瀝青路面裂縫產生原因分析及其主要防治措施

王彥平

摘 要：導致瀝青路面產生裂縫的原因主要兩個，一個是基層不穩定、另一個就是溫度變化。該文針對瀝青路面產生裂縫的原因進行專業地，詳細的分析，并對其防治方法進行了全面的論述。

關鍵詞：瀝青路面 裂縫 產生 防治

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0070-02

混凝土路面在使用過程中經常會出現裂縫，其中，瀝青是造成裂縫的主要原因，因為它不僅破壞了瀝青混凝土路面的連續性，阻礙了車輛的正常通行，還在一定程度上縮短了道路的使用年限。因此，為了提高瀝青混凝土路面的質量，提高道路的使用年限，我們要把研究瀝青混凝土路面產生裂縫的原因及其防治，作為工作中的重中之重。瀝青混凝土路面有四種裂縫形式，分別為龜裂和網裂，縱向裂縫和橫向裂縫這四種形式。一般來說，產生裂縫的原因主要是因為溫度變化，行車荷載不穩定以及路面其他部位的施工縫沒有得到妥善處理，另外，路基沉陷，地下管線回填時，其壓實度沒有達到設計要求等，都會引起裂縫。下面對瀝青混凝土路面產生裂縫的原因進行全面分析、并進行討論，最終對其防治措施提出一些合理化建議。

1 瀝青路面產生裂縫的原因

什么是瀝青路面？瀝青路面就是由瀝青和砂石料混合而成的面層，在使用過程中，會受到環境和路基層的影響，使其粘結力慢慢下降，因此導致路面抗剪和抗拉的能力下降，在外力作用下，就會容易產生裂縫，裂縫的寬度會隨著時間增加而逐漸加大。舊水泥混凝土路面上的瀝青罩面也會出現裂縫，其裂縫產生的主要原因就是由舊水泥混凝土面板的移動，而這種移動又受溫度和行駛車輛的影響，一般情況下，在兩者的綜合作用下，裂縫的寬度也會加大。另外，如果軟土處理不當，路基土填筑的不密實，就會導致基層出現不均勻沉降，造成路面開裂的現象。

1.1 基層引起裂縫

基層裂縫是從基層開始，裂縫逐漸向上擴展，溫度的變化導致基層產生熱漲冷縮、使面層無法承受，因此產生裂縫，并導致裂縫沿豎向擴展。其擴展速度是由很多因素決定的，例如：基層板的長度、基層的溫度變化幅度、面層對這種疲勞的抗擾性能以及基層材料的溫度特性等因素。由于瀝青混合料的導熱性能比較差，因此會導致面層的上、中、下層的溫度變化幅度不同，再加上寒冷的天氣，會使其基層和表層的翹曲、收縮聯合作用、使表層產生的拉應變遠遠超過材料的極限屈服應變，在拉力作用下，就非常容易產生裂縫，并且逐漸向下擴展，形成上寬、下窄的裂縫，這種情況就稱為受拉屈服。在基層開裂的情況下，每當車輛通過時，相鄰兩個板塊之間就會產生摩擦，其端部之間也會產生豎向位移差，這將會引起面層的剪切疲勞，從而導致面層出現開裂的現象，這種剪切疲勞就是產生裂縫的另外一個主要原因。

1.2 橫向裂縫

橫向裂縫也被稱之為垂直于行車方向的裂縫，按其成因不同，主要又可分為非荷載形裂縫與荷載形裂縫兩大類。非荷載型橫向裂縫的形式一般比有規律，每隔一定的距離就會產生一道裂縫，其裂縫間距的大小也是由瀝青面層與半剛性基層材料抗裂性能和當地氣溫所決定的。車輛嚴重超重就會導致拉應力超過其疲勞強度，從而出現裂縫，這種裂縫就被稱為荷載形裂縫。這兩種裂縫形式在一定程度上有著密不可分的聯系。

1.3 縱向裂縫

縱向裂縫也是裂縫中一種常見的裂縫形式，其產生的原因主要有兩種：一種情況是由于路基邊緣受到雨水的浸蝕或路基碾壓不均勻，其壓實度沒有達到設計要求，從而引起的不均勻沉降。另一種情況就是瀝青面層分路幅攤鋪時，沒有將兩幅的接茬處處理好，在大氣因素與車輛荷載共同作用下，就會逐漸產生開裂。

1.4 溫度變化而引起裂縫

我國現階段有許多瀝青路面，在剛剛建成后不久，還沒有正式通車之前就已經產生了裂縫，不管這些裂縫是屬于哪一類裂縫，引起它們的主要原因就是由溫度變化而引起的溫度裂縫，這種裂縫是從外表面開始向下擴展，與基層裂縫相接逐漸形成縱橫裂縫。這不僅與當地的環境氣候密切相關，路面結構的組合設計和路面材料特性也對其造成或多或少的影響。當外界溫度開始下降時，路面材料就會逐漸變硬，并開始產生收縮，這時，因收縮而產生的拉應力遠遠超過路面材料的抗拉強度，瀝青路面就會產生開裂現象。路面材料收縮時，由于路面結構對寬度的限制，受路面結構的相互作用約束就會變小，所以溫度收縮裂縫主要出現在較薄的橫向瀝青路面中。基層受到較大的溫差作用，基層溫縮系數會隨之增大，基層及面層底部的拉應力也就逐漸增大，一般來說，在這樣的條件下，瀝青面層底部裂縫的相對位置處會產生開裂，并迅速向上擴展，一直貫通整個面層厚度，當溫度較高時，路面材料的疲勞壽命縮短，也就是說，高溫情況下的材料的疲勞壽命要遠遠低于在低溫情況下的材料疲勞壽命。

1.5 網狀裂縫

導致網狀裂縫出現的主要原因是由于路面的整體強度不足，也可能是因為路面出現縱向或橫向裂縫后，工作人員沒有及時進行封填，使水分流入下層，因此加劇了路面的破損情況。

2 瀝青路面裂縫的防治

（1）一般來說，在設計面層時要考慮面層的防裂厚度，由經驗可知，厚度超過150 mm的面層，不僅可以防止較低車輛荷載引起的剪應力還可以有效地防止受拉疲勞所產生的裂縫。另外，要嚴格控制瀝青混凝土配合比，通過改變瀝青用量就可以延長以25 m板長為基層的密級配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命，通常情況下，將瀝青用量從4.0%增加到6.0%，就可以使其從10年提高到45年。為減緩裂縫的產生與擴展速度，在設計應力吸收層采用應力吸收薄膜，具有明顯的效果。碎石瑪脂瀝青混合料具有較好的高溫穩定和低溫抗裂性，它可以使路面不易產生車轍和裂縫，并且，同普通瀝青混凝土路面相比，其使用壽命增加1倍，且適合鋪筑更薄的路面，所以非常經濟，適合在面層廣泛使用。

（2）在瀝青中，較稀的瀝青低溫抗裂性一般較好，在改善瀝青的低溫抗裂性時，可以采用此種瀝青，并且可以適當的增加瀝青用量。但這一做法與瀝青混合料的高溫穩定性要求產生沖突，而且稀瀝青還極有可能使路面產生車轍。因此，如何選擇瀝青的稠度顯得尤為關鍵，要結合當地的氣候條件、路面類型、施工季節、施工方法和礦料類型等綜合因素進行考慮。通常情況下，在較熱的氣候區，且交通比較繁重，采用砂粒式或細粒式的混合料時，就應該采用稠度較高的瀝青，反之，則采用稠度較低的瀝青。在其他配料條件相同的情況下，使用較粘稠瀝青配制出來的混合料具有較高的穩定性和力學強度，但如稠度過高，瀝青混合料的低溫變形能力就會變差，瀝青路面就會容易產生裂縫。反之，采用稠度較低的瀝青配制混合料時，其在低溫時有較好的變形能力，但在夏季高溫時，往往會因為穩定性不足而使路面產生擁擠的現象。

（3）將面層適當進行加厚，其厚度可在15～20 cm之間，這樣既可減少裂縫也可以防止反射裂縫的產生。但這也是一種不經濟的做法，因為它會增加工程造價，不提倡使用。

（4）為了保證半剛性基層與瀝青混凝土面層間的粘結力，可在其中間加設一層過渡層，其材料可選用瀝青混合料，這樣就可以防止面層沿基層表面滑動而產生位移，防止基層裂縫直接引起面層開裂。

3 結語

目前，我國瀝青路面裂縫日趨嚴重，嚴重威脅到公路交通安全。因此，我們要花費大量的人力和物力，對路面裂縫的成因及防治進行更深入的研究，將這些裂縫對瀝青路面的損害降到最低，減少損失，保障行車安全。雖然我們不能徹底消除瀝青路面裂縫，但可通過加強施工管理、優化設計、將其危害降到最低，從而延長瀝青路面的使用壽命，減少經濟損失，保障人民群眾的生命安全。

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