瀝青砼路面裂縫產生的原因及防治措施

摘要：公路路面的分類，瀝青砼路面裂縫產生的原因及防治措施。

關鍵詞：路面類型 瀝青砼 裂縫類型 防治措施

1 路面分類

現有路面主要分為剛性路面（水泥砼路面）、柔性路面（瀝青砼路面）兩種，由于柔性路面（瀝青砼路面）在行車的舒適性、噪音等方面遠超剛性路面（水泥砼路面），公路路面特別是高等級路面越來越多的使用瀝青砼。

瀝青混凝土路面是加熱到一定溫度后拌和，經攤鋪壓實而成的路面面層，它的主要材料是適當比例的各種不同大小顆粒的集料、礦粉和瀝青。它有多種分類方法，較普遍的分類方法是按其施工方法、技術品質和使用特點分為：路拌瀝青碎（礫）石混合料路面和瀝青表面處治路面、瀝青貫入式路面、瀝青砼路面、廠拌瀝青碎石路面。按瀝青材料品種不同分為：渣油路面、天然瀝青路面、煤瀝青路面和石油瀝青路面。按集料種類不同分為：瀝青砂、瀝青砼、瀝青碎石混合料等。

2 瀝青混凝土路面裂縫類型

許多高速公路路面在通車一年后平整度衰減很快，有的通車時間不長就出現了橋頭跳車和路面早期破壞，特別是裂縫的產生，致使其使用性能大大降低，達不到設計的要求，如何防治瀝青路面的裂縫，提高其性能已成為一個主要課題。

一般來說，瀝青混凝土路面裂縫大體分為兩種類型：一種是荷載型裂縫，即主要由于行車荷載作用下產生的裂縫。寧徐公路北段是江蘇省連接南京與蘇北的重要通道，其設計等級為二級，路面寬9米，路面結構為20cm二灰碎石+4cmAC16瀝青砼+3cmAC13瀝青砼，從1999年開始，幾次翻修，可往往不久就出現大面積裂縫，表現形式面層呈龜裂狀，裂縫縱橫交錯，縫寬在1mm以上，縫間距離在10cm以下，裂縫面積在1m以上。通過實地調查，裂縫主要是體現在瀝青上面層，瀝青下面層及基層（二灰碎石）基本完好，是典型的荷載型裂縫。

2.1 瀝青砼面層產生裂縫的原因

經過調查，瀝青砼面層產生裂縫的原因如下：①隨著經濟的發展，車流量日益增多，特別是重車增多，同時臨近正在修建高速公路，各種建材均從該公路通過，在車輛荷載下，拉應力大于其本身的抗拉強度，直接導致面層出現裂縫。②本段路屬于北方地區，經過冰凍水的侵入發展而成，縱橫裂縫出現后，繼續擴展。③瀝青層的厚度不足，加速了網狀裂縫的形成，水分侵入，導致層間結合較差。

如果任由裂縫發展，該段路路況不可堪憂，可其設計等級為二級，采取增加路面層厚度等方法勢必增加其投入，好在隨著臨近高速公路的通車，該段路車流量減少一半，通過最后一次大修，幾年下來，其路況基本完好，可見，行車荷載是瀝青砼路面產生裂縫的一大主因。

瀝青砼路面裂縫另一種是非荷載型裂縫，其產生原因比較復雜，主要有兩種，一種主要是以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫；另一種是基層裂縫所導致的反射裂縫。

與寧徐公路翻修同期修建的還有一條溝通市縣的一級公路，在瀝青路面還在鋪筑的期間，就出現規則的橫向裂縫，順著裂縫鉆芯取樣，發現基層（二灰碎石）對應位置均有貫通裂縫。

二灰碎石基層屬于石灰工業廢渣穩定土基層的一種。它是由石灰、粉煤灰和具有一定級配的碎石加水拌合，經攤鋪壓實后所形成的基層。這種基層具有強度高、板結性好、抗水毀能力強、分布荷載能力大，資源豐富和造價低廉等許多優點，但在其上修建的瀝青路面往往建成通車1年左右會相繼出現裂縫，在二灰碎石施工階段，由于配合比、溫度、濕度等原因造成的早期裂縫，則更為迅速的反映到瀝青砼面層上。

2.2 防治措施

①控制二灰碎石施工工藝，縮短其拌合、攤鋪、碾壓成型的時間，特別是灑水養護，以防止其出現早期裂縫。②基層改用水泥穩定碎石，水泥穩定碎石是近幾年新興的用于高等級公路底基層、基層施工的一種半剛性路面結構型式。作為瀝青混凝土的下承層，因其具有良好的板體性、水穩性和抗凍性，相對于二灰碎石而言，其結構縫減少，對瀝青砼路面造成的反射裂縫也就減少。③對現有裂縫，瀝青面層必須鑿除，長與裂縫等長，寬1.5米，將乳化瀝青分次灌入二灰碎石裂縫中，必須灌滿整個裂縫，再在裂縫上鋪設1米款玻纖格柵，最后補上瀝青砼，瀝青砼施工過程中不得將玻纖格柵推移、起皺，同時注意接縫的平整。

2.3 瀝青砼裂縫產生的自身原因

瀝青砼裂縫的產生除了外因車輛荷載引起的荷載型裂縫、基層引起的反射性裂縫外，其自身的原因也挺多，主要是以下幾個方面：①瀝青砼主要分為懸浮型、懸浮密實型及骨架型。前兩種的強度主要體現在瀝青的粘結作用，時間長了，瀝青容易產生疲勞型老化，最終導致裂縫的產生，骨架型因為有了骨料的嵌擠效應，其強度、抗車轍、抗裂縫的性能有明顯的提高，近來在高速公路上得到廣泛使用，但骨架型對瀝青的選擇、施工工藝的要求相對提高。②瀝青的選擇。溫縮裂縫產生主要是與瀝青有關，一般認為，因溫度下降而造成路面開裂，它與瀝青混合料的體積收縮有關，這種裂縫是由表面開始發裂逐漸發展成為裂縫，即溫縮裂縫。由于瀝青路面結構層通常位于路表，直接接受氣溫變化。當溫度下降時，瀝青面層就會產生收縮變形。不同于水泥混凝土路面，瀝青路面沒有收縮縫，于是這種變形就會受到基層對路面的摩阻力和路面無限連續板體對收縮變形的約束作用，使瀝青面層內部產生拉應力。而這種拉應力大于瀝青的粘著力，就出現了裂縫。不同類型的瀝青對溫度的敏感性、稠度即粘著力不同，其抗應變能力也就不同。③骨料的選擇。瀝青砼的強度是靠瀝青與骨料相互粘結體現，骨料除自身的抗壓強度外，與瀝青的親附性尤其重要，親附性與骨料巖性有關，加工后的骨料還要檢查其粒徑、針片狀含量，尤其要注意其含泥量不得超過1%。

3 施工過程導致瀝青砼裂縫的原因

瀝青砼裂縫除了設計（配比、厚度）、外因（溫度、荷載、基層裂縫）、內因（原材料的物理、化學特性外），與施工工藝也有很大關系，主要體現在以下幾個方面：①拌和溫度過高或者在儲料倉中存儲時間過長，瀝青本身老化，瀝青混合料質量差，拌和時間過長，導致混合料抗變形能力降低而易產生的裂縫。②攤鋪過程中的間斷，導致攤鋪機下的混合料溫度過低，碾壓不密實，前后不連貫，在此處就形成薄弱段，就容易形成裂縫。③攤鋪作業盡可能連續，盡量避免冷接縫。如不能避免，用新的熱混合料敷貼到接縫部位，使冷料部位預熱軟化，冷接縫應按照要求先將已壓實的攤鋪帶邊緣切割整齊，清除浮料，清除敷貼料后，再攤鋪新的瀝青混合料，向接縫壁涂刷0.3～0.6kg/m的粘層瀝青。④上下層施工間隔太長，泥灰等雜物侵入下層瀝青砼中的空隙，導致上下層粘結較差，不能形成一個整體，在行車阻力的作用下，造成上下層的推移效應，所以在瀝青面層攤鋪前，認真檢查下承層的施工質量，以保證層間結合，同時還要清除泥灰等雜物，并噴灑0.7—1.1L/m2的透層油。

⑤充分壓實橫向接縫。碾壓時，鋼輪伸入新攤鋪部位15cm左右，壓路機先在橫向接縫已壓實的路幅上，然后每壓一遍向新鋪層移動15～20cm，在轉入縱向碾壓前，壓路機一定要完全進入新的攤鋪層。

4 裂縫的處理措施

瀝青路面裂縫產生的原因很多，后期不管怎樣處理，都只能治標不治本，所以，在設計階段就要充分考慮車流量、行車荷載，以便合理設計路面結構，包括基層的設計，以及瀝青砼面層的厚度、配比等。施工過程中必須按照《公路瀝青路面施工技術規范》中的相關要求嚴格施工，做到預防重于處理。當然，為防止水等有害物質侵入，影響道路使用壽命，對于已出現的裂縫，要及時予以處理，對于細裂縫(2～5mm)可用乳化瀝青進行灌縫處理；灌縫前，必須清除縫內、縫邊碎料、垃圾等，并保證縫內干燥；對于大于5mm的粗裂縫，可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進行灌縫處理；灌縫后，表面應灑布粗砂或3～5mm的石屑。