摘要：瀝青路面以其平整度好、施工無(wú)接縫、行車(chē)舒適、耐磨、振動(dòng)小、噪聲低、施工期短、易于養(yǎng)護(hù)維修等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各種等級(jí)的公路。但是瀝青路面的裂縫問(wèn)題一直困擾著養(yǎng)護(hù)、施工人員。本文就這方面的問(wèn)題進(jìn)行了探討。

　　關(guān)鍵詞：瀝青路面; 結(jié)構(gòu)性破壞裂縫; 溫度裂縫

　　Abstract: the asphalt pavement construction with its good flatness and no juncture, driving comfort, wear-resisting, little vibration, low noise, short and easy to maintenance during the characteristics are widely used in various grades of highway. But of the asphalt pavement cracks have plagued maintenance, construction workers. In this paper, problems are discussed.

　　Key words: the asphalt pavement; Structural damage crack; Temperature crack

　　中圖分類(lèi)號(hào)：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　1. 前言

　　由于瀝青路面其有造價(jià)低、噪音小、行車(chē)舒適、施工快捷、維修方便等優(yōu)越性，伴隨著高等級(jí)公路的大量修建、半剛性類(lèi)材料以其優(yōu)良的工程性能和顯著的經(jīng)濟(jì)效益，瀝青路面在我國(guó)公路建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用，并在公路建設(shè)中越來(lái)越占有特殊的重要地位。然而，半剛性材料的缺點(diǎn)在于抗變形能力低，在溫度、濕度變化時(shí)易產(chǎn)牛裂縫，當(dāng)瀝青面層較薄時(shí)易形成反射裂縫，瀝青路面本身也易產(chǎn)牛低溫裂縫，裂縫是瀝青路面常見(jiàn)的病害，對(duì)道路的危害極大，特別在冬季和春季，因時(shí)有雨、雪水滲入，在行車(chē)荷載的作用下，使本來(lái)就處于裂縫狀態(tài)的路面病害更加趨于嚴(yán)重，最終導(dǎo)致破壞。因此，為了提高路面質(zhì)量，減少路面病害，必須加強(qiáng)對(duì)瀝青路面早期裂縫的認(rèn)識(shí)及防治工作。

　　2. 瀝青路面裂縫分析

　　2.1 結(jié)構(gòu)性破壞裂縫

　　瀝青路面的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫主要是由于行車(chē)荷載引起的。在車(chē)輪荷載作用下，大于半剛性基層材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，半剛性基層的底部就會(huì)很快開(kāi)裂。在行車(chē)荷載的反復(fù)作用下，底部的裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到上部，并使瀝青面層也產(chǎn)生開(kāi)裂破壞。影響拉應(yīng)力的主要因素有面層的厚度、基層本身的厚度、基層的回彈模量和下承層的回彈模量。選取不同的瀝青面層厚度和半剛性基層厚度，通過(guò)試驗(yàn)可得出半剛性基層底部的拉應(yīng)力與半剛性材料回彈模量間的關(guān)系曲線(xiàn)。

　　在半剛性基層下采用半剛性材料做底基層，可使基層底面由行車(chē)荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力明顯減小，甚至小于半剛性底基層底面產(chǎn)生的拉應(yīng)力，這對(duì)半剛性基層承受行車(chē)荷載的反復(fù)作用是十分有利的。

　　2.2 溫度裂縫

　　瀝青面層上的非荷載型裂縫主要是溫度裂縫。溫度裂縫有兩種，一種是低溫收縮裂縫，簡(jiǎn)稱(chēng)低溫裂縫;另一種是溫度疲勞裂縫。

　　(1)低溫裂縫

　　在較高溫度條件下，因?yàn)r青材料具有良好的應(yīng)力松弛性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力，但當(dāng)氣溫大幅度下降時(shí)，瀝青材料便逐漸發(fā)硬并開(kāi)始收縮。此時(shí)，當(dāng)瀝青混合料的應(yīng)力松馳趕不上溫度應(yīng)力增長(zhǎng)時(shí)，混合料勁度就會(huì)急劇增大。由于瀝青面層在路面中是受到約束的，面層中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力或拉應(yīng)變一旦超過(guò)瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度，瀝青面層就會(huì)開(kāi)裂。

　　(2)溫度疲勞裂縫

　　這種裂縫主要發(fā)生在日溫差較大的地區(qū)。由于溫度反復(fù)升降導(dǎo)致瀝青面層溫度應(yīng)力疲勞，使瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變(或勁度模量)變小，加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應(yīng)力松弛能力降低，最終達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度使路面產(chǎn)生裂縫。

　　(3)光彈試驗(yàn)

　　光彈試驗(yàn)主要是測(cè)試在面層和基層均無(wú)裂縫的情況下，當(dāng)表面降溫 30 ℃，在瀝青面層中產(chǎn)生的溫度應(yīng)力分布，以及在面層已有裂縫時(shí)，光彈試驗(yàn)得到的溫度應(yīng)力分布狀況。一方面，溫度向?yàn)r青面層底部傳遞需要一定的時(shí)間，不是瞬時(shí)完成的，而且瀝青面層內(nèi)部和底部的溫度不可能與其暴露表面的溫度相同，始終有溫度差，即瀝青面層中會(huì)產(chǎn)生較大的溫度梯度。瀝青面層愈厚，表面溫度與底部溫度差愈大，層間溫度梯度也愈大。

　　另一方面，瀝青面層表面的溫度應(yīng)力隨著面層的增厚而增加，面層內(nèi)的應(yīng)力隨深度增加而很快減小，同時(shí)面層表面的溫度應(yīng)力隨降溫幅度變小而減小。

　　2.3 半剛性路面的反射裂縫和對(duì)應(yīng)裂縫

　　(1)由半剛性基層溫縮開(kāi)裂引起的反射裂縫

　　通常假設(shè)導(dǎo)致反射裂縫的機(jī)理是處于瀝青面層下的半剛性基層已經(jīng)開(kāi)裂，并且允許有垂直位移和水平位移。垂直位移是由行車(chē)荷載引起的下臥路面結(jié)構(gòu)在裂縫處的差動(dòng)位移，水平位移是由溫度變化或水分變化引起的膨脹和收縮。

　　在冬季或寒冷地區(qū)，在結(jié)合較好的瀝青面層下，開(kāi)裂的半剛性基層的水平位移使得直接在裂縫上的面層內(nèi)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，由于在較低溫度下瀝青面層通常較硬，只能承受小的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，因此容易被拉裂，并且裂縫的擴(kuò)展途徑是由下至上的。瀝青面層的厚度愈薄，反射裂縫形成的愈早和愈多。

　　(2)由半剛性基層干縮開(kāi)裂引起的反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫

　　對(duì)于新鋪的半剛性基層，隨著混合料中水分的減少，要產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力;水分減少得愈多愈快，產(chǎn)生的干縮應(yīng)力和干縮應(yīng)變就愈大。在已經(jīng)產(chǎn)生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青面層，在較薄瀝青面層的情況下，半剛性基層的裂縫會(huì)由于溫度應(yīng)力而使面層底部先開(kāi)裂，并較快形成反射裂縫。一旦行車(chē)產(chǎn)生的拉應(yīng)力與溫度應(yīng)力相結(jié)合，反射裂縫就會(huì)形成得更快。在較厚瀝青面層的情況下，由于溫度應(yīng)力在表面最大，基層的裂縫將促使面層先從表面開(kāi)裂，然后逐漸向下傳播形成對(duì)應(yīng)裂縫。

　　3. 裂縫產(chǎn)生的主要因素

　　瀝青路面開(kāi)裂是世界各國(guó)瀝青路面使用中均會(huì)遇到的主要病害之一，無(wú)論是冰凍地區(qū)，還是非冰凍地區(qū)，只是各自的裂縫嚴(yán)重程度不同而已。瀝青路面開(kāi)裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的，但就瀝青路面開(kāi)裂的主要原因而論，裂縫可分為兩大類(lèi)，即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。

　　3.1 荷載型裂縫

　　即主要由于交通荷載作用下產(chǎn)牛的疲勞裂縫。在半剛性基層瀝青路面設(shè)計(jì)合理，施工質(zhì)量良好的條件下，單純由荷載作用引起面層開(kāi)裂的可能性不大。

　　3.2 非荷載型裂縫

　　主要為溫度型裂縫。瀝青路面溫縮型開(kāi)裂包括低溫收縮開(kāi)裂與溫度疲勞開(kāi)裂，均體現(xiàn)為張開(kāi)型開(kāi)裂方式。對(duì)于瀝青路面基層存在裂縫情形，按瀝青面層裂縫開(kāi)裂部位，又可以分為反射裂縫與對(duì)應(yīng)裂縫。

　　由于環(huán)境溫度、交通荷載等因素的影響，瀝青路面初期產(chǎn)牛的裂縫對(duì)瀝青路面使用性能常無(wú)明顯影響但由于半剛性基層自身十縮和溫縮應(yīng)變脹縮產(chǎn)牛的拉應(yīng)力超過(guò)半剛性基層自身的極限抗拉強(qiáng)度，使其從強(qiáng)度薄弱處產(chǎn)牛斷裂。隨著路面使用時(shí)間的延長(zhǎng)，最終形成大小不等獨(dú)立板塊，在表面水的作用下，致使裂縫附近基層的含水量加大，甚至飽和。其結(jié)果是路面強(qiáng)度明顯降低。在大量行車(chē)荷載反復(fù)作用下，產(chǎn)牛沖刷、唧漿和沉陷等現(xiàn)象。聚終導(dǎo)致路面很快產(chǎn)牛結(jié)構(gòu)性破壞，使道路結(jié)構(gòu)逐漸喪失承載能力。

　　4. 減輕瀝青路面裂縫的措施

　　根據(jù)規(guī)范，通過(guò)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算可以滿(mǎn)足瀝青路面的強(qiáng)度和承載能力要求，基本解決荷載型裂縫產(chǎn)生的問(wèn)題。對(duì)于如何避免或減輕非荷載型裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)從設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。

　　4.1 設(shè)計(jì)方面

　　在設(shè)計(jì)方面應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①在進(jìn)行半剛性路面設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層;②選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層，在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下，應(yīng)采取改善瀝青性質(zhì)的措施;③在穩(wěn)定度滿(mǎn)足要求的前提下，優(yōu)先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層;④瀝青面層采用密實(shí)型瀝青混凝土;⑤采用合適的瀝青面層厚度，確保半剛性基層在使用期間一般不會(huì)產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫;⑥為進(jìn)一步提高表面層抗溫度裂縫性能，可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝青混凝土表面做一封層;⑦設(shè)置應(yīng)力消減(應(yīng)力吸收)中間層。

　　4.2 施工方面

　　在施工方面應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①?lài)?yán)格控制半剛性基層施工碾壓時(shí)的含水量，混合料的含水量不能超過(guò)壓實(shí)需要的最佳含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi);②半剛性基層碾壓完成后，要及時(shí)養(yǎng)生;③半剛性基層碾壓完成后或最遲在養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)立即用乳化瀝青做透層或封層;④透層或粘層完成后，應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層。

　　5. 結(jié)束語(yǔ)

　　瀝青路面裂縫的形式多種，路面裂縫產(chǎn)生的原因不一， 必須從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)抓起，在施工中必須牢固樹(shù)立預(yù)防為主的思想，嚴(yán)格把住施工各個(gè)環(huán)節(jié)。在工程質(zhì)量控制中，做到事前積極防治、事中嚴(yán)格控制、事后及時(shí)處治，最大限度降低瀝青路面裂縫的產(chǎn)生，將裂縫控制在允許的范圍之內(nèi)，確保瀝青路面的使用壽命。