淺析大溫差地區瀝青路面裂縫的控制方法

馬強

摘 要：我國地幅遼闊，各地區的氣候特征不同，在進行瀝青路面施工的過程中所遇到的問題也各有不同。比如在夏冬季節大溫差的北方地區，瀝青路面常常會有裂縫出現的情況，如果長期出現裂縫，必然會增加道路養護費用，減短路面的生命周期，為人們的出行帶來不便。因此，研究如何減少冬夏季大溫差地區的瀝青路面裂縫的生成就成了眾多施工企業及行業機構的重點研究課題之一。

關鍵詞：瀝青路面；冬季低溫；路面裂縫；控制措施

我國地幅遼闊，各地區的氣候特征不同，在進行瀝青路面施工的過程中所遇到的問題也各有不同。比如在夏冬季節大溫差的北方地區，瀝青路面常常會有裂縫出現的情況，如果長期出現裂縫，必然會增加道路養護費用，減短路面的生命周期，為人們的出行帶來不便。因此，研究如何減少冬夏季大溫差地區的瀝青路面裂縫的生成就成了眾多施工企業及行業機構的重點研究課題之一。本文就從路面裂縫的成因、大溫差地區裂縫形成的主要因素和主要因素的控制措施這幾點來對這個問題進行簡要分析與敘述。

1 瀝青路面裂縫的種類及形成原因分析

普通瀝青路面的裂縫依據其形狀不同可以主要分為橫向裂縫、豎向裂縫、龜裂及塊裂這幾種，其中橫向裂縫指的是垂直于行車方向的路面裂縫，縱向裂縫指的是平行于行車方向的路面裂縫，這兩種裂縫大多情況下源于地區溫差較大、材料配比不科學、施工方法不得當等，因此也被稱為非荷載性裂縫。而龜裂、塊裂的主要是由于車輛過度碾壓、遭受意外沖擊造成材料疲勞而形成的裂縫，也被稱為荷載性裂縫。接下來我們就對其形成的主要原因進行簡要說明。

1.1 溫差較大導致裂縫生成

在冬夏季溫差較大的北方地區，當瀝青路面所受的溫度過高或過低時，均易導致瀝青路面各層中所產生的拉應力及收縮拉應力超過瀝青混合料的抗拉強度或極限拉應變，特別是處于老化階段的瀝青面層，就會開裂并形成平均間距在5～6米的橫向的、貫通的裂縫。

1.2 材料配比不科學導致裂縫生成

不同地區應使用相應配比和品種的瀝青，其瀝青的種類和等級是影響瀝青路面是否易開裂的最重要因素，如瀝青種類不好或等級較差則會造成路面整體強度不足，加速瀝青面層老化，產生網裂或龜裂。通常情況下，在溫差較大的地域益使用粘度高、稠度低的瀝青來降低其溫度敏感性，延長溫度裂縫的產生時間。同時，控制路基填土的含水量也可減少其在凍脹作用下所形成的裂縫。

1.3 碾壓不均勻或過度碾壓導致裂縫生成

碾壓不均勻或過度碾壓屬于荷載裂縫，它是一種路面反射裂縫，是由道路基層裂縫所引起的。對于剛通車的路面，如其路基長期承受了過為嚴重的不均勻碾壓，特別是路基的半填半挖地段和橋臺與填土路基接頭處，極易在此處形成自然沉降，進而導致龜裂、塊裂的形成[1]。

1.4 施工方法不得當導致裂縫生成

許多未嚴格遵守施工方案的施工極易造成裂縫，如填土時局部未壓實、路基兩側密度不達標等，均易使路基發生程度不同的沉陷，形成縱向裂縫。當對舊路進行拓寬改造時，如新舊路基的銜接處理不符合技術規范的要求，也會導致新路基的壓實度不達標，繼而發生路基的不均勻沉降，形成裂縫。

2 大溫差地區路面裂縫形成因素分析

路面施工地域溫差較大，會對路面施工的多個指標產生影響，導致裂縫產生。因此首先應該注意選擇具有優質油源、適當針入度、延度、含蠟量及老化度等因素的瀝青。其次，要科學選定瀝青量、礦料成份和集料品種。第三，必須嚴格按照施工方案進行施工，預防裂縫的產生。

3 減少大溫差地區路面裂縫形成的重要因素控制

為了減少大溫差地區裂縫的形成，可以從以下幾個方面對油源、礦料成份、施工方法等重要因素進行控制：

3.1 瀝青性質等因素的控制

3.1.1 瀝青油源的選擇。瀝青油源決定了瀝青路面在低溫環境中承受拉伸應變的能力，所以選擇抗裂性好的油源對于防止瀝青路面產生裂縫是首要因素。

3.1.2 瀝青針入度。瀝青針入度反映了瀝青軟硬程度、稠度和抵抗剪切破壞的能力，表明了瀝青的相對黏度，是瀝青的主要質量指標。一般情況下，針入度是指在25℃的環境中，5秒測試時間內，100克的荷重下，標準垂直穿入瀝青試樣的深度（以1/10毫米為單位）。對于相同油源的瀝青，瀝青針入度大表示其具有較低的勁度模量，更不易產生路面裂縫。

3.1.3 瀝青延度。瀝青延度是指采用溫度為25℃、15℃、10℃、5℃的環境中，將8字形的瀝青樣件以5cm/min（低溫1cm/min）的速度拉伸直至斷裂時的長度，它是評定瀝青塑性的指標。延度越大代表瀝青的塑性越好[2]。其中15℃時的延度大小與低溫環境中裂縫的生成影響較大，可在選擇瀝青時將其列為選型要點。

3.1.4 瀝青老化性。瀝青老化性代表了瀝青路面的抗老化能力，可選擇一定時間內瀝青老化后亦可以保持瀝青的針入度、延度等使用要求的瀝青。

3.1.5 瀝青含蠟量。瀝青的含蠟量與其溫度敏感性相關，瀝青含蠟量大，則其脆性增加、溫度敏感性增加、拉伸應變減小，即其抵抗低溫裂縫的能力減弱。因此，可選擇含蠟量小的瀝青。

3.2 瀝青混合料成份的控制

3.2.1 瀝青用量控制。瀝青用量影響混合料應力松弛性能，瀝青用量增加會提高其混合料的應力松弛性能及收縮應變性能。

3.2.2 礦料成份控制。礦料成分指礦料的級配，不同級配的混合料的溫度應力增長規律的差異較大。對于粒徑粗的礦料來說，它可以增加混合料內部的微空隙，使其應力松弛極限溫度降低、溫度應力減??；對于礦粉來說，其可以增加混合料粘稠程度，降低其抵抗低溫裂縫的能力。通常情況下，可選用瀝青粘附性高的堿性碎石，同時可在混合料中摻入1～2%的水泥以提高瀝青與集料之間的結合力，從而提高瀝青路面的抗裂性能。

3.2.3 集料品種。集料品種影響集料與瀝青的粘附性，如果集料的粘附性較大，則瀝青混合料的結合力較高、抗拉強度增加，有利于降低其溫縮應力，從而減少裂縫的形成。

3.3 施工方法的控制

針對低溫裂縫產生的各種因素，應采取以下各項措施，盡量提高瀝青混凝土的抗裂性能，減少裂縫的產生：

3.3.1 接縫處施工控制。接縫處的施工直接影響著該部位抵抗溫縮應力的能力，因此應在處理接縫時保證施工面清潔平整，以免摻入碎石等雜物，造成路面接縫處存在溫縮應力集中釋放點，形成開裂。同時，應保證碾壓及攤鋪的溫度，以免因溫度過低，使新鋪層表面產生微裂縫，使日后路面表面的裂縫成為必然。

3.3.2 選材控制。選用優質油源的含蠟量低的稠油瀝青，對瀝青的抗老華性能、延性等性能進行檢測，擇優采購。同時，要在道路設計過程中，做好配比設計，控制配比的空隙率、穩定度，控制礦粉摻量，對粉膠比的控制應依地區特征進行選定[3]。

通過以上對路面裂縫的成因、大溫差地區裂縫形成的主要因素和主要因素的控制措施的簡要介紹，希望可以為深入此領域研究進行鋪墊，探尋更好的防止裂縫形成的方法。

參考文獻

[1]程四清.瀝青路面裂縫的形成及防治[J].山西建筑，2007（36）.

[2]張濤.瀝青路面產生裂縫的原因及預防措施[A].2013年8月建筑科技與管理學術交流會論文集[C].2013，08.

[3]郭忠印，李立韓.瀝青路面施工與養護技術[M].北京：人民交通出版社，2003.