淺析公路瀝青路面裂縫成因及防治措施

摘 "要：本文從介紹公路瀝青路面裂縫種類入手，分析瀝青路面裂縫成因，提出相應的防治措施。

關鍵詞：瀝青路面;裂縫;原因;措施

中圖分類號：U416.217 " " "文獻標識碼：A " " "文章編號：1674-3520（2014）-11-00-02

一、公路瀝青路面裂縫的種類

裂縫按照外觀可劃分為橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂以及不規(guī)則裂縫。除此之外還有其他的劃分方法，如按成因可劃分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫，按擴展過程又可分為又下而上的反射裂縫和又上又下的下延裂縫。

（一）橫向裂縫，橫向裂縫一般與道路中線近于垂直，間伴少量支縫。最初多出現(xiàn)于道路的兩側(cè)，逐漸向路中央發(fā)展形成貫通整幅路面的裂縫。

（二）縱向裂縫，縱向裂縫一般表現(xiàn)為與道路中線大致平行的長直裂縫，有時伴有少量支縫。由于路基不均勻沉降引起的縱縫，通常斷斷續(xù)續(xù)，綿延很長;由于施工搭接不良引起的縱縫，其形態(tài)特征是長且直;由結(jié)構(gòu)承載力不足引起的縱縫多出現(xiàn)在靠近路基邊坡一側(cè)的路面邊緣。

（三）龜裂，表現(xiàn)為相互交錯的裂縫將路面分割成形似龜紋的多邊形小塊，隨著行車荷載重復作用次數(shù)的增加，平行的縱縫之間出現(xiàn)了橫向或斜向連接縫，形成了多邊的銳角的網(wǎng)狀裂縫。

（四）不規(guī)則裂縫，一般表現(xiàn)為多條裂縫以不規(guī)定角度相互交叉，在行車荷載及自然條件作用下逐漸發(fā)展并相互連接貫通，一般塊度較大。

二、造成公路瀝青面層裂縫的成因分析

（一）瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)

瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)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。

（二）基層材料的性質(zhì)

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(jié)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。

（三）氣候條件

極端最低溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時間、升降溫循環(huán)數(shù)次數(shù)是氣候條件影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素。

（四）行車荷載的作用產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞裂縫

在車輪荷載的作用下，當路面結(jié)構(gòu)層底部產(chǎn)生的拉應力大于其材料的抗拉強度時，產(chǎn)生的開裂稱之荷載型裂縫。由于車輪荷載的壓力促使半剛性基層底部產(chǎn)生拉應力，這種力量超出基層的抗拉強度時，就導致了基層底部出現(xiàn)開裂。在長期的荷載作用力下，裂縫逐漸擴展到瀝青面層，裂縫表現(xiàn)為稠密的網(wǎng)狀裂縫。

（五）瀝青面層溫度變化產(chǎn)生溫度裂縫

公路瀝青路面上的溫度裂縫主要是橫向裂縫，它從路基邊緣到路中心產(chǎn)生裂縫。這種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。因公路瀝青面層面的抗拉強度不同，溫度下降導致瀝青面層收縮，瀝青面層面相對薄弱的斷面出現(xiàn)溫度收縮裂縫;溫度疲勞引起裂縫，這種疲勞裂縫引起反射裂縫，尤其出現(xiàn)在基層上較薄的公路的瀝青面。產(chǎn)生的對應裂縫由于干縮和干縮應力使基層表面產(chǎn)生很大的拉應力，很容易產(chǎn)生干縮裂縫。

（六）路基破壞導致裂縫

公路的路基由于壓實不均勻、路基穩(wěn)定性差，并且在重載車的作用力下，使地基產(chǎn)生不均勻沉降，導致了路基發(fā)生滑動，將路面拉裂，出現(xiàn)縱向裂縫。公路路面也會出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。這種龜裂是由于水泥穩(wěn)定砂礫基層的破壞，嚴重時出現(xiàn)公路路面的形變和擠漿現(xiàn)象。

（七）施工質(zhì)量造成路面裂縫

公路施工的瀝青混合料質(zhì)量達不到要求，而導致路面裂縫。在路面上的瀝青的感溫性是重要的指標。如果瀝青里含蠟量較高，則其延度小，粘結(jié)性和耐久性也差，就使得瀝青容易老化，更容易使公路產(chǎn)生裂縫。其次，瀝青混合料中的碎石質(zhì)量不合格，如碎石含風化巖和硅質(zhì)巖較多，這樣的瀝青混合料的壓碎值就很低，石料的裹油力下降，使瀝青與碎石之間的粘結(jié)力下降，使瀝青路面裂縫更容易產(chǎn)生。

另外，公路路面的水泥穩(wěn)定砂礫基層出現(xiàn)的問題。如砂礫的級配不合理，摻加的破碎礫石含量未及時加以調(diào)整，都會出現(xiàn)混合料級配低。而混合料的含水量受到原材料含水量的變化和天氣的影響產(chǎn)生了變化，在施工過程中加入的水量如不能夠合理的控制和調(diào)整，就會使合料含水量出現(xiàn)較大偏差，而使路面出現(xiàn)軟彈和翻漿現(xiàn)象。

三、公路瀝青路面裂縫的預防治理措施

（一）合理選材

1、選擇抗裂性好的材料做基層。為減少收縮裂縫，應增加粗骨料含量，降低施工含水量，提高基層壓實度，盡量避免采用干縮性較大的材料如水泥、石灰等做結(jié)合料，而應選用級配碎（礫）石及工業(yè)礦渣等做基層材料。

2、采用優(yōu)質(zhì)改性瀝青。改性瀝青在低溫粘度、耐老化等指標上均優(yōu)于普通瀝青，目前普遍采用的改性瀝青有橡膠類、熱塑性橡膠彈性體和熱塑樹脂類。

3、選擇合適的礦料。無論什么骨料，為使瀝青與礦料之間很好的粘結(jié)應使用抗剝離劑，以延緩由于荷載和溫度的反復作用發(fā)生瀝青剝離而產(chǎn)生水毀現(xiàn)象，同時限制堿性骨料的使用。

（二）合理設計

1、面層厚度

嚴格按照瀝青路面設計規(guī)范執(zhí)行，尤其要使路面結(jié)構(gòu)層厚度與瀝青混合料類型相一致，即瀝青面層厚度要滿足集料最大公稱尺寸3倍的經(jīng)驗法則。

2、基層厚度

在面層厚度一定的條件下，路面結(jié)構(gòu)厚度越大，承載力越高。增加結(jié)構(gòu)層厚度是提高路面承載力的主要措施。

3、做好排水設計

降低地下水位是提高路基乃至路面強度的重要措施。當開挖路基后發(fā)現(xiàn)有地下水滲出時，不論流水量大小都要進行處理。對分散水源要設置縱向、橫向網(wǎng)狀盲溝，對上邊坡滲水要設置腹式盲溝。

4、做好瀝青混合料配合比設計

瀝青的用量直接影響混合料的骨架嵌擠作用。瀝青在符合密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值等各項指標的前提下，可適當降低用量，油石比采用低限。

（三）基層預開裂技術

基層預開裂技術包括基層預鋸縫和基層預破碎。

1、基層預開裂

基層預開裂是指在半剛性基層上按一定間距一定深度設置預鋸縫，縫內(nèi)灌注瀝青等粘結(jié)材料，其上加鋪土工織物或格柵，再在其上鋪筑瀝青面層。起作用機理是通過鋸縫改善基層約束條件，從一定程度上釋放溫度應力來達到防裂的目的，土工布即起到防滲作用，又緩解應力集中，從而延緩或消除反射裂縫的產(chǎn)生。

2、基層預破碎

基層預破碎是指將舊水泥混凝土路面破碎成50mm～150mm的小塊，然后在這些相互嵌擠的水泥碎塊構(gòu)筑成的柔性基層材料上攤鋪熱拌瀝青混合料（HMA）罩面。這是一種針對舊水泥混凝土路面改造時預防反射裂縫的技術。

（四）保證路基強度

路基是路面的持力層，除了要承受自然因素的作用外，主要是承受路面所傳遞下來的荷載，因此，路基要具有足夠的強度、剛度與穩(wěn)定性，否則會產(chǎn)生不均勻沉降，致使路面發(fā)生開裂。

（五）正確施工，保證施工質(zhì)量

施工質(zhì)量的好壞直接影響路面的各種性能，因此嚴格保證道路各結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量，能有效防治路面裂縫。基層和底基層的養(yǎng)生要滿足要求，切勿為趕工期而提早鋪筑面層，以防基層損壞或收縮而導致瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。面層施工時保證在制備瀝青混合料過程中不使瀝青過分老化（控制瀝青的加熱溫度和加熱時間），加強運料車的保溫工作，保證適宜的攤鋪、碾壓溫度，及時攤鋪，保證供料和攤鋪的連續(xù)性，減少由于混合料表面溫度降低影響溫度均勻性而產(chǎn)生的離析和裂縫，加強碾壓使瀝青混合料達到較高的密實度（98% 以上），做好施工接縫的聯(lián)結(jié)處理。

（六）裂縫病害養(yǎng)護維修措施

裂縫修補主要是進行裂縫清理并放置填縫料，這樣的處理方法對延長路面的壽命非常有效。具體包括以下修補方法：

1、清縫并灌縫：各種類型的裂縫均可以采用該方法，主要是使用熱空氣噴槍或壓縮空氣將裂縫中的碎屑吹出，然后灌入熱瀝青或者乳化瀝青進行封填。

2、擴縫并灌縫：在橫向及縱向裂縫處理中采用。主要是使用路面鋸或開槽機在原有裂縫上設置填縫槽，然后放置填縫料或者灌縫進行封填。

3、壓縫帶封縫：橫向裂縫處理中采用。主要是用液化氣噴槍燒烤縫面，并用余溫燒烤壓縫帶使其軟化，然后粘貼于縫隙進行封縫。

裂縫作為瀝青路面常見病害之一，產(chǎn)生十分廣泛。對于瀝青路面的裂縫，只要能夠認真分析產(chǎn)生原因，掌握預防和治理瀝青路面裂縫的有效措施，保證公路正常的使用性能和壽命。

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