裂縫問題是瀝青混凝土路面普遍存在的現(xiàn)象，瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因有環(huán)境溫度、施工、交通荷載等多重因素。裂縫對于車輛行駛舒適性與安全性以及道路使用壽命都有較大影響。該文首先分析了瀝青路面裂縫類型，進(jìn)一步探討了瀝青路面裂縫成因，最后提出了幾點(diǎn)瀝青路面裂縫預(yù)防的措施。

關(guān)鍵詞：瀝青路面 裂縫 成因 預(yù)防

中圖分類號：U416.27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（c）-0019-02

瀝青混凝土路面有著表面平順、耐磨、噪音低、振動小、防水性能強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應(yīng)用于道路建設(shè)當(dāng)中。而裂縫問題則是瀝青混凝土路面存在的通病，瀝青路面裂縫對路面的平整性與連續(xù)性有著較大影響，不僅干擾了車輛行駛舒適性與安全性，也對道路的使用壽命有著一定影響。分析與處理瀝青路面裂縫問題，是確保道路行車質(zhì)量以及延長道路使用壽命的關(guān)鍵。

1 瀝青路面裂縫種類

瀝青路面裂縫按照裂縫形狀具體可分為橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫以及不規(guī)則裂縫。橫向裂縫為與行車路線近于垂直的裂縫，這種裂縫形狀在瀝青路面中也最為常見。一般情況下，瀝青路面橫向裂縫能夠通過面層暴露出來，而少數(shù)情況下道路橫向開裂沒有影響到面層。縱向裂縫為與行車方向大致平行的裂縫。縱向裂縫中有路基與基層沉降所引起的裂縫，通常綿延較長；也有施工搭接所引起的裂縫。網(wǎng)狀裂縫為相互交錯(cuò)的裂縫，將路面分割成網(wǎng)狀或者龜紋狀的小塊。這種裂縫最初為一條或者數(shù)條平行縱縫，隨著荷載作用使縱縫之間出現(xiàn)斜向以及橫向的連接縫。不規(guī)則裂縫是指路面裂縫呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，且不規(guī)則形狀塊最長邊長不超過100 cm，主要由溫度周期性變化以及面層材料收縮導(dǎo)致。按照瀝青路面裂縫成因分類，裂縫又可以分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫兩類。其中荷載型裂縫為交通荷載作用所產(chǎn)生的裂縫，而在瀝青路面設(shè)計(jì)合理、施工優(yōu)良的情況下，由荷載而引起裂縫的可能性較小。非荷載型裂縫則主要為溫度性裂縫，具體包括溫度疲勞開裂與低溫收縮開裂等形式。

2 瀝青路面裂縫成因分析

2.1 材料問題

瀝青路面產(chǎn)生溫度開裂的主要成因?yàn)闉r青與瀝青混合料性質(zhì)影響，瀝青混合料低溫勁度為影響路面是否開裂的根本原因，溫度敏感性也是瀝青性能指標(biāo)中的另一重要因素，瀝青的溫度敏感性越大，越容易產(chǎn)生裂縫。瀝青道路面層裂縫也受著基層材料性質(zhì)影響，若材料的收縮性越小，道路面層的裂縫也就越少。

2.2 施工因素

施工因素也是導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生裂縫的主要因素，其影響主要有以下幾個(gè)方面：基層混合料碾壓或者離析不密實(shí)，使得基層上部1～2 cm的細(xì)粒上浮并構(gòu)成強(qiáng)度較小的薄層，導(dǎo)致在車荷載的作用下產(chǎn)生裂縫。無機(jī)結(jié)合料未攪拌均勻，其底部存在素土夾層，使得瀝青面層存在塊狀裂縫。瀝青面層分幅攤鋪施工中，如果銜接施工沒有做好，也容易產(chǎn)生路面裂縫；相鄰車道鋪設(shè)時(shí)橫向施工縫以及縱縫等都是施工的薄弱環(huán)節(jié)，一旦施工不當(dāng)，就會使得這些問題暴露在溫度變化以及行車荷載作用下，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。此外，針對水泥穩(wěn)定類半剛性基層，一旦水泥的用量過大，其剛性就大，強(qiáng)度提升，基層材料同下層材料模量比增加，導(dǎo)致基層容易因行車荷載作用而開裂。

2.3 氣候與交通條件因素

上文有所提及，瀝青面層非荷載裂縫主要為溫度裂縫，其裂縫的特點(diǎn)為從路基邊緣向路面中心延伸。當(dāng)溫度下降時(shí)，低溫持續(xù)時(shí)間過長，瀝青面層逐漸收縮，一旦收縮的拉應(yīng)力大于瀝青混合料抗拉強(qiáng)度，就會產(chǎn)生裂縫。而降溫速率、升降溫循環(huán)次數(shù)以及極端最低溫度等氣候條件也都會對瀝青路面溫縮裂縫產(chǎn)生影響。同時(shí)，雨水等的損害也能夠加劇路面裂縫的產(chǎn)生，水分逐漸滲透入路面裂縫以及空隙當(dāng)中，在外力作用下，使得瀝青以及集料之間的粘結(jié)力受到影響，再加上汽車行車載荷的反復(fù)作用，導(dǎo)致水分進(jìn)一步滲透到瀝青與集料的界面當(dāng)中，逐步形成網(wǎng)狀裂縫。此外，車輛與交通量荷載也是裂縫產(chǎn)生的主要因素。通常情況下最終的車輪荷載易產(chǎn)生半剛性基層最大拉應(yīng)力，即便重荷載通過的次數(shù)非常少，也會對路面損壞產(chǎn)生裂縫造成影響。

3 瀝青路面裂縫預(yù)防措施

3.1 提升材料質(zhì)量

瀝青路面裂縫產(chǎn)生受材料影響因素較大，因而施工中要選取抗裂性能較好的材料。具體來講，基層材料需要選取溫度系數(shù)較小、干縮以及抗沖刷抗拉能力較強(qiáng)的半剛性材料，為有效減少收縮裂縫，需增加粗骨料的含量；面層應(yīng)選取松弛度較高的瀝青，保證瀝青針入度以及延度等指標(biāo)達(dá)到要求，若缺乏足夠的高質(zhì)量瀝青，可通過使用添加劑或者聚合物來提升瀝青低溫抗裂性以及高溫穩(wěn)定性。瀝青混合集料應(yīng)選取耐磨性強(qiáng)、石質(zhì)堅(jiān)硬、有著良好嵌擠作用，并且同瀝青有著良好粘附性的材料。集料呈酸性的前提之下，需要增加一定量的抗剝落劑以及石灰粉，盡量降低集料的含水量。瀝青混合料級配也是非常重要的因素，針對混合料級配的選擇，需要兼顧疲勞性能、高溫穩(wěn)定性以及低溫抗裂性。此外，條件允許的情況下，可應(yīng)用改性瀝青，改性瀝青在耐老化、低溫粘度等指標(biāo)上都要比普通瀝青好，當(dāng)前使用較多的改性瀝青有橡膠類、熱塑樹脂類以及熱塑性橡膠彈性體等。

3.2 合理設(shè)計(jì)與施工

針對道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為有效預(yù)防路面裂縫，首先應(yīng)增大瀝青面層厚度，有效減少半剛性瀝青路面的反射裂縫；注重對柔性基層的應(yīng)用，由于柔性基層有著一定的柔性與變形能力，能夠有效消解應(yīng)力，從而減少路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中的問題，合理緩解半剛性基層以及溫縮裂縫開裂問題；加鋪土工織物，土工織物如聚乙烯、聚醋以及聚丙烯織物等，其厚度通常在幾毫米，能夠有效起到加筋的作用。同時(shí)，施工質(zhì)量優(yōu)劣直接決定路面的各類性能，因而保障道路施工質(zhì)量，可有效預(yù)防瀝青路面裂縫的產(chǎn)生。具體來講，底基層與基層的施工需嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行，不可因趕工期而過早鋪筑面層而導(dǎo)致基層損壞，進(jìn)而產(chǎn)生反射裂縫；面層施工時(shí)需要確保瀝青混合料的制備過程中對瀝青的加熱時(shí)間與加熱溫度嚴(yán)格控制，避免瀝青過分老化；確保適宜的攤鋪與碾壓溫度，提升供料與攤鋪的延續(xù)性，有效減少因混合料表面溫度降低而產(chǎn)生離析裂縫，通過碾壓的加強(qiáng)使瀝青混合料達(dá)到更高密實(shí)度；混合料的攤鋪過程中，運(yùn)距不能太遠(yuǎn)，其攤鋪的溫度需要控制在130 ℃～160 ℃之間，碾壓的遍數(shù)不能過少，確保瀝青面層壓實(shí)度。

3.3 日常養(yǎng)護(hù)與維修

日常管護(hù)中，應(yīng)及時(shí)維修路面所產(chǎn)生的各類裂縫病害，注重預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，提升路基路面排水設(shè)施質(zhì)量，確保路面排水性能優(yōu)良，提升路面線形與斷面幾何指標(biāo)的合格率；嚴(yán)格按照工藝進(jìn)行接縫處理，加強(qiáng)養(yǎng)生與交通管制，避免產(chǎn)生干縮裂縫以及結(jié)構(gòu)受力裂縫。其次，一旦發(fā)現(xiàn)路面裂縫現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，具體結(jié)合裂縫深度與寬度明確修補(bǔ)工藝，通常使用的裂縫修補(bǔ)方法有普通瀝青灌縫法、壓漿法以及SBR改性乳化瀝青灌縫法等。其中針對裂縫較多的路段，應(yīng)使用裂縫現(xiàn)場再生維修法，通過對路面的加熱，噴灑一定數(shù)量稀瀝青以及再生劑后，實(shí)施進(jìn)一步碾壓成型。

4 結(jié)語

總之，瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因有環(huán)境溫度、施工、交通荷載等多重因素。為有效預(yù)防道路裂縫等病害發(fā)生，必須要深入研究各種裂縫的成因以及預(yù)防維護(hù)措施，通過合理設(shè)計(jì)、選擇材料以及精心維護(hù)管理等方法，預(yù)防控制瀝青路面裂縫的產(chǎn)生，全面提升道路建設(shè)質(zhì)量，延長瀝青路面的使用壽命。

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