基于疲勞裂縫瀝青路面的防治技術措施

王魯鑫

【摘 要】隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通量日益增大，道路承受的車輛反復荷載、重載現(xiàn)象日益突出。由于瀝青路面長期暴露在大氣環(huán)境之中，不僅要經(jīng)受行車荷載的往復作用，而且還要經(jīng)受氣溫的循環(huán)作用。所以瀝青路面在車輛荷載和溫度的重復作用下，產(chǎn)生疲勞裂縫。本文從路基施工、路面施工以及養(yǎng)護方式出發(fā)，分析瀝青路面產(chǎn)生疲勞裂縫的防治措施。

【關鍵詞】荷載疲勞裂縫；溫度疲勞裂縫；路基施工；路面施工

中圖分類號： U416.217 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）21-0186-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.21.086

【Abstract】With the rapid development of the national economy and the increasing traffic volume， the repeated load and heavy load of vehicles under the road are becoming increasingly prominent. Because asphalt pavement is exposed to the atmospheric environment for a long time，it not only has to bear the reciprocating effect of traffic load， but also has to undergo the circulation of temperature.Therefore， the fatigue cracks occur on the asphalt pavement under the repeated action of vehicle load and temperature.Based on the roadbed construction， pavement construction and maintenance methods， this paper analyzes the prevention measures for fatigue cracks on asphalt pavement.

【Key words】Load fatigue crack；Temperature fatigue crack；Subgrade construction；Pavement construction

瀝青路面是我國各級公路路面設計的主要類型，路面材料一般采用的是瀝青混合料，公路通車使用后，瀝青路面就受到車輛荷載和溫度的大量重復作用，當達到一定程度后，就會產(chǎn)生疲勞開裂[1]。瀝青路面的疲勞開裂分為兩類，一是荷載疲勞裂縫，該裂縫是在車輪荷載反復作用下產(chǎn)生；二是溫度疲勞裂縫[2]是由于氣溫的循環(huán)作用，使瀝青路面結構內(nèi)產(chǎn)生的溫度應力小于瀝青混合料的抗拉強度，經(jīng)過溫度冷熱交替產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。隨著施工技術的進步和機械化程度的提高，疲勞裂縫產(chǎn)生的現(xiàn)象雖有所改善，但是裂縫對交通運行產(chǎn)生的危害一直存在。本文從施工面入手，分析預防產(chǎn)生疲勞裂縫的技術措施。

瀝青路面疲勞裂縫的防治技術措施

1 路基施工

承受車輛荷載最大的區(qū)域是路基，在保證路基有足夠的強度和整體穩(wěn)定性的情況下，才能防止路面產(chǎn)生荷載疲勞裂縫，影響行車的質(zhì)量。因此，必須采取有效的技術措施保證路基的整體穩(wěn)定性和強度，最大限度地減少由于車輛荷載引起路基不均勻沉降而產(chǎn)生的裂縫路基的強度和整體穩(wěn)定性其主要作用的是填筑的質(zhì)量，所以必須選擇好的填筑材料和填筑工藝，從而確保路基的強度。路基首選用級配較好的石、礫類土和砂類土等粗粒土作為填料，填料最大粒徑應小于150mm；其次選用含礫類、砂類的低液限粘土；再次選用低液限粘土。粉質(zhì)土、淤泥和有機質(zhì)土不得直接用于填筑路基。

路基強度的大小通過壓實度這一指標反映，提高壓實度就能提高路基強度和整體穩(wěn)定性，提高路基的壓實度的方法有控制好填土層的厚度和有效的施工措施，施工中采用分層填筑，分層壓實的方法，每層松鋪厚度不應大于30cm。在施工過程中每壓實一層都要檢測壓實度，凡是檢測結果達不到設計規(guī)定值的要采取加壓處理或換填重壓的方式。

地下水是影響路基強度的主要因素，路基中承受和吸收路面擴散力的關鍵部位是路床，若路床滲水，將影響路基的強度和整體穩(wěn)定性，所以施工過程中要采取有效措施降低地下水或攔截地下水，一般采用的地下水排水設施有排水溝、暗溝、滲溝、滲井、檢查井等。土質(zhì)差的地段難以采取有效措施排水，采用換填處理的方式，以確保路基強度和穩(wěn)定性。

2 路面施工

路面包括底基層、基層和面層，承受車輛荷載的應力增加，能較好的預防車輛荷載疲勞裂縫的產(chǎn)生。有相關實驗證明，提高基層的厚度，承受車輛荷載的應力就會增加，曾有試驗證明，基層厚度每增加15cm，其承載力將會提高為原來的3倍，因此，施工中盡可能增加基層厚度。

相關實踐證明，厚度超過15cm的瀝青面層可以有效地防止路面疲勞產(chǎn)生的裂縫，所以施工過程中增加瀝青面層的厚度也可以有效預防疲勞裂縫的產(chǎn)生。

2.1 路面材料選擇

預防瀝青路面產(chǎn)生裂縫[3-5]的關鍵之一是選擇較好的防裂路面材料，在選擇材料以及施工過程中，有以下幾點建議：

（1）所選用的基層材料要求抗沖刷能力好、溫縮系數(shù)小、干縮性能好、抗拉能力高；改善基層材料級配，增加粗骨料，提高大中粒徑集料含量；控制最佳含水量，改進碾壓方法，避免過振過濕，施工中保證基層頂面粗糙度。

（2）面層使用的瀝青混合料松弛性能（用針入度、延度等指標表示）好能有效預防溫度疲勞裂縫，有關資料顯示，較軟的瀝青，可以防治溫度交替變化引起的疲勞裂縫。實踐經(jīng)驗表明，在路面穩(wěn)定度滿足要求的前提下，應該選用針入度較大的瀝青作面層。提高瀝青的低溫抗裂性能及高溫穩(wěn)定性能的另一種方式是在瀝青混合料中添加一些添加劑或聚合物。

（4）面層應盡量采用密實型瀝青混合料，因為密實型瀝青混合料的使用中瀝青硬化緩慢，可以有效預防疲勞裂縫的延伸。

（5）瀝青混合料的選用的集料最好是表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、瀝青粘附性好。為確?；旌狭系目箘兟湫阅埽捎玫募喜辉试S呈酸性，如果呈酸性，則應填加一定數(shù)量的抗剝落劑或灰粉。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）如果條件允許，可以采用瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）混合料和改性瀝青作為面層。SMA混合料具有良好的抗荷載疲勞和溫度疲勞性能，是防治疲勞裂縫產(chǎn)生的一項新技術。

（7）防治溫度疲勞裂縫產(chǎn)生的一種方法是用橡膠瀝青或聚合物改性瀝青路面的面層

2.2 應力吸收層

設置應力吸收層也是預防瀝青路面裂縫的重要措施之一，在應用該技術時，需要注意以下幾個問題。

（1）在基層與面層之間鋪橡膠瀝青中間層以及預制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層等，由于這些中間層可以均勻吸收從路基反射上來的應力，有效預防車輛荷載產(chǎn)生的疲勞裂縫。

（2）采用應力吸收薄膜作為應力吸收層，可以減緩反射裂縫的產(chǎn)生，應力吸收薄膜的彈性模量越低，防裂效果越好，因此，盡量選用低模量、高韌性、大變形率的材料作為應力吸收膜。就目前常用的材料而言，土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈性模量都較低，預防溫度疲勞裂縫效果更佳。橡膠瀝青吸收膜是用疲橡膠磨細的粉與熱瀝青攪拌后，于面層中間形成的一薄膜，該應力吸收層在面層中間具有非常好的應力吸取效果。

（3）采用土工格柵作為瀝青路面結構加筋，一定程度上能控制荷載疲勞裂縫的產(chǎn)生。

2.3 預防疲勞裂縫產(chǎn)生的新技術

預防裂縫產(chǎn)生的新技術就是預先制造更直、更多規(guī)則間距的裂縫（通常間距為2～3cm），可以避免瀝青混合料面層的裂縫產(chǎn)生以及快速惡化。具體施工方法為：首先在瀝青層上預先切縫，即在結構層碾壓前切割一條縫直到層底，縫寬為0.5cm，再次在縫內(nèi)內(nèi)填瀝青砂或瀝青乳液，填充瀝青砂或瀝青乳液后快速封閉，最后以正常方式碾壓該層，實踐經(jīng)驗表明，該方法對于預防裂縫產(chǎn)生有很好的效果。

3 養(yǎng)護方式

公路施工完成后通車前采用預防性養(yǎng)護，也可以預防疲勞裂縫的產(chǎn)生[6]，常用的養(yǎng)護方式有一下幾種。

3.1 霧封層

噴霧封層一般是將慢裂乳化瀝青稀釋液或特制路面保護劑噴灑到現(xiàn)有瀝青路面表層，主要是是恢復那些由于瀝青在正常使用中氧化造成的輕微干裂，損失小骨料等現(xiàn)象，同時還可以起到封住細小裂縫及表面孔洞。

3.2 碎石封層

將瀝青和集料碾壓到路面上。撒布均勻粒徑石屑覆蓋路面，延緩面層上的反射裂縫。

3.3 稀漿封層

稀漿封層是采用細料式的級配石或砂作集料，以乳化瀝青為粘接料，加填料和水冷拌后用稀漿封層機攤鋪成瀝青表處薄層，鋪筑厚度一般在3-10mm之間，主要起防水或改善恢復路面功能的作用。

3.4 微表處

微表處是特殊的稀漿封層，單層攤鋪厚度僅5～11mm。其優(yōu)點路面防水性能好，封閉表面防止水下滲，該方式價格較低，可以降低養(yǎng)護成本。

3.5 超薄磨耗層

具體方法是在瀝青路面上鋪設一層較厚的改性乳化瀝青，馬上鋪筑熱瀝青混合料，攤鋪厚度在10～20mm

4 結論

本論文從路基施工、路面施工以及養(yǎng)護方式出發(fā)，分析防治疲勞裂縫產(chǎn)生的技術措施，希望對以后公路工程的施工提供有效的技術信息。

【參考文獻】

[1]田小革，等.瀝青混合料的低頻疲勞效應研究[J].力學與實踐，2002.

[2]張偉.基于耗散能理論的瀝青路面溫度疲勞開裂分析[J].科技研究，2010（5）：164.

[3]甄靜彬.淺談瀝青路面病害原因及應對措施[J].科技創(chuàng)新導報，2011（30）：59.

[4]郝雷杰.高等級公路瀝青路面病害與養(yǎng)護的探討[J].黑龍江交通科技，2011（6）.