瀝青路面早期裂縫原因分析及防治措施探討

李 海

(永升建設(shè)集團有限公司)

1 瀝青路面裂縫原因

1.1 裂縫類型

(1)荷載型裂縫。荷載型裂縫主要是在公路上行車載荷的影響下而產(chǎn)生的。由于瀝青路面常年行車，行車載荷就會對瀝青路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的破壞，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫，將這種裂縫通稱為荷載型裂縫。

(2)非載荷型裂縫。非荷載型裂縫與荷載型裂縫對應(yīng)。與荷載型裂縫不同，非荷載型裂縫主要是瀝青面層發(fā)生溫度變化而產(chǎn)生的，主要包括疲勞裂縫和低溫收縮裂縫，由于這種裂縫主要是受溫度影響的，所以通常情況下將其稱為溫度裂縫。

除了上述兩種類型的裂縫外，還存在其他類型的裂縫。例如半剛性基層的干縮裂縫、對應(yīng)裂縫及反射裂縫等。

1.2 裂縫產(chǎn)生的原因

(1)荷載型裂縫。荷載裂縫主要是在行車載荷的作用下而產(chǎn)生的。在行車載荷的作用下，半剛性基層底部就會產(chǎn)生拉應(yīng)力。而且，一旦這種拉應(yīng)力超出材料的抗拉強度時，就會導(dǎo)致基層底部的迅速開裂。又由于公路上行車不斷，因此行車載荷會對路面造成反復(fù)碾壓，在這樣反復(fù)的碾壓作用下，底部裂縫就會不斷的向上擴展，最終導(dǎo)致瀝青路面面層的開裂破壞。

(2)溫度裂縫。

①低溫裂縫。

溫度的變化會影響到瀝青材料的性能。如果外界氣溫變化較大，出現(xiàn)大幅度下降，那么此時瀝青材料就會逐漸發(fā)硬，在不斷發(fā)硬的同時還會開始收縮，在收縮力的作用下，半剛性基層的底部就會產(chǎn)生拉應(yīng)力。瀝青面層在路面中會受到一定的約束，如果混合料的抗拉強度不能滿足面層中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力或拉應(yīng)變時，那么此時瀝青路面面層就會發(fā)生開裂。

②溫度疲勞裂縫。

溫度疲勞裂縫主要是受溫度反復(fù)升降、無規(guī)律變化的影響而產(chǎn)生的。溫度的反復(fù)升降會導(dǎo)致瀝青路面面層的溫度應(yīng)力產(chǎn)生疲勞，進而會造成瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)力的減小。一般道路的使用期大都很長，時間久必然會造成瀝青的老化，應(yīng)力松弛性能降低，一旦應(yīng)力的變化超過極限抗拉強度，就會使瀝青路面產(chǎn)生裂縫。

新疆地區(qū)區(qū)域內(nèi)氣溫變化很大，大都在40℃左右。其中最大的地區(qū)是準噶爾盆地，米泉蔡家湖竟然高達45℃。準噶爾盆地的年平均日較差也比較大，一般在12～15℃，阿勒泰最高可達26.5℃。日差較大可以反映出一天中氣溫的變化幅度比較大。這種氣溫反復(fù)無常的升降，就會產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。

(3)反射裂縫和對應(yīng)裂縫。

這三種裂縫中，最難預(yù)防和應(yīng)對的是半剛性路面的反射裂縫。一般認為是瀝青面層下面的半剛性基層的開裂導(dǎo)致反射裂縫的產(chǎn)生。對于新鋪的半剛性基層，混合料水分的減少會產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力。干縮應(yīng)力和應(yīng)變與水分減少呈現(xiàn)正相關(guān)性，水分較少的快則應(yīng)力、應(yīng)變也就越大。如果半剛性基層上已經(jīng)產(chǎn)生干縮裂縫，此時再在上面鋪筑瀝青面層，如果瀝青面層較薄，那么半剛性基層的裂縫就會使面層底部先開裂，反射裂縫也就隨之而產(chǎn)生。行車產(chǎn)生的拉應(yīng)力則會加速反射裂縫更快的形成。如果瀝青面層較厚，那么溫度應(yīng)力最大處是在表面，因此基層的裂縫就會促使面層先從表面開裂，然后裂縫逐漸向下發(fā)展，最終形成對應(yīng)裂縫。

2 防治措施

2.1 設(shè)計方面

(1)在半剛性路面設(shè)計階段，首先要采用性能好的材料作基層，比如抗刷性能好、抗拉強度高、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小等?；鶎拥暮穸葢?yīng)大于30 cm。底基層可采用水泥石灰綜合穩(wěn)定土。

(2)面層選用改性瀝青。對于一些特殊要求的道路(比如交通量大)或者橋梁等采用SMA路面。瀝青面層的厚度要合適，一般控制在9～13 cm的范圍內(nèi)。

(3)在瀝青混凝土表面用橡膠瀝青或聚合物瀝青做一封層，這樣可以進一步提高表面層抗溫度裂縫的性能。或者在瀝青面層和半剛性基層之間設(shè)置應(yīng)力吸收(應(yīng)力消減)中間層。

2.2 施工方面

(1)做好水穩(wěn)基層養(yǎng)護。這個措施主要是控制含水量。對于混合料的施工，要根據(jù)混合料的級配隨時進行檢查、調(diào)整，混合料的含水量要根據(jù)施工過程中的天氣狀況和材料的含水量來控制。施工過程中的碾壓要及時?；鶎拥酿B(yǎng)生也不能忽略，要保證基層表面保持濕潤狀態(tài)。在基層的養(yǎng)生期間還要限制超限車輛的行駛，以免產(chǎn)生破壞。

(2)提高壓實度，減少孔隙度。將壓實度控制標準提高到98%。為了達到標準，施工時可以配備多臺輪胎壓路機。

(3)施工過程中要控制石料的壓碎值?？刂剖系膲核槟軌蛟谝欢ǔ潭壬峡刂破湎聦恿芽p釋放的應(yīng)變能，同時還起到了一定的隔離作用，改善基層的溫度以及濕度狀況，減少反射裂縫。

(4)采用玻璃纖維格柵改善路面性能。玻璃纖維格柵具有高抗拉強度、高溫穩(wěn)定、低延伸性的特點，并且可以很好的與瀝青混合料相容。它是一種網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，可以對網(wǎng)孔內(nèi)的瀝青混合料起到一種“箍固”作用。格柵的存在可以改變?yōu)r青混合料裂縫尖端的受力情況。玻璃纖維能夠有效改善瀝青低溫抗裂性及高溫穩(wěn)定性的不足。

(5)加強施工過程中的質(zhì)量檢測。施工過程中要加強質(zhì)量檢測，其中包括基層、路床、瀝青面層等。檢查項目包括液限、壓碎值、塑性指教、CBR值等。玻纖土工格柵鋪設(shè)要按照鋪設(shè)方法和要求進行施工。而且在施工過程中要派專人進行質(zhì)量檢測，不允許出現(xiàn)“差不多”的現(xiàn)象。對每個環(huán)節(jié)都要認真、仔細檢查，對于檢查出的問題也要及時進行修補或者重修等。為了增強工人的責(zé)任心，可以在施工過程中，對各個施工階段采取落實到人、責(zé)任到人的方法來確保質(zhì)量。

［1]張力鴟.淺析瀝青路面裂縫問題及防治措施［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，(16).

［2]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能［M］.北京:人民交通出版社，2001.