市政道路工程瀝青路面裂縫成因與防治措施分析

白漫漫

（杭州余杭區(qū)交通項(xiàng)目管理有限公司，浙江杭州 311100）

0 引言

瀝青路面通常在市政道路工程中，由面層、基層、底層和墊層等多個(gè)部分共同組成，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定程度和持久性，但是，瀝青路面容易受到不同因素的干擾，產(chǎn)生裂縫問題，對市政道路工程的整體質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此，在未來的工作中，相關(guān)施工單位需要做好瀝青路面的施工質(zhì)量控制工作，進(jìn)一步研究和探索更有效的裂縫防治措施。

1 瀝青路面裂縫的成因

1.1 瀝青混合料性質(zhì)

1.1.1 柔性

瀝青混合料的性質(zhì)也對路面裂縫的形成產(chǎn)生重要影響。瀝青混合料中的瀝青膠黏劑具有一定的柔性，可以吸收和分散交通荷載的作用。然而，如果選擇的瀝青混合料性質(zhì)不符合道路的使用條件，或者油石比例不當(dāng)，瀝青路面易出現(xiàn)裂縫[1]。此外，瀝青混合料中的骨料也會(huì)對裂縫的形成起到一定的作用，如果骨料選擇不當(dāng)，尺寸過大或過小，會(huì)增加裂縫的產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。

1.1.2 黏度

瀝青混合料的黏度是一個(gè)重要的性質(zhì)指標(biāo)，決定了瀝青的流動(dòng)性和黏附性。黏度過高會(huì)導(dǎo)致瀝青與骨料無法充分結(jié)合，使得路面出現(xiàn)空鼓、剝離等問題。黏度過低，則會(huì)導(dǎo)致瀝青在高溫下軟化流動(dòng)，造成路面變形和沉陷。因此，瀝青的黏度需要控制在一定范圍內(nèi)，以確保瀝青路面正常使用。

1.1.3 穩(wěn)定性

瀝青混合料的穩(wěn)定性也是一個(gè)重要的性質(zhì)指標(biāo)。穩(wěn)定性是指瀝青混合料在受到外力作用時(shí)的變形抵抗能力。瀝青混合料穩(wěn)定性差，容易在交通荷載的作用下發(fā)生變形和裂縫，導(dǎo)致路面損壞[2]。因此，為了提高瀝青路面的穩(wěn)定性，需要在設(shè)計(jì)和施工過程中選擇合適的瀝青混合料配方，并采取適當(dāng)?shù)氖┕すに嚕_保混合料的穩(wěn)定性指標(biāo)達(dá)到要求。

1.1.4 抗剪強(qiáng)度

瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度也對路面的性能有重要的影響。抗剪強(qiáng)度是指瀝青混合料在承受剪切力時(shí)的抵抗能力，抗剪強(qiáng)度的高低直接影響著瀝青路面的承載能力和耐久性。通常,通過剪切試驗(yàn)得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)可以用來評估瀝青路面的質(zhì)量,確保其具備足夠的承載能力。瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度越高，其承載能力越大，能夠提高路面的耐久性和抗裂性能。因此，在設(shè)計(jì)和施工過程中，需要選擇抗剪強(qiáng)度符合要求的瀝青混合料，使路面承載能力更強(qiáng)，確保路面的抗剪強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

通過控制瀝青混合料的柔性、黏度、穩(wěn)定性和抗剪強(qiáng)度等性質(zhì)指標(biāo)，可以有效地防止瀝青路面的裂縫問題。因此，在市政道路工程瀝青路面的設(shè)計(jì)和施工中，必須重視對瀝青混合料性質(zhì)的控制和優(yōu)化，以提高瀝青路面的使用壽命和安全性。

1.2 交通荷載

交通荷載是市政道路工程瀝青路面裂縫形成的因素之一。在不同類型不同質(zhì)量的車輛行駛時(shí)產(chǎn)生的壓力和振動(dòng)帶來的交通荷載作用下，道路表面受到持續(xù)的壓力和沖擊，路面材料產(chǎn)生應(yīng)力集中，超過其承載能力，會(huì)對瀝青路面造成損傷。尤其是重載車輛經(jīng)過瀝青路面時(shí)，其輪胎和路面之間的接觸力會(huì)導(dǎo)致瀝青表面剪切變形和摩擦磨損，導(dǎo)致瀝青路面變形和破裂，從而使裂縫擴(kuò)展[3]。同時(shí)，交通荷載的頻繁作用也會(huì)加速路面老化和磨損，進(jìn)一步加劇裂縫的產(chǎn)生。鑒于此，要合理確定瀝青路面的厚度和強(qiáng)度，根據(jù)道路的交通量和荷載特性，選擇適當(dāng)?shù)臑r青混合料，并在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中增加具有一定的柔韌性和彈性的防裂層，吸收和分散交通荷載產(chǎn)生的應(yīng)力，減緩裂縫擴(kuò)展。

1.3 環(huán)境變化

除交通荷載外，環(huán)境因素也是瀝青路面裂縫成因的重要因素之一。在不同氣候條件下，瀝青路面受力和變形的方式也會(huì)有所不同，氣候條件是環(huán)境因素中對瀝青路面影響最為顯著的要素。氣候條件包括溫度、濕度等，隨著氣溫的變化，瀝青路面會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，從而產(chǎn)生應(yīng)力和變形，最終導(dǎo)致裂縫的形成。例如，在高溫季節(jié)，日曬和高溫會(huì)導(dǎo)致瀝青路面膨脹，而在低溫季節(jié)，冰凍和收縮則會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，此外，降雨和氣候濕度的水分對于瀝青路面的影響也不可忽視，水分的存在導(dǎo)致瀝青路面軟化和損傷，并且在凍融循環(huán)過程中，加劇裂縫的形成和擴(kuò)展，會(huì)加速瀝青路面的老化和損壞，增加裂縫的產(chǎn)生。特別是在雨水季節(jié)，大量雨水可能滲透到路面下方的基層，導(dǎo)致基層軟化和沉降，進(jìn)而引發(fā)瀝青路面的裂縫。

2 市政道路工程瀝青路面裂縫檢測方法

2.1 紅外熱像儀檢測法

紅外熱像儀檢測法是利用紅外熱像儀對路面進(jìn)行掃描，通過測量路面表面溫度的差異，快速地對目標(biāo)進(jìn)行定位和檢測來識(shí)別出可能存在的瀝青路面裂縫。紅外熱像儀操作簡單方便,是利用紅外探測器和光學(xué)成像物鏡，只需將其對準(zhǔn)被測區(qū)域,接受被測目標(biāo)的紅外輻射能量分布數(shù)據(jù)，即可將獲得直觀的熱圖反映到紅外探測器的光敏元件上,從而迅速查找出路面裂縫的位置和長度等關(guān)鍵信息，通過對檢測結(jié)果的分析，可以為后續(xù)的維修和防治工作提供科學(xué)依據(jù)。

2.2 地電法檢測法

地電法檢測法是利用地電儀等設(shè)備進(jìn)行電阻率的測量,通過數(shù)據(jù)處理方法將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為地下物質(zhì)的分布模型。地電法檢測法利用地電儀等設(shè)備檢測電流在路面裂縫處的流通情況，識(shí)別瀝青路面裂縫。該方法具有操作簡單、設(shè)備成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，可以快速準(zhǔn)確地確定裂縫的位置和長度。此外，地電法檢測法還能夠區(qū)分出不同裂縫的類型，為路面維修和防治提供科學(xué)依據(jù)。

2.3 聲波檢測法

聲波檢測法是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下，對被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種檢測手段，采用超聲波技術(shù)對路面進(jìn)行掃描，通過測量聲波在路面內(nèi)部傳播的速度和路徑的改變，來確定瀝青路面是否存在裂縫。該方法的準(zhǔn)確性高，對裂縫的檢測和定位具有較強(qiáng)的敏感性，可以快速準(zhǔn)確地評估裂縫的程度和位置。通過聲波檢測法，可以及時(shí)掌握路面裂縫的情況，為后續(xù)維修和防治工作提供重要參考。

2.4 無損檢測法

為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)瀝青路面裂縫，采用合適的檢測方法是必不可少的。無損檢測法作為一種重要的技術(shù)手段，通過對路面進(jìn)行非破壞性的檢測，可以對瀝青路面裂縫進(jìn)行準(zhǔn)確、有效的檢測和分析，有效地評估和分析路面裂縫的情況[4]。常用的無損檢測法主要通過光譜、聲波和電磁等技術(shù)手段檢測瀝青路面的裂縫情況，在瀝青路面維修和防治中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，壓實(shí)度無損檢測以核子及無核密度儀、探地雷達(dá)波檢測方法以及車載檢測方法等為代表性方法。通過合理選擇和應(yīng)用無損檢測方法，可以提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，為制定有效的防治措施提供參考依據(jù)，提高瀝青路面維修和防治的效率和質(zhì)量，保障道路的安全性和可靠性。

2.5 評定指標(biāo)法

評定指標(biāo)法是一種常用于檢測瀝青路面裂縫程度和評估路面損傷程度的方法。評定指標(biāo)法通過采用一系列衡量裂縫特征和裂縫嚴(yán)重程度的指標(biāo)，評估裂縫的大小、分布和形態(tài)等指標(biāo)，從而得出裂縫程度的評定結(jié)果，判斷路面裂縫的嚴(yán)重程度。在瀝青路面裂縫防治中，評定指標(biāo)法被廣泛應(yīng)用于路面維護(hù)和修復(fù)的決策過程中。評定指標(biāo)法的關(guān)鍵在于制定合適的指標(biāo)體系，根據(jù)不同類型的路面裂縫和路面損傷程度，確定適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)來進(jìn)行評定。常用的指標(biāo)包括裂縫長度、裂縫寬度、裂縫面積、裂縫密度等，這些指標(biāo)能夠客觀地反映出路面裂縫的情況，并根據(jù)指標(biāo)的測量結(jié)果進(jìn)行綜合評估，為路面維護(hù)和修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

評定指標(biāo)法的實(shí)施需要先對路面進(jìn)行測量，獲取裂縫的特征數(shù)據(jù)。常見的測量設(shè)備有高精度攝像機(jī)、激光掃描儀等，能夠快速、準(zhǔn)確地獲取路面裂縫特征。獲取的數(shù)據(jù)通過計(jì)算和分析，并根據(jù)指標(biāo)體系進(jìn)行評定。評定結(jié)果可以為道路管理部門提供路面維護(hù)措施的決策依據(jù)，以保證路面正常使用和安全性。評定指標(biāo)法的優(yōu)勢在于其客觀性和科學(xué)性。相比其他方法，評定指標(biāo)法能夠以數(shù)據(jù)為依據(jù)，排除主觀因素的影響，減少判斷的主觀性，提高判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。此外，該方法還具有操作簡便、成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)，適用于大面積路面的檢測和評定。

3 市政道路工程瀝青路面裂縫防治措施

3.1 防裂層鋪設(shè)

瀝青路面裂縫是市政道路工程中常見病害之一，引起廣泛關(guān)注。其中，防裂層鋪設(shè)作為一種常見的防治措施，被廣泛應(yīng)用于道路工程中。防裂層鋪設(shè)是通過在基層面上添加一層防裂劑的特殊方式，增加路面層厚度，以減少瀝青路面裂縫的發(fā)生和擴(kuò)展。防裂劑這種材料通常由高聚物改性瀝青混合料制成，能夠在路面受到交通荷載和環(huán)境因素的作用時(shí)，有效地緩沖和分散應(yīng)力，促使瀝青收縮率降低50%，有效防止瀝青路面裂縫產(chǎn)生。此外，防裂層還具有較好的耐老化性能和抗液體滲透性能。在鋪設(shè)防裂層之前，需要依據(jù)不同情況采取對應(yīng)的防開裂處理，通過對基層進(jìn)行清潔、修補(bǔ)和除塵處理，以確保防裂層的附著力和穩(wěn)定性。然后，選擇適當(dāng)?shù)牟牧线M(jìn)行鋪設(shè)，保證其厚度和均勻性。施工時(shí)，注意防止異物進(jìn)入，防止起皺、開裂等缺陷，保證防裂層完整性和質(zhì)量。

防裂層鋪設(shè)的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。首先，能夠有效減少路面裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，提高路面的使用壽命。其次，由于防裂層的材料具有較好的性能，能夠增強(qiáng)路面的承載能力和抗沖擊性，提高道路的安全性和舒適性。此外，防裂層材料質(zhì)輕、施工速度快，能夠節(jié)約工期和成本，提高工程效率。然而，防裂層鋪設(shè)也存在一些問題需要解決。一方面，選擇合適的材料和施工方法對防裂層鋪設(shè)的效果起著至關(guān)重要的作用。另一方面，施工人員需要加強(qiáng)對防裂層的維護(hù)和管理，及時(shí)修復(fù)損壞和老化的部分，以確保其持久性和穩(wěn)定性。

3.2 冷再生及熱再生修復(fù)

冷再生及熱再生修復(fù)是瀝青路面裂縫防治中常見和有效的方法，冷再生修復(fù)是溫度低時(shí)進(jìn)行再生處理,熱再生修復(fù)是溫度極高時(shí)進(jìn)行處理,擁有本質(zhì)上的差別，冷再生及熱再生修復(fù)通過回收利用損壞材料，不僅可以降低修復(fù)成本，還能減少對新材料的需求，有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。一方面，冷再生修復(fù)是指通過冷再生設(shè)備將損壞的瀝青路面破碎，并進(jìn)行篩分、攪拌、再生等步驟，將再生瀝青與新拌制的瀝青混合料混合后再鋪設(shè)在路面上。冷再生修復(fù)的核心理念是將損壞的瀝青路面材料重新利用，減少對新材料的需求，同時(shí)也能減少對環(huán)境造成的污染。另一方面，相比之下，熱再生修復(fù)更為復(fù)雜一些。熱再生修復(fù)的主要步驟包括熱再生設(shè)備的預(yù)熱，破碎與篩分，再生材料加熱、攪拌、再生和翻料等。在此過程中，損壞的瀝青路面材料會(huì)被破碎，并經(jīng)過篩分后與再生劑和新材料混合，形成具有一定強(qiáng)度和穩(wěn)定性的再生瀝青混合料。最后，再生瀝青混合料會(huì)被重新鋪設(shè)在路面上，從而實(shí)現(xiàn)對裂縫的修復(fù)和防治[5]。

冷再生及熱再生兩種修復(fù)方法還具有可行性較強(qiáng)、施工周期較短的優(yōu)勢，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)，通過將已經(jīng)損壞的路面材料重新加工利用，降低資源浪費(fèi)的同時(shí)進(jìn)行修復(fù)和加固，完成對裂縫的修復(fù)工作，從而提高路面的抗裂性能，降低裂縫的產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)，盡快恢復(fù)道路的正常通行。然而，冷再生及熱再生修復(fù)方法也存在一些問題和挑戰(zhàn)。例如，在冷再生修復(fù)過程中，由于再生材料與新材料混合使用，可能導(dǎo)致材料的物理性能和工程性能的差異，從而影響修復(fù)后道路的使用壽命和質(zhì)量。此外，熱再生修復(fù)的設(shè)備和工藝相對復(fù)雜，需要特定的設(shè)備和操作技術(shù)支持。因此，在實(shí)際應(yīng)用中需要具備一定的專業(yè)性，綜合考慮材料的性能、工程質(zhì)量、設(shè)備和技術(shù)的條件等因素，通過加強(qiáng)對再生材料的研究和使用，處理路面基層，通過加固基層的承載能力，減輕瀝青路面受到的荷載影響，降低裂縫發(fā)生的可能性，進(jìn)一步提高路面的使用壽命和質(zhì)量[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，瀝青路面出現(xiàn)裂縫問題，不但會(huì)影響道路使用期限，還會(huì)影響人們行車安全，瀝青路面裂縫防治在市政道路工程施工中發(fā)揮著重要意義。在實(shí)際施工中，需要查明瀝青混合料性質(zhì)、交通荷載、環(huán)境變化等方面的瀝青路面裂縫產(chǎn)生原因，并采取相關(guān)措施進(jìn)行預(yù)防處理。為從根源上減少裂縫問題的出現(xiàn)，保證瀝青路面整體質(zhì)量，給人們出行提供良好的環(huán)境，需要應(yīng)用紅外熱像儀檢測法、地電法檢測法、聲波檢測法、無損檢測法、評定指標(biāo)法等裂縫檢測法對市政道路工程施工過程是否存在瀝青路面裂縫進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測，通過實(shí)施防裂層鋪設(shè)、冷再生及熱再生修復(fù)技術(shù)，科學(xué)合理設(shè)計(jì)市政道路工程，嚴(yán)格把控原材料品質(zhì)，加強(qiáng)市政道路工程施工過程中的路面施工質(zhì)量控制，及時(shí)進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)。