淺談城市道路瀝青路面裂縫產(chǎn)生的原因與防治措施
摘要：本文對(duì)城市道路瀝青混凝土路面裂縫的主要形式、表現(xiàn)和產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并就如何減少瀝青路面裂縫提出了防治措施。
關(guān)鍵詞：城市道路,瀝青路面,裂縫,原因,防治
隨著城市道路的迅速發(fā)展，近年來(lái)，我國(guó)城市道路的建設(shè)大多采用半剛性基層瀝青路面。與其他類型路面相比，瀝青路面具有表面平整、無(wú)接縫、振動(dòng)小、桑音低、行車平穩(wěn)舒適，養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。因此瀝青路面較水泥混凝土路面更適用于城市道路。但瀝青路面也存在著抗彎拉強(qiáng)度底、面層的溫度穩(wěn)定性較差等缺點(diǎn)。瀝青路面在鋪筑使用后會(huì)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(qiáng)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。因此，對(duì)瀝青混凝土路面產(chǎn)生裂縫的預(yù)防與處理，是保證行車質(zhì)量，延長(zhǎng)道路使用周期的關(guān)鍵。
一、裂縫主要形式及表現(xiàn)
一般來(lái)說(shuō)，瀝青混凝土路面裂縫大體分為兩種類型：一種是荷載型裂縫，即主要由于行車荷載作用下產(chǎn)生的裂縫。在車輛荷載作用下，半剛性基層底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，如果拉應(yīng)力大于基層材料的抗拉強(qiáng)度，則基層底部很快開(kāi)裂，直至影響到瀝青面層；另一種是非荷載型裂縫，以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫；由于施工工藝不當(dāng)或用了不合格材料產(chǎn)生的裂縫。兩種類型的裂縫分別通過(guò)橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂和反射裂縫等形式表現(xiàn)出來(lái)。
橫向裂縫現(xiàn)象為：裂縫與路中心線基本垂直，縫寬不一，縫長(zhǎng)有的貫穿整個(gè)路幅，有的貫穿部分路幅，裂縫彎彎曲曲、有枝有叉。橫向裂縫中的唧漿導(dǎo)致裂縫兩側(cè)凹陷，橋頭跳車處的路面橫向裂縫，在路面積水的作用下加速跳車發(fā)展的速度，同時(shí)會(huì)對(duì)路基造成沖刷。
縱向裂縫現(xiàn)象為：裂縫走向基本與行車方向平行，裂縫長(zhǎng)度和寬度不一。一般都發(fā)生在高填方的路基上。縱向裂縫容易形成沿行車方向呈臺(tái)階狀，影響行車舒適性。
網(wǎng)狀裂縫現(xiàn)象為：裂縫縱橫交錯(cuò)，將面層分隔成若干多邊形的小塊，一般縫寬1mm以上，縫距40cm以下。網(wǎng)狀裂縫導(dǎo)致瀝青路面松散或坑槽，嚴(yán)重影響瀝青路面的綜合服務(wù)水平。
反射裂縫現(xiàn)象為：基層產(chǎn)生裂縫以后，在溫度和行車荷載的作用下，裂縫逐漸反射到瀝青混凝土面層，路面的裂縫形式與基層裂縫形式基本一致。對(duì)于半剛性基層以橫向裂縫居多，對(duì)于柔性路面上加蓋的瀝青結(jié)構(gòu)層，裂縫形式不一，主要取決下承層。
二、瀝青路面裂縫形成的原因
1、設(shè)計(jì)原因
（1）路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或厚度不足，路面強(qiáng)度無(wú)法滿足行車要求或者對(duì)路面設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量年均增長(zhǎng)率估計(jì)偏小，致使路面強(qiáng)度不足，滿足不了交通量的迅速增長(zhǎng)和汽車載重明顯增大的需要，以至瀝青路面產(chǎn)生裂縫。
（2）地下管道設(shè)計(jì)深度不夠，導(dǎo)致基層壓實(shí)不平引起瀝青路面的橫向裂縫。
2、材料因素
�。�1）瀝青混合材料過(guò)細(xì)，其結(jié)合料過(guò)少（即油石比過(guò)低）；炒制過(guò)火。
�。�2）瀝青混合料中集料級(jí)配不佳，石料偏少。
�。�3）瀝青材料配合比不正確。
（4）瀝青原材料低溫延性差或?yàn)r青混合料粘結(jié)力低，造成路面早期裂縫。
3、氣候因素
冬季氣溫下降，瀝青面層或半剛性基層低溫收縮易產(chǎn)生收縮縫或干縮裂縫，這種裂縫在路面重復(fù)荷載作用使瀝青路面表面形成橫向反射裂縫。
�。�1）在已經(jīng)開(kāi)裂的舊瀝青、舊水泥路面上加鋪瀝青面層，由于溫度的變化(降低)，老路面的裂縫繼續(xù)拉開(kāi)，從而使新鋪層在舊裂縫處斷開(kāi)。
（2）由半剛性基層溫縮開(kāi)裂引起的反射裂縫。
�。�3）新鋪半剛性基層隨著混合料中水分的減少產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力，從而產(chǎn)生開(kāi)裂，反射到瀝青面層。
4、施工因素
�。�1）路基或基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，路基局部下沉路面掰裂。
（2）半剛性基層在鋪建時(shí)隨著混合料水分的減少產(chǎn)生干縮應(yīng)力，形成干縮裂縫。
（3）基層混合料的離析或碾壓不密實(shí)及機(jī)械組合不合理，造成基層上部細(xì)粒料上浮，形成強(qiáng)度較弱的薄層，在行車荷載作用下，易產(chǎn)生龜狀裂縫。
�。�4）半剛性基層養(yǎng)生不當(dāng)直接影響干縮裂縫的產(chǎn)生。
�。�5）半剛性基層養(yǎng)生結(jié)束后，如果不及時(shí)灑鋪封層或透層油，隨著暴曬時(shí)間的增長(zhǎng)產(chǎn)生干縮裂縫。
（6）施工填土未壓實(shí)，路基產(chǎn)生不均勻沉陷，接縫處壓實(shí)未達(dá)到要求，在行車作用下形成縱向裂縫。
�。�7）瀝青混合料攤鋪時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，其表面溫度低，內(nèi)部較熱，用重型壓路機(jī)碾壓易引起路面表層切斷。
�。�8）施工接縫處理不當(dāng)、碾壓方式不正確易產(chǎn)生橫向裂縫。
（9）壓力機(jī)加速或減速過(guò)猛，尤其是轉(zhuǎn)向時(shí)過(guò)猛易產(chǎn)生路面橫紋。
�。�10）瀝青混合料分幅碾壓力或縱向接茬時(shí)，由于接茬處理不當(dāng)造成接茬開(kāi)裂。
5、超載因素
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，城市道路上的貨車今天能夠量增長(zhǎng)非�？�，某些部門從自身利益出發(fā)，超載嚴(yán)重，甚至達(dá)到了令人無(wú)法想象的程度。超載嚴(yán)重是造成裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。這是因?yàn)椋?/p>
（1）由于超載車輛引起累計(jì)軸次的增大，從而引起設(shè)計(jì)彎沉值減小。
�。�2）由于超載造成正常設(shè)計(jì)的路面基層或底基層抗拉強(qiáng)度不足，使其提前在層底產(chǎn)生拉裂。
�。�3）由于超載，加之車輛的振動(dòng)沖擊作用，可將路面壓壞，即一次性破壞作用。
�。�4）由于超載，車輛在上下坡、剎車時(shí)將加速瀝青路面層的剪切破壞。
三、瀝青路面裂縫預(yù)防措施
1、設(shè)計(jì)措施
（1）在設(shè)計(jì)中，充分估計(jì)和預(yù)測(cè)遠(yuǎn)景交通量，適當(dāng)考慮超載車輛的比例，適當(dāng)提高路面結(jié)構(gòu)層的標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)計(jì)半剛性路面結(jié)構(gòu)時(shí)，優(yōu)先選用抗壓性能好，干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小及抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層。
�。�2）加強(qiáng)瀝青路面防水設(shè)計(jì)
�。�3）設(shè)計(jì)地下管線的埋深不能高于路面以下30cm.
2、材料措施
�。�1）選擇合適的道路材料和面層材料，進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)組織設(shè)計(jì)，確定瀝青路面厚度。
�。�2）在瀝青混合料中添加石棉或木質(zhì)纖維料或采用較厚的瀝青面層減少或延緩由半剛性基層產(chǎn)生的反射裂縫。
�。�3）面層瀝青盡量選擇底稠度、高延度、底含臘量的優(yōu)質(zhì)瀝青，在滿足穩(wěn)定度要求的前提下，選擇針入度較大的瀝青，必要時(shí)可選用改性瀝青。
3、施工措施
�。�1）路基填土中不得含有淤泥、腐殖土及有機(jī)物等，壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定值。舊路加寬或半填半挖路段，路基填筑應(yīng)先將邊坡松土清除，并按照填土厚度要求逐級(jí)進(jìn)行臺(tái)階處理并充分碾壓。
�。�2）路基施工分層填筑，邊坡充分壓實(shí)，采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；正確放坡，高填方路段放緩邊坡，減少邊溝深度。
�。�3）橋涵回填部位應(yīng)選擇透水性及材質(zhì)良好的砂礫等材料，并按照要求填筑充分碾壓；沉降嚴(yán)重地段，應(yīng)先進(jìn)行軟土基處理，并合理組織施工，以減少回填部位的不均勻沉降。
�。�4）基層施工盡可能使混合料在接近最佳含水量狀態(tài)下碾壓，并且碾壓充分，保證基層強(qiáng)度；同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)已完基層的養(yǎng)生，要盡早鋪筑上層，或進(jìn)行封層，以減少干縮縫。
�。�5）保證基層頂面粗糙度。改善基層材料級(jí)配，增加粗骨料，提高大中粒徑集料含量；控制最佳含水量，改進(jìn)碾壓方法，避免過(guò)振過(guò)濕，不能使基層頂面形成灰漿硬殼，不能用細(xì)料進(jìn)行壓實(shí)后找平。
（6）嚴(yán)把瀝青混合料質(zhì)量關(guān)，使瀝青混合料級(jí)配最佳，礦料拌合粗細(xì)均勻一致，嚴(yán)格按配合比控制油石比。
�。�7）合理灑布透層油、粘層油。在進(jìn)行各層鋪筑前，必須保持頂面清潔。根據(jù)近年來(lái)的施工經(jīng)驗(yàn)，透層油應(yīng)以慢裂型乳化瀝青為宜。用瀝青灑布車噴灑時(shí)，應(yīng)保持穩(wěn)定的車速和噴灑量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布2立方米/1000平方米的石屑或粗砂，用8T鋼筒式壓路機(jī)穩(wěn)壓一遍，將多余的浮料掃走。
�。�8）提高面層攤鋪質(zhì)量。在攤鋪混合料時(shí)，運(yùn)距不能過(guò)遠(yuǎn)，攤鋪溫度應(yīng)控制在130℃、50℃為宜，攤鋪厚度均勻，壓實(shí)設(shè)備數(shù)量應(yīng)配套，速度控制在2m/min左右，碾壓遍數(shù)不能太少，以免混合料孔隙過(guò)大；一般不能進(jìn)行補(bǔ)料，尤其是下面層；基層雨后潮濕未干，不得攤鋪，更不得冒雨攤鋪；縱向、橫向接縫應(yīng)緊密、平順，各幅之間重疊的混合料應(yīng)用人工鏟走。
�。�9）合理組織施工。面層施工盡可能采用全幅攤鋪，如果不具備全幅攤鋪條件，可臺(tái)攤鋪機(jī)前后緊跟攤鋪，盡可能避免前幅混合料已冷卻再進(jìn)行后半幅攤鋪，確�；旌狭蠠峤�；分幅攤鋪時(shí)，上、下面層施工縫應(yīng)該至少錯(cuò)開(kāi)。盡量避免冷接縫，如不能避免，冷接縫應(yīng)按照要求先將已壓實(shí)的攤鋪帶邊緣切割整齊，清除浮料，用新的熱混合料敷貼到接縫部位，使冷料部位預(yù)熱軟化，清除敷貼料，向接縫壁涂刷一層粘性瀝青，再攤鋪新的瀝青混合料。
�。�10）充分壓實(shí)橫向接縫。碾壓時(shí)，壓路機(jī)先在橫向接縫已壓實(shí)的路幅上，鋼輪伸入新攤鋪部位左右，然后每壓一遍向新鋪層動(dòng)～，直到壓路機(jī)完全進(jìn)入新攤鋪層，然后再轉(zhuǎn)入縱向碾壓。
�。�11）在舊有路面上加鋪瀝青面層，最好先銑除原有路面后再進(jìn)行加鋪；或者鋪設(shè)土工布或土工格柵，以減少反射裂縫。
四、裂縫的處理措施
瀝青路面裂縫產(chǎn)生后，應(yīng)及時(shí)予以處理，防止水等有害物質(zhì)侵入，影響道路使用壽命。對(duì)于細(xì)裂縫(2～5mm)可用乳化瀝青進(jìn)行灌縫處理；對(duì)于大于5mm的粗裂縫，可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進(jìn)行灌縫處理；灌縫前，必須清除縫內(nèi)、縫邊碎料、垃圾等，并保證縫內(nèi)干燥；灌縫后，表面應(yīng)灑布粗砂或3～5mm的石屑。
五、結(jié)束語(yǔ)
由此可見(jiàn)，瀝青混凝土路面各種裂縫的產(chǎn)生很大程度上是設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)管理不規(guī)范造成的，只要積極采取有效措施，規(guī)范管理，有針對(duì)性采取一系列預(yù)防和改善措施，杜絕不利因素的發(fā)生，裂縫問(wèn)題一定可以減少�！ �
參考文獻(xiàn)
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