瀝青混凝土路面裂縫的成因及防治

高欣華

隨著我國公路建設飛速發展,越來越多的路面投入了運營,一些較為嚴重的病害就突顯出來,尤其是瀝青混凝土路面裂縫病害較為普遍,從表觀來看有橫向裂縫、縱向裂縫、網狀裂縫,本文著重對瀝青混凝土路面的橫向裂縫和縱向裂縫形成的原因進行分析。

1 橫向裂縫和縱向裂縫產生的原因

1.1 橫向裂縫

橫向裂縫與道路中線基本垂直,從瀝青混凝土路面開裂的主要原因分析,可分為兩大類:荷載型裂縫和非荷載型裂縫。

1.1.1 荷載型裂縫

荷載型裂縫是在車輪荷載反復作用下,路面會產生彎拉疲勞裂縫,基層的底部產生拉應力,該拉應力大于基層的抗拉強度時,底部就很快開裂并反射到瀝青混凝土表面。

1.1.2 非荷載型裂縫

1)由于瀝青混凝土配合比不當、攪拌不均勻、施工質量沒保障造成的路面整體強度不足而產生裂縫。

2)由于路面基層設計不合理、配合比設計不當、拌和、施工等方面的原因造成基層承載力差,產生裂縫而反射到面層。

3)由于施工縫未處理好,接縫不緊密。

4)外界溫度的變化是產生橫向裂縫的主要原因,隨著溫度的下降,瀝青混凝土面層開始收縮,當收縮的拉應力大于混合料的抗拉強度時,路面出現裂縫。

1.2 縱向裂縫

與行車方向基本平行,縱向裂縫產生的原因主要有以下幾種:

1)拓寬路段與老路基交界處沉降不均勻,路基發生滑動,將路面拉裂,出現道路縱向裂縫。

2)縱向溝槽回填土壓實質量差,自然沉陷或車輛荷載作用下產生縱向裂縫。

3)縱向接縫處理不合理而產生的裂縫。

2 裂縫形成后對道路的危害

1)道路出現橫向裂縫要及時治理,否則灌進雨雪水冬天凍融后,對道路的破壞將非常嚴重。輕者表現為裂縫部位鼓脹,沿裂縫逐漸形成微量凍融松散灰土粉化,材料密度降低,將面層材料拱起,出現驢脊背現象;隨著病害的發展,沿裂縫灌入的雨雪水存于水泥碎石與瀝青路面的結合層之間,由于行車碾壓推擠摩擦作用,將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用唧出。如遇連陰雨天氣水泥碎石層以上灌入的雨雪水使路面出現嚴重推擠,將瀝青粒料和水泥碎石粒料磨成漿狀物唧出,即通常所說的唧漿病害。形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下長期出現唧漿,路面出現坑凹,甚至出現搓板路,隨時間的推移,將導致龜裂病害的發生。嚴重時路面粒料被行車推擠帶走,出現路表面開裂性坑槽。

2)道路縱向裂縫如治理不及時,長時間雨雪水的灌入,行車道在重載車的作用下,嚴重時會對路面產生條塊形碎裂,對行車的影響非常大。

這些病害如得不到及時治理,對社會車輛形成一種潛在的危害,也極大地縮短道路的服務壽命,給國家造成極大的經濟損失。

3 道路裂縫病害的治理措施

瀝青混凝土路面產生裂縫的原因很多,需要綜合分析,我們應該合理設計、準確施工、及時養護,采取切實可行的措施減少和防止瀝青混凝土路面裂縫的產生。

1)設計方面:必須根據道路等級、交通量、自然地基地質情況、道路情況和施工季節等綜合因素計算設計路面厚度;瀝青混凝土的級配設計時,要根據瀝青混凝土面層類型、施工條件、氣候環境、施工季節、礦料的分布和性質及尺寸等因素確定瀝青的標號,保證瀝青的低溫抗裂性和高溫穩定性。瀝青混合料的骨料設計優先選用堿性石料且級配良好、針片狀骨料。

2)施工方面:嚴格控制半剛性基層施工時的含水量,碾壓時選擇合理機械,完成后要及時養生,防止因基層產生裂縫反射到面層,養生結束后,應立即噴灑稀釋瀝青或瀝青乳液,并撒3 mm～8 mm的碎石,做成下封層以使保護基層中的水分不致迅速失去。下封層做完后,應盡快鋪筑瀝青面層;瀝青混合料各層攤鋪時要滿足各層最小厚度要求,盡可能連續作業,避免冷接縫,如不能避免,應先將已壓實的攤鋪邊緣切割整齊,烤熱接縫壁并涂刷粘層瀝青,再攤鋪新料;對于軟土、填土地基在上部結構施工前應進行必要的補強措施;對于舊路加寬改造,接槎處采取階梯式填筑方式,并加強壓實,使新舊路基強度和均勻性保持一致,避免縱向裂縫的產生。

3)養護方面:提倡預防性養護,及時維修各類裂縫病害,一般可根據裂縫的寬度和深度確定具體的修補工藝,常用修復裂縫的方法有 4種:壓漿法、普通瀝青灌縫法、SBR改性乳化瀝青灌縫法和進口灌縫膠修補裂縫法;完善路基路面的排水設施,確保路面排水順暢,基層與面層之間不得形成“蓄水槽”。

4 結語

隨著科技的不斷進步,道路裂縫的防治會有更先進的措施。

[1] 童 徽.瀝青混凝土路面裂縫原因分析及防治措施[J].山西建筑,2009,35(24):309-310.