市政道路工程瀝青路面裂縫成因與防治

許少勇

福建建工集團有限責任公司（350000）

0 前言

瀝青是石油中提煉的殘渣，將其作為建筑材料鋪設在路基表面，不僅不會對環境造成污染，而且可以縮短公路建設周期。瀝青路面長期太陽光照、污水等自然因素的作用，以及受到車輛的反復碾壓，瀝青表面發生化學反應，導致瀝青材料出現裂縫、凹陷、剝落等現象，嚴重影響到車輛運行的安全性，并導致交通安全事故的發生。因此，研究市政道路工程瀝青路面裂縫產生的原因及防治措施，對提高市政公路運行的安全性具有重要意義。

1 市政道路工程瀝青路面裂縫成因

瀝青路面裂縫產生的形式不同，形成裂縫的原因也不同，根據裂縫成因的差異，瀝青路面的裂縫主要分為荷載裂縫和非荷載裂縫。

1.1 車輛長期荷載作用

根據交通部門的數據顯示，2018年我國機動車保有量為3.27億輛，其中汽車2.4億輛。汽車保有量的數據每年不斷上漲。城市汽車數量的不斷增多，對市政道路交通造成一定的壓力。同時，不少客車或者貨運車在運輸過程中存在超載現象，車輛的重量遠遠超過設計載重，從而對瀝青路面造成嚴重破壞，導致路面裂縫的出現。如果車輛的荷載大于瀝青路面設計的強度或者載重，那么將對路面造成嚴重的破壞。當車輛最大荷載作用在瀝青路面結構層底層時拉應力最大值，如果產生的彎拉應力大于瀝青路面結構底層最大彎拉應力值，則瀝青路面地層結構很容易出現裂縫。瀝青路面最開始的裂縫比較小，主要在瀝青路面底層，在車輛反復作用下，基層的瀝青裂縫逐漸擴大到上層，導致瀝青路面上層結構出現裂縫[1]。

1.2 溫度變化造成的溫度裂縫

瀝青路面各個結構層的材料材質不同，材質的導熱性能有一定的差異。瀝青路面鋪筑以后，溫度在瀝青面層傳遞需要一定的時間，這導致溫度在瀝青表面層、中面層、下面層，各面層表面、內部、底部之間存在一定的溫度差異，從而出現較大的溫度梯度。溫度梯度導致各個結構層產生不同的溫度應力，如果這些溫度應力超過了瀝青路面各層結構的應力極限，則路面產生一定的裂縫。

溫度裂縫可以分為低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。低溫收縮裂縫：瀝青混凝土是一種黏彈性材料，在高溫條件下瀝青混凝土結構具有一定的柔韌性，因此瀝青混凝土結構在高溫條件下具有一定抗變形能力，因此不會產生較大的溫差應力。但是在低溫條件下，瀝青混凝土在硬化過程中，材料會出現一定的收縮，瀝青面層受到各個面層的約束，產生一定的收縮應力。如果這個收縮應力超過瀝青混凝土材料的抗壓強度或者應力，則瀝青面層出現裂縫。溫度疲勞裂縫：瀝青混凝土鋪筑以后，如果天氣出現溫度下降或回升，瀝青面層反復收縮、膨脹，導致瀝青面層產生一定溫度疲勞，降低瀝青混凝土極限拉應力或者彈性能力變小，并進一步加快瀝青的老化。如果瀝青面層的收縮應力和拉應力超過瀝青混凝土設計的極限，則會導致瀝青路面開裂[2]。

1.3 反射裂縫

為了提高瀝青混凝土的穩定性、抗拉強度、抗疲勞等性能，瀝青混凝土面層往往添加一些半剛性材料，使這些半剛性材料與瀝青混凝土凝結為板體，改善路基抗彎強度。但是這種半剛性材料是一種水硬性材料，瀝青面層鋪筑以后，基層內部還沒有完全穩定下來，內部結構會發生一定的化學反應。隨著時間的增長，基層材料的強度和穩定性不斷增長。半剛性材料對周圍溫度、濕度變化比較敏感，如果施工過程中，出現溫度變化，則可能導致瀝青面層出現收縮或者溫度收縮縫隙。路基與基層之間的摩擦力限制了瀝青混凝土收縮變形，如果瀝青面層的拉應力超過了基層抗壓、抗拉強度，則基層和面層出現斷裂。半剛性基層出現裂縫以后，瀝青面臨和半剛性基層的裂縫處形成受力薄弱點。在荷載應力和溫度應力作用下，該處的瀝青面層、底層應力比較集中，從而導致面層底部裂縫。受到自然因素和外力反復作用，瀝青面層底部裂縫逐漸向上層擴展，并逐漸擴展到瀝青面層的表層，從而導致裂縫的出現。

表2 常見瀝青路面裂縫處理措施

2 市政道路工程瀝青路面裂縫防治措施

2.1 優化瀝青路面混合料配比

瀝青路面是由集料、礦粉混合料、瀝青等材料混合而成的混合料，集料、礦粉混合料、瀝青配比直接關系到瀝青路面的強度。因此，瀝青路面鋪設，應該根據路面實際承載量，設計瀝青混凝土的強度。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規范》的要求，瀝青各項性能指標見表1。

表1 瀝青各項性能指標

只有瀝青各項性能滿足施工要求，才能使用，否則不能使用，以免影響到瀝青路面路基的實際承載力和強度。

2.2 加強瀝青路面施工質量控制

瀝青路面的施工質量直接關系到瀝青路面的安全性和使用壽命。因此，需要嚴格控制瀝青路面施工質量。瀝青混凝土當天生產必須當天使用。瀝青混凝土生產過程中，每天需要隨機抽查混合料的質量是否符合施工要求，檢查瀝青混凝土是否攪拌均勻，是否存在硬化現象，如果出現這樣的情況，立即上報主管領導，并查明混合料質量不合格的原因。鋪攤瀝青混凝土的時候，鋪攤機必須預熱以后才能使用，預熱溫度為160℃～200℃。鋪攤機鋪攤過程中，必須嚴格控制鋪攤的平整度[3]。

2.3 瀝青混凝土裂縫處理措施

瀝青混凝土出現裂縫以后，要及時對裂縫進行修復，防止裂縫進一步擴大，提高瀝青混凝土路面結構的穩定性。常見的方法有灌縫法、稀漿封層、罩面處理以及瀝青混凝土再生技術。表2是幾種常見瀝青路面裂縫處理措施。

3 結語

瀝青路面受長期車輛荷載作用、溫差應力等影響會出現裂縫。因此，為了提高瀝青路面的安全性和使用壽命，瀝青路面施工前要優化瀝青混凝土配比，嚴格控制瀝青混凝土施工質量。