市政道路工程瀝青路面裂縫研究

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半剛性基層瀝青路面已經成為當前我國市政道路工程建設的主流選擇，相較于其他種類的路面，瀝青路面具有表面平整度達標、不產生接縫、耐久性好、行車噪音低、平穩舒適、養護方便、成本低等特點，且瀝青路面的施工周期也較短。同時瀝青路面的一大缺陷是容易產生裂縫，這種病害一旦出現，會使瀝青路面強度下降，傷害路基質量，降低道路使用壽命。隨著道路建設技術與施工機械化程度的提高，當前瀝青路面的建設質量已經有了較大提升，但是由于受自然環境、載荷、不當養護等因素，瀝青路面的裂縫問題仍未能完全解決。為保證市政工程道路的建設質量，必須對瀝青路面裂縫問題加以重視，通過分析其種類與相應的成因，探尋其相應的防治策略，以做到瀝青路面的高質量建設與養護。

1京東方北路建設工程簡介

京東方北路位于福清市音西街道內，本次工程性質為新建道路，道路呈東西走向，西起福百大道交叉口，東至福俱大道交叉口，地勢總體較為平坦、開闊、局部起伏較大，主要地貌有沖洪積平原地貌。道路沿線大部分為耕地、荒地、洼地、水溝，零星見有居民區、河、塘、鄉村電網、土路及水泥路等;未見有其它明顯標志地上、地下管線分布。道路等級為城市支路，路面結構為瀝青混凝土路面。

2瀝青路面出現裂縫的危害

在裂縫出現的早期，裂縫在長度與面積上較小，對道路的正常使用沒有太大的影響。但時間一長，通過汽車的載荷作用，裂縫會逐漸延展，使裂縫在長度與面積上慢慢增加，最終嚴重破壞路面，影響道路正常使用。雨水會通過初期的裂縫侵入路面，隨著載荷作用與溫度變化的影響，在路面內部形成動水壓力，溫度低時結冰，久而久之，水分會侵入瀝青與集料之間，使得瀝青從集料表面脫落，影響道路質量，同時使得麻面、洞坑、掉粒等其他病害的發生幾率大大增加，影響道路正常使用，縮短道路使用壽命。

3裂縫的種類與相應成因

瀝青路面產生的裂縫種類不一，其相應的成因也不同，分析道路裂縫的防治策略必須明確其類型與成因，然后因地制宜，考慮相應的解決方法。裂縫即是路面承受的應變超過最大極限，以裂縫的形式將應力釋放。一般來講裂縫有兩大類:載荷型與非載荷型。載荷型裂縫即是由于路面承受的車輛載荷長期超過設計負載，過大的使用強度使路面產生結構性破壞裂縫。非載荷型裂縫通常是由于溫度的變化導致裂縫的出現，其中可分為溫度收縮裂縫與溫度疲勞裂縫兩種。同時，半剛性基層可能會發生溫縮或干縮裂縫，反射到瀝青層就會引起裂縫，通常情況下這種裂縫由環境濕度與溫度條件變化引起。

3．1載荷型裂縫

超過路面設計承受質量的重載荷，是導致瀝青路面產生裂縫的主要原因。路面結構層本身具有一定的承載能力，小于路面承載能力的載荷一般不會對路面產生破壞作用，而超過路面承載能力的重載荷會使路面結構層產生彎拉應力，當彎拉應力的最大值超過瀝青路面結構層的最大抗拉強度，就有可能導致路面結構層基層產生裂縫。因為結構層基層受到重載荷作用產生的彎拉應力會遠遠大于路面表層，因此，一般來講，當路面表層出現了載荷型裂縫時，其結構層基層已經受到了嚴重的破壞，在車輛載荷的長期作用下，結構層底層出現的裂縫最終傳導至表層，形成可見的載荷型裂縫.

3．2非載荷型裂縫

非載荷型裂縫主要是由溫度因素影響產生。瀝青路面各結構層的材料性質與受熱條件不同，導致溫度在瀝青路面各結構層中的傳導程度不同，會使瀝青路面的表層、中間層與底層以及各層面的表面與內部會存在較大的溫差，在溫度變化較大的條件下，會使瀝青路面各結構受到不同溫度應力的影響，最終導致裂縫的出現。通過受到溫度應力以及裂縫的產生方式不同，可以將溫度裂縫分為低溫收縮裂縫與溫度疲勞裂縫。

3．2．1低溫收縮裂縫

瀝青具有在高溫條件下彈性高，具有良好的柔韌性，能夠承受較高的變形應力的特點，因此，高溫環境中的瀝青路面在溫度變化中承受溫度應力的能力往往較強，出現非載荷型裂縫的可能性低。但在低溫中，瀝青材料受到熱脹冷縮的特性的影響，往往會產生收縮，同時變硬，使得瀝青路面結構層的柔韌性降低，瀝青表層受到各結構層的約束其自由形變的范圍縮小，同時，變硬的瀝青路面抵抗形變的能力也隨著下降，當瀝青表層受到的收縮應力超過材料的抵抗應變極限時，加之瀝青路面的底層與表層之間的粘合效果不好，基層無法分擔表層的應變時，極其容易產生裂縫。

3．2．2溫度疲勞裂縫

在溫度變化頻繁、晝夜溫差大的條件下，短時間的溫度應力可能不足以使瀝青路面無法承受，產生裂縫，但長期的溫度變化，會使得瀝青路面產生變形疲勞，加速瀝青路面的老化，造成瀝青混合料的彈性模量降低，瀝青固化程度增加，瀝青的抵抗應變能力降低，久而久之，溫度變化產生的應力或應變超出瀝青路面的承受能力，就會造成路面出現裂縫。

3．3反射裂縫

當前，瀝青道路的建設多選擇半剛性材料作為路面基層，京東方北路的建設也采用了這種方式。應用半剛性材料較之于其他材料做基層，會使道路的最大承受載荷增加，并且可以減小面層的厚度，這樣一來，在道路使用性能提高的同時，建設成本也得到了節約。但是應用半剛性材料存在一定的問題，由于半剛性材料是一種水硬性材料，其內部的強度與剛度不會隨著基層施工的結束達到最大值，而是隨著時間的推移，基層材料的強度與剛度慢慢達到最大值。半剛性材料的使用性質與養護周期，致使應用半剛性材料的道路基層受溫度與濕度變化影響極大，前期的施工如果不到位，溫度與濕度的變化及其容易使道路基層產生溫縮現象，同時受到路基的變形抵抗，導致無法通過變形將應力釋放，得到在基層內部產生拉應力，當拉應力超出基層的最大抗拉強度后，基層會產生破壞，形成裂縫。基層產生裂縫處，會與表層的路面形成一個應力集中點，表層受到載荷與溫度應力的作用，極其容易將裂縫反射至表層，最終形成反射裂縫。

4瀝青路面裂縫的防治策略

瀝青路面裂縫的防治，必須根據施工道路的實際情況，考慮到容易引發裂縫的因素，在前期設計與施工完成后這兩個階段提出相應的對策，做到對瀝青路面的良好保護。結合此次京東方北路的設計施工經驗，對瀝青路面的防治提出以下策略。

4．1前期預防

對道路建成后的車輛荷載進行有效的調查與預判，使道路設計荷載能夠滿足未來道路使用強度，保證未來道路投入使用后不會產生荷載型裂縫的必要工作。對于京東方北路的設計，考慮到重載車輛不多，車輛平均車速低，提出了相應的載荷設計。基層材料的選擇也是影響瀝青路面質量的重要因素，在施工中，選擇了具有高強度、抗收縮性能好的堿性石灰巖石料，能夠有效的保證基層結構的質量。在瀝青的選擇上，使用了抗開裂性能好、針度大的AH－70，以提高瀝青路面的最大變形能力。在瀝青的貯存中，不同來源、不同標號的瀝青分開存放，使用期間，貯存瀝青的瀝青罐中的溫度不高于130℃，并不低于80℃。存放過程中采取防水措施，避免雨水或加熱管道蒸汽進入瀝青罐，對瀝青品質造成破壞。施工中，采用連續施工，避免層級間的污染，做到基層與瀝青表層施工時間差在一年內。在壓實成型中，采取多壓路機同時進行，緊跟攤鋪機進行壓實，保證壓實質量。

4．2后期整治

由于道路使用強度的提高、道路使用時間長等因素，部分道路的瀝青路面難免會出現裂縫，出現裂縫后進行有效的整治，保證裂縫不再擴展，是道路養護中不可缺少的工作。瀝青路面裂縫的整治一般有如下方法:(1)灌縫是裂縫出現初期經常采取的整治方法，根據裂縫的深度不同，采取不同灌縫方式，路面表層出現裂縫一般使用改性瀝青進行灌縫，道路基層裂縫一般采取壓漿灌縫法。(2)在道路的中大型養修中，針對出現裂縫的瀝青路面，常采取罩面的方法。罩面作為一種綜合性的道路養護方法，能夠有效整治多種道路病害，對裂縫也具有較好的效果，但需要注意對深層裂縫的徹底整治，避免日后出現反射裂縫。罩面的使用成本較高，但是綜合效果持久，能夠有效延長道路使用壽命，因此，性價比較高。(3)路面再生也是一種道路大修的方式，但是再生層相對于原生層效果有較大差距，使用壽命也有縮減。當前路面再生有冷再生與熱再生兩種技術，利用原有路面材料，經過一系列工藝形成再生層，再在再生層上做封層或瀝青的加鋪。

5結語

瀝青路面的裂縫問題，影響著道路使用體驗，也影響著一個城市的市容市貌，因此，必須做到從前期設計施工到后期道路養護整治這一整個過程的嚴格控制，盡量保證在材料選擇、材料貯存、路基壓實、封路修養等一系列環節上的合理科學，為將來道路投入使用后的質量打好基礎，延長道路使用壽命。

參考文獻:

［1］董賢云．瀝青路面裂縫及預防措施研究［D］．濟南:山東大學，2009．

［2］林增忠．市政道路瀝青路面建設質量若干問題與對策［J］．福建建筑，2008，(03):17－20．

［3］仇銀吉．瀝青路面再生技術的研究與應用［D］．濟南:山東大學，2013．

作者:林燕 單位:福建省交泰建設工程有限公司