瀝青混凝土路面裂縫的成因及防治

1、瀝青混凝土路面裂縫的成因及防治摘要本文通過對瀝青混凝土路面的主要病害之一的裂縫成因的分類分析，結(jié)合工作經(jīng)驗，針對各種成因，提出對裂縫防治的一些觀點和看法，并對已出現(xiàn)的裂縫病害提出一些處治意見。供同行參考和討論。關鍵詞裂縫成因防治處治一、瀝青混凝土路面裂縫的損壞特征裂縫是瀝宵混凝土路面的一種常見病害，也是造成瀝宵混凝土路面早期損壞的一個重要原因。裂縫一經(jīng)出現(xiàn)，如不及時處治，隨著車輪的擠壓和氣溫的變化會造成裂縫邊緣材料的不斷松散和流失，裂縫處路面水的侵入會造成基層甚至路基的軟化，導致路面承載能力下降，加速路面的破壞。從裂縫引起的原因來說，瀝宵混凝土路面裂縫大體分為三種類型：一種是荷載型裂縫,主要由

2、行車荷載引起；另一種是非荷載型裂縫，即以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫；第三種是沉降裂縫，主要由不均勻沉降引起。從裂縫的表現(xiàn)形式來說，常見于瀝宵混凝土路面的裂縫為縱向裂縫、橫向裂縫和網(wǎng)狀裂縫?？v向裂縫的方向基本上平行于道路中心線，一般發(fā)生在距路邊緣不遠的車道內(nèi)。裂縫大致以兩種形狀出現(xiàn)，一種為直線形，一種為縱向弧形且兩端向路堤邊緣延伸。橫向裂縫是瀝宵混凝土路面最常見的一種裂縫形式，也是路面早期損壞現(xiàn)象之一。橫向裂縫的方向基本垂直于道路中心線，裂縫間隔不等，數(shù)量會逐年增加?？p寬不一，縫長有的貫穿整個路幅，有時僅貫穿部分路幅。半剛性基層瀝宵路面的橫向裂縫絕大部分是反射裂縫。網(wǎng)狀裂縫即通常所

3、稱的“龜裂”，是在路面局部范圍內(nèi)，先沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行縱縫，隨即在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫，裂縫縱橫交錯而形成網(wǎng)狀裂縫，縫寬一股為1mm以上，縫距40cm以下。網(wǎng)狀裂縫一般會伴有沉陷和唧泥現(xiàn)象出現(xiàn)。二、瀝青混凝土路面裂縫的產(chǎn)生原因1、從裂縫的性質(zhì)來分荷載裂縫：半剛性路面的結(jié)構性破壞裂縫，主要是由于行車荷載引起的。在車輪荷載作用下，半剛性基層的底部產(chǎn)生拉應力，當此拉應力大于半剛性基層材料的抗拉強度時，半剛性基層的底部就會很快開裂。在行車荷載的反復作用下，出現(xiàn)于底部的裂縫會逐漸擴展到上部，并使位于路面最上端的瀝宵混凝土面層也產(chǎn)生裂縫。荷載裂縫出現(xiàn)的順序為：底部-上部-外表。近年來日益嚴重

4、的超載行為，對此類裂縫的影響呈明顯上升趨勢。非荷載裂縫：瀝宵面層上的非荷載裂縫主要是溫度裂縫。在自然條件下的瀝宵面層，其外表和底部的溫度相比，始終存在有溫度差，而且瀝宵面層越厚，此溫度差越大。當面層外表產(chǎn)生的溫度收縮應力超過面層某一薄弱點處的瀝宵混合料的抗拉強度時，此處外表將首先開裂；同時，隨著瀝宵外表溫度的大幅度變化，白天與夜間溫差較大，或者在炎熱的夏季，經(jīng)陽光暴曬后遇驟降瀑雨，路面的外表溫度在短時間內(nèi)會急劇下降，使瀝宵面層外表產(chǎn)生較大的溫度收縮應力，在這種溫度應力的反復作用下，會導致瀝宵混凝土面層的外表疲勞開裂。在溫度應力的作用下，總是瀝宵面層外表首先出現(xiàn)開裂，反復作用下，外表裂縫開始逐漸

5、向下延伸，直至面層底部。非荷載裂縫出現(xiàn)的順序為：外表-底部。沉降裂縫：主要表現(xiàn)為橋涵兩端的橫向裂縫和路段上出現(xiàn)的較長的縱向裂縫。其形成的主要原因是填土的固結(jié)沉陷和地基的沉陷。此類裂縫一般為從基層到面層幾乎同時出現(xiàn)。2、從裂縫的形式來分一般說來，引起縱向裂縫的原因是：a、路面攤鋪時的分幅，前后攤鋪幅相接處的冷接縫未按相關標準要求作認真處理，相互問結(jié)合不緊密而產(chǎn)生脫開，形成沿縱向接縫而出現(xiàn)裂縫。b、道路拓寬改造時，新筑路基未作有效沉降處理，與原有老路基之間出現(xiàn)不均勻沉降，形成沿新老路基縱向交界面而出現(xiàn)裂縫。c、城市道路在分幅調(diào)整，原有綠化分隔帶改造為車行道時，由于施工面狹窄，導致基層、面層壓實度達

6、不到設計要求，產(chǎn)生工后不均勻沉降，形成沿原分隔帶縱向邊緣而出現(xiàn)裂縫。對于橫向裂縫，引起的主要原因是：a、路面攤鋪時的施工縫未進行有效處理，導致橫向接縫不緊密，結(jié)合不良而在沿橫向施工縫方向出現(xiàn)裂縫。b、工程使用瀝宵未到達適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標準，致使使用過程中瀝宵面層產(chǎn)生的溫度收縮應力和溫度疲勞應力超過瀝宵混合料的容許抗拉強度。c、半剛性基層以水泥、石灰等土石料和工業(yè)廢料為主，成型工藝相對簡單，具有明顯的技術優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢，在道路工程中得到普遍采用。但同時由于半剛性基層的熱容量較小，與瀝宵混凝土面層的粘結(jié)性能差，如遇水泥劑量控制不當、施工質(zhì)量控制不嚴等因素，其本身就容易產(chǎn)生收縮開裂

7、，進而反射至瀝宵面層。特別是城市道路窘井多、壓實難；施工周期短導致養(yǎng)生期不足，極易造成面層攤鋪后由基層到面層的反射裂縫，此類裂縫通常以橫向裂縫的形式表現(xiàn)。d、在道路軟土地基或高填土路段，由于下臥層處理不到位，回填土壓實不足。工后沉降偏大造成與相鄰路段的沉降差異，容易在臨界處形成路基、路面因剪切拉伸而開裂，以橫向裂縫或斜橫向裂縫的形式表現(xiàn)出來。e、與橋梁和涵洞等結(jié)構物相接處，是容易出現(xiàn)病害的地點之一。構筑物屆于相對剛性的基礎，而臺后填土部分剛度相對較小，具體表現(xiàn)為工后沉降差較大，常見裂縫和錯臺現(xiàn)象，即使采用橋頭塔板也只是有所緩解變形的突變，在路基本身沉降控制不好的情況下，該裂縫會向塔板端部轉(zhuǎn)移。

8、網(wǎng)狀裂縫的產(chǎn)生，主要是由于路面結(jié)構整體強度不足，具體因素為：a、瀝宵混合料質(zhì)量差，拌和時間過長，拌和溫度過高，瀝宵本身的老化導致瀝宵混合料抗變形能力降低而出現(xiàn)縱橫向裂縫。b、路面結(jié)構中含有軟弱夾層，導致粒料層松動，水穩(wěn)定性差，從而形成網(wǎng)狀裂縫。c、由于平整度較差，引起局部瀝宵結(jié)構層厚度不足，水分的侵入導致層間結(jié)合較差，局部的結(jié)構承載力不足和由于唧泥引起過量局部沉陷，加速網(wǎng)狀裂縫的形成。三、瀝青混凝土路面裂縫的防治措施瀝宵混凝土路面的裂縫不能徹底消除，但是通過優(yōu)化設計、加強施工管理，選擇合適材料等措施加以預防，將其危害程度降到最低，從而延長瀝宵混凝土路面的使用壽命。1、把好原材料的選擇關按照公路

9、瀝宵路面施工技術標準中的相關要求，結(jié)合本地區(qū)的氣候條件和道路等級選用瀝宵種類，以減少瀝宵面層的溫度裂縫。保證現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)的完整性和準確性，杜絕弄虛作假。特別是瀝宵材料、砂石料的試驗數(shù)據(jù)，必須做到抽樣合理和數(shù)據(jù)真實，以保證筑路材料的路用性能。從低溫抗裂性的要求出發(fā)，瀝宵路面在低溫時應具有較低的勁度和較大的抗變形能力，且在車輛荷載和其他因素的反復作用下不致疲勞開裂，使用稠度較低及溫度敏感性低的瀝宵，可提高瀝宵路面的低溫抗裂性能。為提高瀝宵路面的低溫抗裂性能，應選用抗老化能力較強的瀝宵材料，在瀝宵中摻加橡膠類高分子聚合物，有較明顯的效果。骨料應選用外表粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性好、與瀝宵粘附性能好的堿性

10、集料。呈酸性集料應添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉。同時應盡量降低骨料的含水量。2、優(yōu)化設計生產(chǎn)配合比嚴格按照“目標配合比”-試驗路段-“生產(chǎn)配合比”的程序，針對每一批原材料和使用時的自然、環(huán)境條件，優(yōu)化確定適合工程特點的生產(chǎn)配比。混合料的級配決定混合料的高溫穩(wěn)定性、低穩(wěn)抗裂性。路面外表特性和耐久性是相互制約的一對矛盾，優(yōu)化配合比設計，就是要在各種路用性能之間尋找最正確平衡點，根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件和交通情況具體分析，相互兼顧。二灰碎石是道路工程中經(jīng)常采用的一種基層材料，標準規(guī)定石灰：粉煤灰在1:21:4范圍，但石灰含量大會造成溫度收縮系數(shù)增大，基層收縮開裂的可能性增大。相關研究資料說明，綜合考慮二

11、灰基層的抗裂性，結(jié)合其強度和剛度要求，此比例在1:3左右時比較適宜。3、嚴格控制施工工藝強化施工管理，提高工序控制的科學性。經(jīng)濟發(fā)展的速度對基礎設施的建設提出了更高的要求，作為基礎設施先行的道路工程更是首當其沖，現(xiàn)實生活中，一項建設項目尚未啟動，往往已確定了竣工時間。導致各工序問缺乏合理的銜接，施工工藝的基本要求得不到滿足，施工質(zhì)量存在隱患，工程投運之時，便是裂縫出現(xiàn)之機。瀝宵混合料的攤鋪與壓實是關系路面施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，攤鋪質(zhì)量不好往往伴隨著裂縫的發(fā)生。面料攤鋪過程中，應著重控制攤鋪溫度，供料速度與前進速度要相協(xié)調(diào)，防止出現(xiàn)粗料滾動離析。低溫碾壓容易造成壓實度不足導致空隙率增大，路面滲水導

12、致早期破壞。重視并協(xié)調(diào)瀝宵路面的平整度與壓實度的關系。不能犧牲壓實度而偏面追求平整度，應該在確保壓實度的前提下盡量爭取平整度。合理施工組織設計，攤鋪作業(yè)盡可能連續(xù)進行，防止冷接縫。不能防止時，上下層的接縫應錯開15cm以上，先將已壓實的攤鋪帶邊緣切割整齊，活除浮料，用熱混合料敷貼、預熱軟化接縫部位，活除敷貼料，涂刷粘層瀝宵后攤鋪新的瀝宵混合料，并充分壓實接縫部位，能有效預防由于攤鋪接縫而產(chǎn)生的路面早期裂縫。保證基層頂面的粗糙度。改善基層材料級配，保證生產(chǎn)配合比中確定的粗骨料含量，并適度提高大中粒徑集料含量?？刂谱钫_含水量，改良碾壓方法，防止過振過濕，不能使基層頂面形成灰漿硬殼，不能用細料來進

13、行壓實后的找平在雨后基層潮濕未十的情況下，不得進行瀝宵面層的攤鋪作業(yè)，更不得冒雨進行攤鋪。在冬季氣溫過低的情況下，應停止瀝宵面層的攤鋪。以保證面層與基層的緊密銜接和瀝宵面層的有效壓實。對于新鋪的半剛性基層，隨著混合料中水分的減少會產(chǎn)生十縮和十縮應力。在鋪筑瀝宵面層前已存在十縮裂縫的半剛性基層，在面層攤鋪后，會繼續(xù)拉開和擴展，將瀝宵面層,特別是面層相對較薄處發(fā)展成為裂縫。因此，在半剛性基層的十縮接近完成，并對已出現(xiàn)裂縫進行封閉處理后，再進行瀝宵面層的攤鋪，能大大減少使用期間出現(xiàn)的裂縫數(shù)量。4、重視路面排水防水設計由于道路設計人員與排水設計人員大多非同一人完成，設計周期往往得不到落實，排水工程要依

14、據(jù)道路設計成果，而施工順序卻在道路工程前面，實際操作中，排水設計引用的資料常常為道路的中間設計成果，如果缺乏及時有效的溝通，容易造成雨水收集口與道路縱斷面設計不匹配，導致道路運行時，路面水得不到迅速排放，而加速裂縫的發(fā)展。在瀝宵面層的中間或底部，使用合適的防水層，既能有效的防止水毀和減少反射裂縫的產(chǎn)生。目前市場上以非織造玻纖/聚酯纖維制造的路用防裂聚酯玻纖布，通過施工時灑布的粘層油和混合料中的瀝宵在玻纖布兩側(cè)的滲透，給路面提供一個連續(xù)、柔性的防水層，防止路面水對基層的破壞，同時能隔離由于基層裂縫對面層的影響，從而提高瀝宵路面的使用性能和服務年限。稀漿封層作為一種新技術已經(jīng)在交通部門得到廣泛應用

15、，相對常用的瀝宵混合料封層而言，它的強度和韌性都比較好，同樣適用于道路的上封層和下封層。采用稀漿封層作為瀝宵混凝土路面的下封層時，即使在施工期間由于臨時交通荷載有所損壞，在道路營運期間仍能較好地發(fā)揮防水和防止反射裂縫的成效。5、合理設計路面結(jié)構路面結(jié)構設計前，應做好交通量的調(diào)查和預測工作，使路面結(jié)構組合與整體強度能夠滿足設計使用期限內(nèi)的交通荷載要求。上基層應選用水穩(wěn)定性良好的有粗粒料的水泥、石灰穩(wěn)定類材料。有條件的可以采用瀝宵碎石柔性基層。半剛性基層瀝宵路面結(jié)構的承載能力主要由半剛性材料層基層和底基層承擔，一味地增加瀝宵面層的厚度對解決裂縫問題是無益的，只會徒勞地增加瀝宵面層的溫度差而引起早期

16、非荷載裂縫的出現(xiàn)，而且，較厚的瀝宵面層反而容易導致車轍的產(chǎn)生。按照現(xiàn)代道路“強基薄面”的設計理念，一般道路的瀝宵路面厚度應控制在1215cm之間。瀝宵面層各層應盡量使用空隙率低的密實型瀝宵混凝土，如目前普遍采用的密實型連續(xù)級配的AC瀝宵混合料。為提高瀝宵路面的使用性能，可以考慮選用密實型斷級配的瀝宵瑪蹄脂碎石混合料SMA，既具有良好的不透水性，乂有明顯的高溫抗永久變形能力和抗滑性能；同時改善瀝宵結(jié)合料，采用改性瀝宵，對提高瀝宵路面的抗裂縫性能將會有很大的幫助。6、強調(diào)特殊地段的處理當?shù)缆方?jīng)過軟土地基和高填土路段時，應進行必要的沉降計算，并采取針對性措施，如：排水固結(jié)法、強夯法、換填法、復合地基

17、法和輕質(zhì)填料法等，將工后沉降控制在標準容許范圍內(nèi)，減少由于不均勻沉降引起的路面裂縫。在橋頭臺后或搭板端部，采用碎礫石回填可以有效降低橋頭路基的工后沉降，使橋臺剛性與路段柔性問出現(xiàn)一個緩和過渡段，緩和沉降變化率，推遲路面裂縫的開展。在軟土地基和高填土路段，及拓寬改造路段，在進行臺階處理的同時，適當應用“四新”產(chǎn)品，如：土工格柵、土工布等土工合成材料，對控制不均勻沉降將會起到十分明顯的作用。特別是在原有水泥混凝土路面上罩鋪瀝宵混凝土路面時，更應重視。城市道路管線溝槽回填時，可參照拓寬改造或綠化帶改造的處理方法，盡可能采用石灰土回填，當基層完成后實施反開挖溝槽時，回填時宜采用素混凝土，并在溝側(cè)鋪設土

18、工合成材料，使前后實施的基層之間取得變形的協(xié)調(diào)。7、加強打擊超載超限車輛的力度隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，道路上行駛的貨車數(shù)量直線上升。缺乏統(tǒng)一的車輛模式，加之某些部門的自身利益，車輛超載現(xiàn)象日益嚴重，遠遠大于道路設計預期的交通量，過度的超載運行，路面荷載裂縫過早出現(xiàn)，使道路實際服務年限大打折扣。嚴厲打擊此類違法現(xiàn)象，回歸道路的正常使用，是當前刻不容緩的任務之一。四、瀝青混凝土路面裂縫的處治方法眾所周知，在目前的施工條件下，瀝宵混凝土路面出現(xiàn)裂縫是不可防止的，只是數(shù)量的多少、發(fā)展的程度以及出現(xiàn)的時間等等。要延長道路的使用年限，提高道路的服務效率,除了加強日常的養(yǎng)護維修之外，對已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，應及時予以處理，防止水分等有害物質(zhì)的侵入，限制裂縫的開展。維修處理瀝宵路面裂縫，應根據(jù)裂縫的寬度和深度，選擇合適的材料，確定具體的施工工藝。1、縱向裂縫一般出現(xiàn)在高填方路段，如不及時徹底處治將嚴重危及路基的穩(wěn)定，給道路行車帶來安全隱患。可采用水泥壓漿方法處理，用