公路瀝青路面裂縫成因分析及防治措施探析

韓玉娟

摘要：在公路瀝青路面的使用當中，由于經過長期的應用以及存在的自然因素和大量的車輛荷載等問題的作用，有時會產生很多種影響路面使用功能的裂縫，影響了使用功能，本文就此進行簡要分析。

關鍵詞：公路瀝青路面；裂縫；成因；防治措施；

瀝青路面一般是由道路石油瀝青、液體的石油瀝青、煤瀝青、乳化石油瀝青以及不同種類的改性瀝青作為主要的結合料，并對其粘結各種礦料從而來修建的公路路面。在公路路面的應用當中，其中瀝青路面是具有比較安全、快速、以及較舒適的主要功能，并且它已經成為在公路路面中最為重要的建設結構。所以在公路建設及養護中必須重視裂縫的預防，分析它產生的原因，做出科學合理的處理措施，對于延長它的使用壽命，減少養護成本有著重要意義。

一、公路瀝青裂縫形成的原因

1、公路瀝青路面載荷過重。目前，造成公路瀝青路面裂縫的原因有很多，其中，公路車流量較大，重載車輛數量越來越多，很多載重車輛嚴重超載，是其荷載裂縫的主要原因。車輛在公路上行駛時，車輪的載荷使得公路基層底部出現拉應力現象，這種拉應力一旦超出基層的抗拉強度，就會造成基層底部裂紋及裂縫的出現。如果公路基層底部長期處于這種載荷狀態下，基層的裂縫就會延伸及公路的瀝青層面，這種情況下，瀝青層面的裂縫主要是網狀裂縫。

2、由于瀝青面層溫度變化而產生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫，稱之非荷載裂縫。瀝青路面面層溫縮裂縫分為兩種：一種是低溫收縮裂縫，即瀝青混合料在較高溫度下，具有良好的應力松弛性能，溫度升降產生的變形不至于產生過高的溫度應力。但在冬季，隨著溫度的下降，瀝青混合料的應力松弛不及溫度應力的增長，面層材料中產生的收縮拉應力一旦超過瀝青混合料的抗拉強度，瀝青面層就會開裂。由于瀝青面層的厚度都不很大，收縮所受到約束力小，所以低溫裂縫主要是橫向裂縫。另一種是由于溫度反復升降導致溫度應力疲勞，是混合料的極限應變變小，又加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應力松弛性能降低致使瀝青勁度增高，應力松弛性能降低致使瀝青面層產生疲勞開裂，其開裂的主要形式為橫向裂縫。

3、反射裂縫。若面層以下的半剛性基層產生裂縫并產生垂直和水平位移，其中車輛荷載導致下臥路面結構在裂縫部位出現差動位移表現為垂直位移，基層內溫度或水分變化導致的膨脹和收縮導致基層產生的水平位移最終表現為水平位移，該種裂縫一般自下而上出現，且面層越薄則裂縫形成越早且縫隙越多；對于新鋪筑的基層隨著內部水分減少而產生干縮應力，水分減少的越快則產生的干縮應力越大，若在已經產生干縮裂縫的半剛性基層表面鋪設面層，基層裂縫則會因溫度應力致使面層底部開裂而形成反射裂縫，如面層行車產生的拉應力和溫度應力結合則反射裂縫會更快形成，若瀝青面層較厚則表面形成的溫度應力較大，因而基層裂縫將自表面開裂開始而向下傳播。

4、瀝青材料不佳導致的裂縫。（1）瀝青及瀝青混合料的性質。瀝青和瀝青結合料的性質是影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因，瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素，瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關鍵。在瀝青性能指標中，影響更大的是溫度敏感性，溫度敏感性大的瀝青更容易開裂。（2）基層材料的性質。基層材料的收縮性愈小，面層裂縫愈少。基層上有透層油以加強與面層的粘結對抗開裂是有好處的，基層材料種類對瀝青面層的裂縫率有明顯影響。

二、公路瀝青裂縫的預防措施

1、選擇防裂性能好的材料

（1）選用抗沖刷能力好，干縮、溫縮系數小、抗拉能力高的半剛性材料作基層，最好使用溫度膨脹系數低的骨料。（2）選用松弛性能好的優質瀝青做面層，保證瀝青的針入度、延度等指標。在缺少優質瀝青的情況下，應采用某些添加劑或聚合物，以提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩定性能。（3）在穩定度滿足要求的前提下，選用針入度較大的瀝青作兩層。（4）采用密實型瀝青混凝土面層空隙率對面層的疲勞壽命有很大影響，密實型瀝青混合料在使用中瀝青硬化緩慢，同時也延緩了裂縫的擴展。（5）瀝青混合料的集料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，則應填加一定數量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同時應盡量降低集料的含水量，盡可能使用人工砂代替原形顆粒的天然砂。（6）瀝青混合料的級配也是一項重要因素。在合理選配混合料級配時，應兼顧其高溫穩定性，疲勞性能和低溫抗裂性能，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。

2、加強公路瀝青結構設計

（1）增加瀝青面層厚度。增加瀝青層厚度可有效降低半剛性瀝青路面的反射裂縫，但對于由于溫度引起的低溫開裂所起的作用十分有限。同時由于加厚瀝青面層厚度可大幅度增加建設投資，其經濟性值得考慮。（2）采用柔性基層。因為柔性基層具有很強的柔性和變形能力，同時可起到應力消散作用，可以有效地減少路面結構的應力集中現象，因此可有效降低半剛性基層的開裂和溫縮裂縫的綜合作用。同時，國內有許多學者已經開始研究柔性基層和半剛性基層的優化組合技術，將是更為有效的預防反射裂縫的措施。（3）設置級配碎石過渡層。這是在面層和基層之間增加一層由級配碎石構成的過渡層，將原半剛性基層下放成為底基層，而級配碎石層則成為上基層。（4）應力吸收層。應力吸收層是指在基層與面層之間設置薄層封層，起到吸收尖端應力，延緩開裂的目的。國內外研究主要集中在低彈性模量、高韌性的材料開發上。目前常用的有稀漿封層、碎石封層、同步碎石封層、橡膠瀝青封層、纖維封層等。（5）加鋪土工織物或格柵。土工織物包括聚丙烯或聚醋織物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋無紡織物，厚度不超過幾個毫米。無紡織物夾層的主要作用與應力吸收薄膜相似。而織物由于模量稍高，可對加鋪層起少量加筋作用。

3、加強瀝青路面的合理施工

（1）保證路基強度。對于公路來講，公路質量是否能夠得到保證則主要取決于它的路基是否有足夠的各項能力。否則一旦公路路基的穩定系數和剛度系數得不到保證就會使公路產生不規則的沉降病害。故路基的填筑與開挖必須嚴格按照施工工藝，尤其要控制好路基工作區的深度及工作區內路基的強度與穩定性。（2）半剛性基層要控制好水泥劑量及灰劑量，控制好壓實度。（3）基層碾壓完成要及時保濕養生，養生完畢要及時噴灑透層油鋪筑面層，盡量減少路面的反射裂縫。（4）在填挖結合部設置路基錯臺，確保路基不發生沉降。（5）嚴格控制瀝青混合料在拌和、運輸、攤鋪、碾壓時的有效溫度，保證瀝青不過分老化，也可減少裂縫的產生。

4、做好相關的管理工作

（1）防止車轍的形成。由于瀝青混合料的高溫抗剪切強度不足而產生的側向流動變形的程度與瀝青混合料的高溫穩定性直接有關，使用溫度穩定性好的瀝青是提高瀝青混合料穩定度的最重要措施，在規定瀝青標號范圍內使用較稠和粘度高的瀝青可以提高瀝青混合料的抗變形能力。（2）要嚴格控制車輛荷載的超限行駛。由于我國經濟高速發展，交通量的增加及車輛違規超載運輸日益嚴重，超出了路面設計荷載，使路面承受著嚴峻考驗。（3）要搞好公路排水系統養護工作。盡量減少地表水及地下水對公路的影響，有些公路路基路面排水橫坡不夠，造成積水，特別是地下水的滲入會軟化路基，從而影響到路面產生變形，出現裂縫。

綜上所述，瀝青路面因為具有養護時間短、行車舒適、適應性強、養護維修方便等優點而被廣泛采用。但是瀝青路面因為種種原因容易產生各種裂縫，因此，我們要加大瀝青路面裂縫的預防，把瀝青路面裂縫問題控制在一定的范圍內，保障瀝青路面的功能期限。

參考文獻

[1]李智.淺談公路瀝青路面裂縫的預防和處理[J].中國新技術新產品.2009（4）

[2]高軍.瀝青路面的裂縫及預防[J].黑龍江交通科技.2009（9）