瀝青路面裂縫病害防治研究

張哲

摘 要：瀝青路面在我國高等級道路中占有相當大的比例，而裂縫是瀝青路面最大的病害之一。瀝青路面的開裂不僅會對行車安全造成嚴重的影響，還會破壞路面的使用性能。分析了瀝青路面裂縫的類型及產生機理，并提出了適當的防治措施。

關鍵詞：瀝青路面；裂縫；路基；疲勞破壞

中圖分類號：U418.6 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.070

瀝青路面裂縫會嚴重影響車輛的行車安全及路面的使用性能。目前，常用的維修方法包括面層處理、薄層封閉等，但這些方法只能治標，不能治本。因此，需要對瀝青路面的設計、選材、施工及養護等方面進行裂縫綜合治理。只有這樣，才能有效解決瀝青路面的裂縫問題。

1 瀝青路面裂縫的基本類型及原因

1.1 縱向裂縫

縱向裂縫是指沿行車帶方向出現的裂縫，其產生的主要原因有3種：①瀝青路面的上面層分幅攤鋪時，未妥善處理兩幅的接茬處，進而在行車荷載與大氣因素的作用下，導致面層逐漸開裂；②由于路基在施工過程中的壓實度不均勻或路基邊緣受到了水的侵蝕，進而產生了不均勻的沉陷；③由于車輛荷載的反復作用，使瀝青路面表層產生了疲勞開裂。

1.2 橫向裂縫

橫向裂縫是指垂直于行車方向的裂縫。按其成因不同橫向裂縫又分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫兩大類。其中，荷載型裂縫主要是因車輛荷載作用在瀝青面層引發的拉應力超過了材料的疲勞極限強度而產生的開裂，這種裂縫大多是由瀝青路面結構層的底部向上延伸而形成的；非荷載型裂縫主要包括瀝青面層縮裂和基層的反射裂縫。由于瀝青材料具有脹縮性，所以，瀝青路面的縮裂多發生在冬季。當冬季外界溫度驟降時，瀝青路面會收縮。此時，收縮的瀝青路面會受到周圍物體的阻礙和面層底部的摩阻力，進而使瀝青材料的收縮無法自由進行，瀝青結構內部會產生較大的拉應力。當拉應力超過其在該溫度時的抗拉強度時，便會產生裂縫。基層反射裂縫是指半剛性基層先于瀝青路面開裂，路面在荷載應力和溫度應力的共同作用下，面層底部產生應力集中，進而導致面層底部開裂，并逐漸向上擴展，最后導致裂縫貫穿整個面層。

1.3 網狀裂縫

網狀裂縫是指呈網絡狀結構的裂縫。一般的路面網裂是先沿行車輪跡帶出現單條或多條平行的縱縫，后在縱縫間出現橫向和斜向的連接縫，最終形成裂縫網。其主要是因路面結構的整體強度不足、路面結構設計不合理、材料的配比不當、路基路面的壓實度不足、石料的黏結性不強等引起的。此外，還可能是因路面出現橫向或縱向裂縫后，未及時修繕而導致水分下滲，在荷載的作用下產生的漿體通過面層裂縫、空隙被擠壓到道路表面，進而使道路結構被逐漸掏空，導致路面出現網狀裂縫；車輛嚴重超載會使基層產生疲勞破壞；面層瀝青的老化也是網裂產生的重要原因之一。

2 瀝青路面裂縫的危害

瀝青路面裂縫的危害主要有以下4點：①裂縫會縮短路面的使用壽命。在裂縫產生的初期，其對路面的使用性能無明顯的影響。但隨著裂縫的增大，雨水會逐漸滲入，導致路基的含水量增加，甚至達到飽和狀態，最終使結構層的承載能力下降。此外，在車輛荷載的長期作用會加速路面老化。②縱向裂縫的發生易形成沿行車方向的臺階，裂縫凹陷及灌縫瀝青凸出，進而影響行車的舒適性和安全性。③橋頭跳車處的路面橫向裂縫在路面集水的作用下加快了跳車現象的發展，且會對路基造成危害。④如果未及時修繕塊狀的路面縱橫裂縫，則在行車荷載、氣候因素等的作用下，其將發展成網裂，甚至坑槽，進而導致路面病害的發生，影響路面的使用性能。

3 瀝青路面裂縫的防治措施

由于瀝青路面裂縫的產生是多種因素綜合作用的結果，因此，其防治也必須是一個綜合的過程。只有在設計、選材、施工和維護等方面充分考慮，才能有效防治瀝青路面的裂縫問題。

3.1 合理設計

3.1.1 路面厚度的確定

作為柔性路面，在設計瀝青路面時必須根據道路等級、交通量、工程地質、施工季節和道路基層情況綜合考慮路面厚度。

3.1.2 瀝青混合料級配類型的選擇

為了提高路面抗滑能力和抗車轍能力，國內高等級瀝青道路普遍采用較粗的級配，用油量較少，多采用空隙率較大的瀝青混合料，但此材料易產生裂縫，且抗老化的性能較差。因此，在設計中應綜合考慮其作用，選擇適當的混合料類型。

3.1.3 使用土壤固化劑

在經濟允許的條件下，在軟土地基施工的過程中應使用土壤固化劑，從而提高路基的整體剛度和強度。

3.2 合理選材

3.2.1 選抗裂性、穩定性高的材料制作基層

為了減少收縮裂縫，應增加基層材料中粗骨料的含量，盡量地保證在最佳含水率的條件下，提高路基的壓實厚度。此外，還應盡量避免采用干縮性較大的材料，比如水泥、石灰等。

3.2.2 選用優質的改性瀝青

改性瀝青的黏度高、抗裂性能較好、使用壽命長。目前，普遍采用的改性瀝青包括橡膠類、熱塑性橡膠彈性類和熱塑樹脂類等。雖然改性瀝青的價格高，但其長期經濟性較好。

3.2.3 選擇合適的礦料

無論使用什么骨料，為了使瀝青與礦料的黏結，應使用抗剝落劑，以延緩因荷載和溫度反復作用而導致的瀝青剝落。

3.3 正確施工

在道路施工的過程中，應嚴格保證道路結構層的施工質量，從而有效防止路面裂縫。同時，基層和底基層的養生應滿足要求，切勿為了趕工期而提早鋪筑面層。面層在施工時，應保證在制備瀝青混合料的過程中不發生瀝青過分老化的現象，并控制好瀝青的加熱溫度和加熱時間。此外，還應保證瀝青混合料攤鋪時的溫度要求，減少因混合料表面溫度降低而產生的離析和裂縫現象的發生；加強對瀝青混合料的碾壓，使瀝青混合料達到較高的密實度，并做好施工接縫的連接處理。

3.4 做好養護和維修

為了減少裂縫對瀝青路用性能的影響，必須重視道路的維修和養護。應完善路基路面的排水設施，確保排水系統的正常運行，保證基層與面層間沒有水槽產生。同時，應及時對路面出現的裂縫進行修補，防止積水滲入路基，避免在行車荷載、自然因素等的影響下使裂縫增大，從而延長道路的使用壽命。

4 結論

瀝青路面裂縫產生的原因是多種多樣的，但根本上都是因結構層中的應力超過了材料的極限強度，進而導致路面開裂。因此，要想從根本上解決瀝青路面的裂縫問題，就必須從瀝青的長期使用性能入手，在設計、選材、施工和養護方面進行綜合治理。只有這樣，才能從根本上解決瀝青路面的裂縫問題。

參考文獻

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