瀝青路面裂縫及預(yù)防措施研究.pdf

1、目前，半剛性基層的瀝青路面是我國(guó)高等級(jí)公路普遍采用的主要結(jié)構(gòu)形式。由于瀝青路面具有表面平整、無(wú)接縫、行車(chē)舒適、耐磨、振動(dòng)小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便、抗滑性好、安全性好及揚(yáng)塵少等優(yōu)點(diǎn)，所以是一種較理想的面層結(jié)構(gòu)。但由于瀝青材料自身的特性以及施工中不可避免的存在各種問(wèn)題，瀝青路面裂縫是一個(gè)普遍存在的結(jié)構(gòu)頑疾，一直無(wú)法得到徹底解決。但實(shí)踐證明：通過(guò)改善原材料性能、采用適宜的配合比、在施工中采取各種行之有效的措施，就能夠有效減少瀝青路面

2、上出現(xiàn)的各種裂縫數(shù)量，大大地減緩裂縫出現(xiàn)的時(shí)間，延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。
　　 由于瀝青路面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，各種類(lèi)型的裂縫都可能產(chǎn)生，這就要求我們?cè)谑┕で斑M(jìn)行認(rèn)真調(diào)查研究，分析各種裂縫的類(lèi)型，找出裂縫的成因，分析裂縫形成的機(jī)理，然后制定出切實(shí)可行的防治措施，確保施工質(zhì)量?，F(xiàn)根據(jù)有關(guān)類(lèi)型分述如下：
　　 1.反射裂縫
　　 在半剛性基層上，在已開(kāi)裂的老瀝青路面上、或在有接縫的水泥混凝土路面上鋪筑瀝青層后，基層的裂縫及

3、老路面上原先的裂縫或接縫會(huì)在新鋪瀝青面層上相同位置重新出現(xiàn)“反射裂縫”，這種反射裂縫在雨水、雪水、氣溫和荷載作用下，使路面強(qiáng)度降低以至破壞。
　　 反射裂縫發(fā)生的基本機(jī)理是受拉疲勞、受拉屈服與剪切屈服，在它們的聯(lián)合或單獨(dú)作用下導(dǎo)致產(chǎn)生反射裂縫。
　　 半剛性基層主要是指水泥穩(wěn)定粒料基層，導(dǎo)致半剛性基層開(kāi)裂的主要因素有：
　　 1)晝夜溫差大，產(chǎn)生收縮裂縫；
　　 2)暴露時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生溫度疲勞裂縫；

4、　　 3)混合料拌和不均勻，產(chǎn)生不規(guī)則裂縫；
　　 4)養(yǎng)生不當(dāng)，產(chǎn)生干縮裂縫；
　　 5)施工工藝不當(dāng)，產(chǎn)生細(xì)微裂縫。
　　 由于半剛性基層材料具有熱脹特性、干燥特性、疲勞特性等特點(diǎn)，其裂縫產(chǎn)生主要由于溫度收縮、干燥收縮和疲勞荷載作用。無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料的外觀脹縮性的三相在降溫過(guò)程中相互作用，使無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料產(chǎn)生體積收縮。干燥收縮是由于水分蒸發(fā)而發(fā)生的毛細(xì)管張力作用、吸附水分子間力作用、礦物晶體或凝膠體的

5、層間水作用、炭化脫水作用而引起的整體的宏觀體積變化。由于半剛性基層材料的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于其抗壓強(qiáng)度，在車(chē)輛荷載、溫濕應(yīng)力的重復(fù)作用下，結(jié)構(gòu)層底的彎拉應(yīng)力超過(guò)其疲勞強(qiáng)度時(shí)，基層底便產(chǎn)生裂縫，并逐漸向表面發(fā)展。
　　 控制基層開(kāi)裂應(yīng)從原材料、集料配合比、施工工藝及加強(qiáng)養(yǎng)生等方面來(lái)采取措施。集料的最大粒徑應(yīng)控制在31.5mm以?xún)?nèi)，在滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的條件下，應(yīng)盡量采用較小的水泥用量，上基層的水泥含量盡量控制在5％左右，極限用量不要超過(guò)5

6、.5％。級(jí)配曲線(xiàn)應(yīng)為一條平順的圓滑曲線(xiàn)，同時(shí)級(jí)配曲線(xiàn)應(yīng)盡可能靠近級(jí)配區(qū)域的下限。拌和過(guò)程中，嚴(yán)格控制水泥用量和用水量，嚴(yán)禁隨意澆水、提漿，保證在最佳含水量的條件下碾壓成型。
　　 消除瀝青路面的反射裂縫應(yīng)從消除裂縫的反射源，增強(qiáng)面層的抗拉強(qiáng)度，以及在面層及基層之間設(shè)置消力層等方面來(lái)考慮。常采用的方法有：使用土工織物，對(duì)舊混凝土路面采取碎石化處理，在面層下設(shè)應(yīng)力吸收層或過(guò)渡層等。
　　 2.溫度影響裂縫
　　 瀝青

7、面層溫度影響裂縫有兩種形式，一種形式為：低溫作用產(chǎn)生的溫度收縮應(yīng)力超過(guò)瀝青混凝土的抗拉應(yīng)力時(shí)的開(kāi)裂，稱(chēng)之為溫度收縮裂縫，現(xiàn)場(chǎng)表現(xiàn)為與道路交通方向垂直、裂縫間距較均勻的裂縫；另一種形式為：經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間晝夜溫差作用，瀝青混凝土產(chǎn)生疲勞，即使溫度應(yīng)力小于其抗拉強(qiáng)度時(shí)也能產(chǎn)生開(kāi)裂，稱(chēng)之為溫度疲勞裂縫。低溫裂變與瀝青材料的性能、瀝青混合料的組成、路面結(jié)構(gòu)層厚度、地方環(huán)境因素以及施工工藝和交通量的影響等因素有關(guān)。
　　 當(dāng)外界溫度下降，路面材

8、料逐漸變硬并開(kāi)始收縮時(shí)，此時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)路面材料的抗拉強(qiáng)度，瀝青路面就開(kāi)裂。由于路面結(jié)構(gòu)寬度有限，收縮受路面結(jié)構(gòu)的相互約束小，所以溫度收縮裂縫主要是橫向的。較薄的瀝青路面面層、基層受到較大的溫差作用，基層對(duì)瀝青面層的阻力矩也較大，部分地抵消了裂縫尖端鄰近的拉應(yīng)力，從而使裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度減小，于是在一定條件下，瀝青面層底部的相對(duì)位置處開(kāi)裂，并向上擴(kuò)展直至貫通面層厚度。當(dāng)瀝青面層較厚時(shí)，基層受到的溫差作用較小，基層對(duì)面層的摩阻力不足以

9、抵消由于基層溫縮增大對(duì)瀝青面層裂縫尖端鄰近產(chǎn)生的拉應(yīng)力的增大部分，從而使裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度繼續(xù)增加。
　　 溫度裂縫的防治主要是采取灌油修補(bǔ)法，乳化瀝青稀漿封層和瀝青混合料罩面。
　　 3.水損害影響裂縫
　　 表面層為半開(kāi)級(jí)配的瀝青混凝土，由于其空隙率較大、壓實(shí)度不夠或不均勻性較大時(shí)，表面水就能進(jìn)入表面層，使瀝青與礦粉分離，產(chǎn)生坑洞和網(wǎng)裂。在瀝青一集料體系中有兩種失效的模式，即粘附性和粘聚性破壞。粘附性破壞是由

10、于集料對(duì)水分的吸引力比瀝青大，水分可以進(jìn)入瀝青和集料之間，使瀝青與集料表面接觸角減少，粘結(jié)力降低，從而導(dǎo)致瀝青薄膜剝離。粘聚性破壞是由于水分侵入使瀝青變軟，粘度降低，從而導(dǎo)致瀝青混合料的整體強(qiáng)度降低。因此，瀝青混凝土路面的水損害機(jī)理是粘附力和粘結(jié)力的損失。
　　 減少瀝青路面水損害的主要措施是加強(qiáng)防水和排水。一是采用密級(jí)配瀝青混合料面層和下封層等措施，阻止雨水及地下水進(jìn)入到路面中，從而減少水與瀝青混合料的作用；二是設(shè)計(jì)合理的排水

11、措施，使進(jìn)入到路面中的水分盡快排出，有效減少水與瀝青混合料的作用時(shí)間。但防水和排水措施只治標(biāo)不治本，在防水和排水之間還有一個(gè)重要的耐水環(huán)節(jié)：即提高瀝青混合料的耐水性，才是解決水損害問(wèn)題的根本途徑。如采取提高瀝青與集料的粘附性、級(jí)配優(yōu)選、合理控制空隙率、設(shè)置良好的路面內(nèi)部排水系統(tǒng)等措施。
　　 4.結(jié)束語(yǔ)
　　 瀝青路面裂縫是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，我們只有在工作中不斷探索、學(xué)習(xí)、實(shí)踐，才能逐漸找出其中的原因，進(jìn)而制定出切實(shí)可