瀝青路面裂縫成因與預防探析

朱昱

摘 要：裂縫問題是瀝青混凝土路面普遍存在的現象，瀝青路面產生裂縫的原因有環境溫度、施工、交通荷載等多重因素。裂縫對于車輛行駛舒適性與安全性以及道路使用壽命都有較大影響。該文首先分析了瀝青路面裂縫類型，進一步探討了瀝青路面裂縫成因，最后提出了幾點瀝青路面裂縫預防的措施。

關鍵詞：瀝青路面 裂縫 成因 預防

中圖分類號：U416.27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（c）-0019-02

瀝青混凝土路面有著表面平順、耐磨、噪音低、振動小、防水性能強等諸多優點，目前被廣泛應用于道路建設當中。而裂縫問題則是瀝青混凝土路面存在的通病，瀝青路面裂縫對路面的平整性與連續性有著較大影響，不僅干擾了車輛行駛舒適性與安全性，也對道路的使用壽命有著一定影響。分析與處理瀝青路面裂縫問題，是確保道路行車質量以及延長道路使用壽命的關鍵。

1 瀝青路面裂縫種類

瀝青路面裂縫按照裂縫形狀具體可分為橫向裂縫、縱向裂縫、網狀裂縫以及不規則裂縫。橫向裂縫為與行車路線近于垂直的裂縫，這種裂縫形狀在瀝青路面中也最為常見。一般情況下，瀝青路面橫向裂縫能夠通過面層暴露出來，而少數情況下道路橫向開裂沒有影響到面層?？v向裂縫為與行車方向大致平行的裂縫?？v向裂縫中有路基與基層沉降所引起的裂縫，通常綿延較長；也有施工搭接所引起的裂縫。網狀裂縫為相互交錯的裂縫，將路面分割成網狀或者龜紋狀的小塊。這種裂縫最初為一條或者數條平行縱縫，隨著荷載作用使縱縫之間出現斜向以及橫向的連接縫。不規則裂縫是指路面裂縫呈現不規則的形狀，且不規則形狀塊最長邊長不超過100 cm，主要由溫度周期性變化以及面層材料收縮導致。按照瀝青路面裂縫成因分類，裂縫又可以分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫兩類。其中荷載型裂縫為交通荷載作用所產生的裂縫，而在瀝青路面設計合理、施工優良的情況下，由荷載而引起裂縫的可能性較小。非荷載型裂縫則主要為溫度性裂縫，具體包括溫度疲勞開裂與低溫收縮開裂等形式。

2 瀝青路面裂縫成因分析

2.1 材料問題

瀝青路面產生溫度開裂的主要成因為瀝青與瀝青混合料性質影響，瀝青混合料低溫勁度為影響路面是否開裂的根本原因，溫度敏感性也是瀝青性能指標中的另一重要因素，瀝青的溫度敏感性越大，越容易產生裂縫。瀝青道路面層裂縫也受著基層材料性質影響，若材料的收縮性越小，道路面層的裂縫也就越少。

2.2 施工因素

施工因素也是導致瀝青路面產生裂縫的主要因素，其影響主要有以下幾個方面：基層混合料碾壓或者離析不密實，使得基層上部1～2 cm的細粒上浮并構成強度較小的薄層，導致在車荷載的作用下產生裂縫。無機結合料未攪拌均勻，其底部存在素土夾層，使得瀝青面層存在塊狀裂縫。瀝青面層分幅攤鋪施工中，如果銜接施工沒有做好，也容易產生路面裂縫；相鄰車道鋪設時橫向施工縫以及縱縫等都是施工的薄弱環節，一旦施工不當，就會使得這些問題暴露在溫度變化以及行車荷載作用下，進而產生裂縫。此外，針對水泥穩定類半剛性基層，一旦水泥的用量過大，其剛性就大，強度提升，基層材料同下層材料模量比增加，導致基層容易因行車荷載作用而開裂。

2.3 氣候與交通條件因素

上文有所提及，瀝青面層非荷載裂縫主要為溫度裂縫，其裂縫的特點為從路基邊緣向路面中心延伸。當溫度下降時，低溫持續時間過長，瀝青面層逐漸收縮，一旦收縮的拉應力大于瀝青混合料抗拉強度，就會產生裂縫。而降溫速率、升降溫循環次數以及極端最低溫度等氣候條件也都會對瀝青路面溫縮裂縫產生影響。同時，雨水等的損害也能夠加劇路面裂縫的產生，水分逐漸滲透入路面裂縫以及空隙當中，在外力作用下，使得瀝青以及集料之間的粘結力受到影響，再加上汽車行車載荷的反復作用，導致水分進一步滲透到瀝青與集料的界面當中，逐步形成網狀裂縫。此外，車輛與交通量荷載也是裂縫產生的主要因素。通常情況下最終的車輪荷載易產生半剛性基層最大拉應力，即便重荷載通過的次數非常少，也會對路面損壞產生裂縫造成影響。

3 瀝青路面裂縫預防措施

3.1 提升材料質量

瀝青路面裂縫產生受材料影響因素較大，因而施工中要選取抗裂性能較好的材料。具體來講，基層材料需要選取溫度系數較小、干縮以及抗沖刷抗拉能力較強的半剛性材料，為有效減少收縮裂縫，需增加粗骨料的含量；面層應選取松弛度較高的瀝青，保證瀝青針入度以及延度等指標達到要求，若缺乏足夠的高質量瀝青，可通過使用添加劑或者聚合物來提升瀝青低溫抗裂性以及高溫穩定性。瀝青混合集料應選取耐磨性強、石質堅硬、有著良好嵌擠作用，并且同瀝青有著良好粘附性的材料。集料呈酸性的前提之下，需要增加一定量的抗剝落劑以及石灰粉，盡量降低集料的含水量。瀝青混合料級配也是非常重要的因素，針對混合料級配的選擇，需要兼顧疲勞性能、高溫穩定性以及低溫抗裂性。此外，條件允許的情況下，可應用改性瀝青，改性瀝青在耐老化、低溫粘度等指標上都要比普通瀝青好，當前使用較多的改性瀝青有橡膠類、熱塑樹脂類以及熱塑性橡膠彈性體等。

3.2 合理設計與施工

針對道路結構設計，為有效預防路面裂縫，首先應增大瀝青面層厚度，有效減少半剛性瀝青路面的反射裂縫；注重對柔性基層的應用，由于柔性基層有著一定的柔性與變形能力，能夠有效消解應力，從而減少路面結構應力集中的問題，合理緩解半剛性基層以及溫縮裂縫開裂問題；加鋪土工織物，土工織物如聚乙烯、聚醋以及聚丙烯織物等，其厚度通常在幾毫米，能夠有效起到加筋的作用。同時，施工質量優劣直接決定路面的各類性能，因而保障道路施工質量，可有效預防瀝青路面裂縫的產生。具體來講，底基層與基層的施工需嚴格按照施工要求進行，不可因趕工期而過早鋪筑面層而導致基層損壞，進而產生反射裂縫；面層施工時需要確保瀝青混合料的制備過程中對瀝青的加熱時間與加熱溫度嚴格控制，避免瀝青過分老化；確保適宜的攤鋪與碾壓溫度，提升供料與攤鋪的延續性，有效減少因混合料表面溫度降低而產生離析裂縫，通過碾壓的加強使瀝青混合料達到更高密實度；混合料的攤鋪過程中，運距不能太遠，其攤鋪的溫度需要控制在130 ℃～160 ℃之間，碾壓的遍數不能過少，確保瀝青面層壓實度。

3.3 日常養護與維修

日常管護中，應及時維修路面所產生的各類裂縫病害，注重預防性養護，提升路基路面排水設施質量，確保路面排水性能優良，提升路面線形與斷面幾何指標的合格率；嚴格按照工藝進行接縫處理，加強養生與交通管制，避免產生干縮裂縫以及結構受力裂縫。其次，一旦發現路面裂縫現象，應及時修補，具體結合裂縫深度與寬度明確修補工藝，通常使用的裂縫修補方法有普通瀝青灌縫法、壓漿法以及SBR改性乳化瀝青灌縫法等。其中針對裂縫較多的路段，應使用裂縫現場再生維修法，通過對路面的加熱，噴灑一定數量稀瀝青以及再生劑后，實施進一步碾壓成型。

4 結語

總之，瀝青路面產生裂縫的原因有環境溫度、施工、交通荷載等多重因素。為有效預防道路裂縫等病害發生，必須要深入研究各種裂縫的成因以及預防維護措施，通過合理設計、選擇材料以及精心維護管理等方法，預防控制瀝青路面裂縫的產生，全面提升道路建設質量，延長瀝青路面的使用壽命。

參考文獻

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