淺析瀝青路面裂縫的產生原因及防治

張明喜

(新疆道路橋梁工程總公司第一工程處)

0 引言

隨著國內城市化進程的加速，以市政道路為基本骨架的交通基礎設施的建設規模也不斷擴大，在市政道路建設中瀝青混凝土路面以其平整度好、施工無接縫、行車舒適以及噪音小、易于維護等特點而被廣泛應用，但由于材質、技術以及施工等諸多因素影響導致瀝青路面不同程度的出現各類裂縫，裂縫的出現直接影響了行車速度、安全等使用品質，并對路面的使用壽命及道路投資效益均會產生明顯的負面效應，因此對瀝青混凝土路面裂縫進行預防處治研究對延長路面使用功能、使用周期，保障道路投資效益具有現實意義。

1 瀝青路面裂縫成因分析

1.1 設計因素

設計過程中對瀝青標號選用不合理，由于瀝青膠結料對溫度敏感性強，材料低溫性能不能滿足區域內溫度變化導致溫度應力產生引起裂縫;路面結構設計不合理或路面厚度不夠，或由于對路面設計年限內交通量的增長估算偏小導致設計路面強度不足而無法適應車輛荷載要求，導致路面裂縫的生成;地面下水電管線埋深不足，導致由于基層壓實不平而引起路面開裂。

1.2 材料因素

市政道路多采用收縮性較小的半剛性基層，而面層瀝青油源、低溫延性、勁度以及抗老化性能等品質均影響瀝青混凝土性能，或瀝青混合料過細，油石比過低或燒制過火;混合料內集料級配不合理或石料偏少，以及瀝青原料延性差或混合料粘接力過低等均會導致裂縫的形成;傳統市政道路基層多采用石灰土基層作為主要承重結構，該結構無法滿足大量交通荷載要求，因此由基層破損逐步發展到路面破損，同時半剛性基層材料選擇差異也會導致因其收縮性能不同而引起裂縫生成。

1.3 施工因素

路基填土壓實度不足導致路基產生不均勻沉降，或接縫部位壓實度不足而在荷載作用下生成裂縫;半剛性基層產生的干燥收縮、低溫收縮過程中產生的收縮應力大于基層的極限抗拉強度或基層在鋪筑時隨混合料水分減少而產生的干縮應力均導致裂縫生成;基層混合料的離析或因碾壓不密實、機械組合不合理等因素導致基層上部細料上浮而形成強度較弱的薄層，其在荷載作用下生成裂縫;半剛性基層養生不足或養生未撒布封層或透油層，導致暴曬時間過久而產生裂縫;施工填土壓實度不夠導致路基不均勻沉降產生而生成裂縫;混合料攤鋪時間過長，表面溫度過低或內部溫度較高時采用重型機械碾壓導致路面表層切斷而出現裂縫;對施工縫處理不當、接茬部位碾壓不正確而導致裂縫生成，碾壓時壓路機加減速過猛或轉向時速度過快導致裂縫生成。

1.4 荷載因素

隨著車輛增多超載現象也越來越多，超載車輛累計軸次增大會導致設計彎沉值減小，并且超載車輛的振動沖擊也會對路面產生一次性破壞作用，行駛中超載車輛剎車以及上下坡過程中對瀝青面層也形成剪切破壞，并且超載會導致超出路面基層的設計抗拉強度而導致底層提前產生拉裂。

1.5 環境因素

在寒冷季節施工時環境溫度低于要求溫度時，瀝青面層或半剛性基層由于低溫收縮產生收縮裂縫或干縮裂縫，在新舊路面交接部位由于不均勻沉降而導致裂縫生成;在舊路面表層加鋪瀝青面層時原路面上已有裂縫可反射到瀝青面層而生成反射裂縫等。

2 瀝青路面裂縫防治措施

2.1 設計措施

選用抗沖刷性能好、干縮系數和溫縮系數小、抗拉強度高的半剛性材料做基層，并選用松弛性能好的優質瀝青做瀝青面層;結合當前多采用較粗級配及具有較強的抗滑抗車轍能力的材料，但該類材料空隙率偏大、荷載傳遞能力較差且耐疲勞能力相應下降，因此在設計時應選用含蠟量低、抗老化及高溫性能較好的改性瀝青或瀝青瑪蹄脂碎石混合料，并應嚴格控制配合比設計，對空隙率及穩定度應適當調整，在滿足穩定度要求下優先選用針入度較大的瀝青;為進一步提高表面層抗溫度裂縫性能可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在表面做封層;可設置應力消減層作為中間層;滿足瀝青面層厚度滿足集料最大公稱尺寸三倍的要求，并可適當增加結構層厚度以提高路面承載力要求;若勘察資料顯示地下水位偏高則無論水流大小均應對其進行處理，對分散水源應設置縱向橫向網狀盲溝，對上邊坡滲水應設置腹式盲溝;在瀝青符合密度、空隙率、飽和度、穩定度等指標的前提下可適當降低瀝青用量以降低油石比。

2.2 材料控制

選用松弛性能較好的優質瀝青做面層以保證其針入度、延度等指標，若缺少優質瀝青則應在瀝青內摻加石棉或木質纖維或采用較厚的瀝青面層以減少或延緩由于半剛性基層產生的反射裂縫;并在滿足馬歇爾穩定度的前提下選用針入度較大的瀝青做面層來有效防止因低溫收縮及高溫疲勞作用導致的裂縫;拌合物集料應采用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強并與瀝青粘附性好的材料，并應盡量選用堿性材料，如選用酸性材料則必須在其內加入抗剝落劑來確保混合料的抗剝落性能，并應采用合理級配以保證混合料的高溫穩定性、抗疲勞性以及耐久性等。

2.3 施工控制

嚴格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量不超過最佳含水量;確保填料內不含淤泥、腐殖土等有機物，路基施工中應嚴格按照路基的填筑工藝確保路基的強度，填料應首選石、礫、砂類土而嚴禁采用有機質土，路基填筑必須按照壓實標準進行分層填筑，并嚴格控制每層的松鋪厚度，且邊填筑邊壓實;應保證混合料在最佳含水量狀態下進行碾壓，并應控制最佳含水量并改進碾壓辦法以保證其強度，避免由于過振過濕導致基層頂面形成灰漿硬殼;盡量采用全幅攤鋪方式進行面層施工，若不具備條件則可安排兩臺攤鋪機前后緊跟的方式進行施工以確保混合料熱接，如必須存在施工冷縫則應將已經壓實的邊緣切割整齊并將浮料清除，以熱混合料敷貼至接縫部位，在該部位預熱軟化后將貼料清除，并在接縫壁涂刷粘性瀝青后進行混合料攤鋪;在碾壓過程中應控制碾壓速度在2 m/min左右以免混合料空隙過大;碾壓過程中應嚴禁車輛在新壓路面上調頭;整個碾壓過程應遵循初壓、復壓和終壓的不周進行以確保壓實度、表面穩定性以及表面平整度;施工中若出現裂縫則應及時將路面內雜物清理并進行處置以免積水等物質進入基層影響路面使用壽命，對較寬縫隙可采用灌縫處理，在灌縫前應先將縫內雜物清除，并保持縫隙干燥，并在灌縫后撒布粗砂或石屑。

2.4 超載措施

為避免由于超載對路面的影響可適當增加路面厚度或采用更為優質材料來提高路面的整體強度;并可增加車輛的后軸等措施來改善其對路面造成的早期破壞;并應從嚴執法限制超載車輛運輸，減少其對路面造成的早期破壞。

2.5 修筑防裂路面

研究表明面層反射裂縫受瀝青面層厚度影響較大，當面層厚度超過15 cm時則可有效防止由于受拉疲勞所產生的裂縫，并可降低由于車輛荷載引起的剪應力，因此應盡量保證路面厚度，當無法保證該厚度則可采用焊縫的措施進行處理，即用瀝青油將裂縫填筑不滿來防止裂縫的發展;還可在面層與基層間設置瀝青碎石中間層、低粘度瀝青混凝土層等均勻應力吸收層，也可在瀝青路面加鋪土工格柵等措施來改善瀝青路面的主要功能，并有效控制車轍、反射裂縫和疲勞裂縫的發生。

2.6 提高路基區域內的強度和穩定性

路基工作區內的強度主要是在填筑過程中形成的，因此必須嚴格控制路基的填筑工藝確保其強度;壓實度是反映路基強度的重要指標，也是提高路基強度和穩定性的最為經濟、最有效的技術措施，因此在施工中應確保其達到規定要求;填土層厚度也在一定程度上影響壓實度，施工中應控制每層松鋪厚度不超過30 cm;由于路面底以下80 cm路床是路基的關鍵部位，因其直接承受和吸收路面的擴散應力，因此其應有足夠的強度和穩定性，因此當開挖后發現有地下滲水應選用較好材料進行回填，對土質較差部位應進行換填或采用摻灰處理以確保其強度。

3 結語

裂縫是瀝青路面主要病害之一，其一旦發生則會影響路面的使用功能及使用壽命，其發生原因主要是混合料性質、組成及施工等多種因素，因此只有從全方位、全過程進行控制才能確保其施工質量，實現路面的經濟效益和社會效益。

［1］ 孫立軍，等.瀝青路面結構行為理論［M］.上海:同濟大學出版社，2003.

［2］ 沈金安.改性瀝青與SMA路面［M］.北京:人民交通出版社，1999.

［3］ 沙慶林.高級公路半剛性基層瀝青路面［M］.北京:人民交通出版社，1999.