淺談瀝青路面產(chǎn)生反射裂縫的原因及防治措施

 淺談瀝青路面產(chǎn)生反射裂縫的原因及防治措施

　　摘要：瀝青路面在鋪筑使用后會產(chǎn)生各種各樣裂縫，由于路表水的浸入，裂縫兩側(cè)的路面結(jié)構(gòu)層和土路基的含水量增大，致使路基和路面強度降低。隨著交通量迅速增加，特別是大噸位車輛行車荷載的作用，路基、路面承受不了超載車輛荷載的作用，加快路面的裂縫產(chǎn)生，大大縮短瀝青路面的使用壽命。本文對瀝青路面反射裂縫產(chǎn)生的原因級防治措施進行分析。

　　關(guān)鍵詞：瀝青路面；裂縫；原因；防治措施

　　0引言

　　瀝青路面以其行車舒適、噪音小、揚塵少、維修方便等優(yōu)點被廣為應(yīng)用，但裂縫是瀝青路面的常見病害，裂縫的出現(xiàn)不僅使瀝青路面的品質(zhì)下降而且?guī)�來路面病害的惡性循環(huán)。我國經(jīng)過長期的實踐、探索和研究，隨著施工技術(shù)和機械化施工程度的提高，許多病害已逐年減少，開裂導(dǎo)致路面迅速損壞的現(xiàn)象雖有所改善，但瀝青路面裂縫這一病害至今未能根除。這既有地基的因素，也有設(shè)計、施工、材料、及環(huán)境等幾方面因素。

　　1反射裂縫的現(xiàn)象

　　反射裂縫現(xiàn)象為：基層產(chǎn)生裂縫后，在溫度和行車荷載作用下，裂縫將逐漸反射到瀝青表面，路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。對于半剛性基層以橫向裂縫居多，對于柔性路面上加罩的瀝青結(jié)構(gòu)層，裂縫形式不一，主要取決于下臥層。

　　2反射裂縫產(chǎn)生的原因分析

　　2.1由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫

　　由于較高強度的半剛性基層可能會導(dǎo)致較大的干縮、溫度裂縫的產(chǎn)生,從而導(dǎo)致路面產(chǎn)生反射裂縫,同時雨水會從裂縫中下滲,并積聚在面層與基層中間,出現(xiàn)基層唧泥現(xiàn)象,降低了瀝青層與半剛性基層間的連接狀態(tài),從而加速了路面結(jié)構(gòu)的破壞。通常假設(shè)導(dǎo)致反射裂縫的機理是處于瀝青面層下的半剛性基層已經(jīng)開裂，并且允許有垂直位移和水平位移。垂直位移是由行車荷載引起的下臥路面結(jié)構(gòu)在裂縫處的差動位移，水平位移是由溫度變化或水分變化引起的膨脹和收縮。

　　2.2由半剛性基層干縮開裂引起的反射裂縫或?qū)��?yīng)裂縫

　　對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由于溫度應(yīng)力而使面層底部先開裂，并較快形成反射裂縫。一旦行車產(chǎn)生的拉應(yīng)力與溫度應(yīng)力相結(jié)合，反射裂縫會形成得更快。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裂，然后逐漸向下傳播形成對應(yīng)裂縫。

　　3裂縫對瀝青路面的危害

　　瀝青路面反射裂縫是常見病害之一，如果瀝青路面裂縫得不到及時修補，將對路面的使用壽命和行車舒適性帶來影響。裂縫的初期(1～2年內(nèi))對路面的使用性能無明顯影響但隨著裂縫的增大,雨水或雪水的逐漸侵入,導(dǎo)致裂縫兩側(cè)的路面結(jié)構(gòu)或土基含水量增加,甚至達到飽和狀態(tài),其結(jié)果是結(jié)構(gòu)層承載能力明顯下降,在大量行車荷載作用下,產(chǎn)生沖刷唧漿現(xiàn)象,加速路面破壞。

　　4瀝青路面反射裂縫的預(yù)防措施

　　4.1采取有效措施減少半剛性基層收縮裂縫。

　　4.1.1基層混合料應(yīng)在接近最佳含水量的狀態(tài)下碾壓，要防止碾壓時含水量過小，壓實度和強度不足造成強度裂縫。

　　4.1.2對分段施工的基層，在碾壓時嗎應(yīng)預(yù)留3mm-5mm混合料暫緩碾壓，待下段混合料攤鋪后一起碾壓，，以利于銜接。對于分層碾壓的基層，上下層的接頭應(yīng)錯開3mm-5mm，已減少出現(xiàn)裂縫的機會。

　　4.1.3合理選擇混合料的配比，控制細料數(shù)量；重視結(jié)構(gòu)層的養(yǎng)護，并及早鋪筑上層或進行封層以利于減少裂縫。

　　4.1.4在舊路面加罩瀝青路面結(jié)構(gòu)層前，可消路原面結(jié)后再加罩，或采用鋪設(shè)土工布、格扎柵后再加罩，以延緩反射裂縫的形成。

　　4.2合理設(shè)計

　　4.2.1在進行半剛性路面設(shè)計時，首先應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強度高的半剛性材料做基層。

　　4.2.2路面厚度的確定:作為柔性路面,必須根據(jù)其道路等級、交通量、工程地質(zhì)情況、道路基層情況和施工季節(jié)等綜合因素計算確定設(shè)計厚度。作為舊水泥路的改造，瀝青混凝土罩面層厚度的確定主要考慮結(jié)構(gòu)強度因素，另外也要考慮道路沿線高程的控制、瀝青混凝土最小攤鋪厚度要求、罩面層與下層的結(jié)合問題以及工程費用控制等，根據(jù)有關(guān)經(jīng)驗，罩面層厚度以10～15cm為宜。

　　4.2.3瀝青混合料級配設(shè)計：為了提高路面抗滑能力和抗車轍能力，國內(nèi)高等級道路普遍采用較粗級配，用油量少，空隙率偏大，傳荷能力消弱，容易產(chǎn)生裂縫，耐疲勞能力降低。設(shè)計中應(yīng)考慮其綜合作用，并根據(jù)設(shè)計厚度選擇適當(dāng)?shù)幕旌狭项愋汀?/p>

　　4.2.4使用粘層油:粘層油是指在封層之間或是具有裂縫的路面層之間的涂刷層，它能有效地去除反射裂縫，如路面做在半剛性基層和舊水泥混凝土路面上時必須使用。

　　4.2.5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。

　　4.2.6在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，優(yōu)先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。

　　4.2.7瀝青面層采用密實型瀝青混凝土。

　　4.2.8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產(chǎn)生干縮

　　裂縫和溫縮裂縫。

　　4.2.9為進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。

　　4.3合理選材

　　4.3.1選擇抗裂性好的材料做基層。為減少收縮裂縫，應(yīng)增加粗骨料含量、降低施工含水量、提高基層壓實度，盡量避免采用干縮性較大的材料如水泥、石灰等做結(jié)合料，而應(yīng)選用級配碎(礫)石及工業(yè)礦渣等做基層材料。

　　4.3.2采用優(yōu)質(zhì)改性瀝青。改性瀝青在低溫粘度、耐老化等指標(biāo)上均優(yōu)于普通瀝青，目前普遍采用的改性瀝青有橡膠類、熱塑性橡膠彈性體和熱塑樹脂類。改性瀝青混凝土造價高，但長期經(jīng)濟效益較好，因此一般用于新建道路。

　　4.3.3選擇合適的礦料。無論什么骨料，為使瀝青與礦料之間很好的粘結(jié)應(yīng)使用抗剝離劑，以延緩由于荷載和溫度的反復(fù)作用發(fā)生瀝青剝離而產(chǎn)生水毀現(xiàn)象，同時限制堿性骨料的使用。

　　4.4正確施工

　　施工質(zhì)量的好壞直接影響路面的各種性能，因此嚴格保證道路各結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量，能有效防治路面裂縫。基層和底基層的養(yǎng)生要滿足要求，切勿為趕工期而提早鋪筑面層，以防基層損壞或收縮而導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。面層施工時保證在制備瀝青混合料過程中不使瀝青過分老化(控制瀝青的加熱溫度和加熱時間)，加強運料車的保溫工作，保證適宜的攤鋪、碾壓溫度，及時攤鋪，保證供料和攤鋪的連續(xù)性，減少由于混合料表面溫度降低影響溫度均勻性而產(chǎn)生的離析和裂縫，加強碾壓使瀝青混合料達到較高的密實度(98%以上)，做好施工接縫的聯(lián)結(jié)處理。

　　4.5加強養(yǎng)護

　　急時維修完善路基路面的排水設(shè)施，確保路面排水順暢,基層與面層之間不得形成集水槽。此外瀝青路面的早期損壞應(yīng)及時處理，避免基層破壞進而加劇面層的破壞，延長路面大修時間，從而延長道路的使用壽命。

　　5反射裂縫治理措施

　　瀝青路面裂縫修補方法很多，一般可根據(jù)裂縫的實際情況（如寬度、深度等）確定具體的修補工藝。目前常用的方法主要有普通瀝青灌縫、專用灌縫料施工、壓漿法修補裂縫和進口密封膠灌縫。四種修補方法對照表見表1

　　表1四種裂縫修補方法對照表

　　縫寬小于2mm時可不做處理。縫寬大于2mm時，用改性乳化瀝青或改性瀝青（如BBS改性瀝青）灌縫。灌縫前，必須清除逢內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾。并使逢內(nèi)干燥，灌縫后，表面撒上粗砂或3mm-5mm石屑。

　　6結(jié)語

　　瀝青路面產(chǎn)生反射裂縫的外部因素有交通荷載、環(huán)境溫度、突發(fā)的震災(zāi)、水分及陽光、空氣的老化作用，內(nèi)部因素有材料的受拉疲勞、受拉屈服、剪切屈服以及施工不當(dāng)留下的潛在裂縫。反射裂縫的防治采取綜合治理的辦法,宜從防裂厚度、混合料配合比、應(yīng)力吸收層、應(yīng)用改性瀝青等方面綜合考慮。反射裂縫一旦出現(xiàn)應(yīng)及早治理以防路況急劇惡化，維修方法采取灌油法、封層罩面法以及現(xiàn)場再生法等�？傊�,合理的設(shè)計、選材，精心的施工、養(yǎng)護和及時的維修是預(yù)防和控制瀝青路面反射裂縫的有效方法。

　　參考文獻：

　　[1]沙慶林.高等級公路半剛性基層瀝青路面[M].北京:人民交通出版社,1998

　　[2]王鐵夢.工程結(jié)構(gòu)裂縫控制[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997

　　[3]鄧學(xué)均,黃曉明.路面設(shè)計原理與方法[M].北京:人民交通出版社,2001

　　[4]JTJ01497,公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范[S]

　　[5]孫立軍等.瀝青路面結(jié)構(gòu)行為理論[M].上海:同濟大學(xué)出版社,2003

　　[6]孟維歡.瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生原因及其危害和防治.西部探礦,2005第8期1148-149

　　[7]李同祥.基于土力學(xué)剪應(yīng)力理論的瀝青路面開裂分析1公路交通科技1200517第22卷第7期114-18

　　[8]楊小院,張軍平.瀝青路面裂縫分析與防治1交通科技與經(jīng)濟12006第1期119-22

　　[9]王國清，公路工程質(zhì)量問題及防止措施百問，人民交通出版社，2002.12，P179-184；

　　[10]甄偉超，高速公路瀝青砼路面產(chǎn)生裂縫原因及其防治措施，工程建設(shè)機械2004.NO.7，P8

　　[11]程玉潔，影響瀝青路面平整度的因素[J].山西建筑，2004（1）：116-118

　　[12]齊亞慧，瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因及處治措施[J].山西建筑，2004（3）：119-120

　　[13]TI073-96，公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范[S].

　　[14]GB50092-96，瀝青路面施工及驗收規(guī)范[S].