瀝青路麵裂縫的防治措施研究
工程技術
作者：彭開禮
【摘要】半剛性基層的瀝青路麵以其諸多優勢被廣泛的運用於我國高等公路建設中，是目前為止較為理想的高等公路麵層結構。在實際使用中，由於瀝青材料性能及施工技術與管理上的問題往往導致瀝青路麵出現裂縫等病害。本文將結合我國高等公路瀝青路麵的實際情況及多年工作和研究經驗，從瀝青路麵裂縫類型及產生因素著手分析，並提出針對性的解決措施。
【關鍵詞】公路建設；瀝青路麵；裂縫；防治措施
1.瀝青路麵裂縫主要類型
（1）反射裂縫
反射裂縫從發生機理上來講可以分為三大類，即半剛性基層上的反射裂縫、舊瀝青路麵殘留裂縫引起加鋪層的反射裂縫、下臥水泥混凝土路麵接縫或原有裂縫造成的加鋪層反射裂縫。隨著水分的散失，半剛性基層由於材料特性導致其產生幹縮應力，進而造成基層開裂，開裂程度一方麵跟半剛性基層的特性有關，另一方麵路麵所處地段的晝夜溫差、暴露時長等因素也會造成反射裂紋。另外在施工工藝上，基層混合料攪拌不均勻以及施工操作不當也會使半剛性路麵產生反射裂紋，其中水泥含量變化、集料波動是影響材料攪拌均勻度的關鍵因素。實踐研究及調查分析可知，反射裂紋產生的最主要因素是溫度，正是由於路麵瀝青材料在溫度變化的影響下發生變裂縫現象，這種裂縫不屬於荷載型裂縫。
（2）溫度影響裂縫
從瀝青路麵產生裂縫的機理分析，溫度辯護是最主要原因，由溫度變化造成的溫度開裂一直受到行業重視，其中低溫裂縫是較為複雜的問題。瀝青路麵低溫開裂的影響因素很多，但最終的表現形式主要有溫度收縮裂縫與溫度疲勞裂縫兩種。受製於熱脹冷縮的物理特性，瀝青路麵在經曆溫度降低時所造成的溫度應力過程中，瀝青路麵本身的抗拉應力遠小於溫度應力，此時就會產生溫度收縮開裂。由於低溫裂變發生的範圍較廣，為較常見的瀝青路麵裂縫形式，因此對其深入研究具有積極的意義。影響瀝青路麵低溫開裂的因素主要有：瀝青材料的性能、瀝青混合料組成、路麵結構層特征、環境以及施工工藝、交通量等其他因素。
2.瀝青路麵產生裂縫的主要因素
（1）反射裂縫產生的影響因素
實驗研究與實際觀測發現，反射裂縫形成的原因包括受拉疲勞、剪切屈服、受拉屈服，三個因素共同作用或者單獨作用均會產生發射裂縫。瀝青混凝土路麵的下臥層與麵層材質的不同造成二者之間受外界因素影響結果的不同，在長期的溫差、水分等因素影響下，下臥層發生的漲縮現象會使麵層承受扯裂作用，當扯裂應力超出麵層抗拉應力峰值時，麵層就會產生反射裂縫。受限於瀝青混合材料較差的熱傳導性，麵層上、中、下各層受溫度的影響不同，產生的溫度反應亦不同，溫度變化的大的上層產生的溫度應力較大，容易產生較大的拉裂現象，作用力向下擴展，使下層形成受拉屈服，進而產生反射裂縫。另外，作用於路麵的荷載作用對麵層與下臥層的影響亦不同，也容易產生反射裂縫。
（2）溫度裂縫產生的原因
瀝青混合材料鋪設在路基上後，溫度快速下降，由溫度變化造成的麵層溫度應力逐漸增大，並且隨著溫度的降低，瀝青混合材料的強度和剛性也在增強，這時不斷加大的溫度應力與不斷收縮的瀝青混合材料產生作用，造成瀝青路麵開裂。這種溫度收縮形式的開裂受限於路麵寬度，往往是橫向開裂的。通常來說，溫度裂縫產生的影響因素主要有路麵材料性質、外界環境變化情況、路麵幾何尺寸三個方麵。其中材料因素主要包括瀝青膠結料的溫度、瀝青含量、集料類型、集料的級配、瀝青混合材料的含氣量等；環境因素主要包括溫差、溫度變化速度、路麵壽命等；路麵幾何尺寸因素主要包括路麵寬度、厚度以及瀝青混凝土層和基層間的摩擦係數、路基類型、施工缺陷等。