公路瀝青路面裂縫成因分析的論文
摘要：隨著(zhù)交通量的增加，軸載的增大和高等給公路上行車(chē)速度的提高，按照傳統瀝青規范修建的道路出現了嚴重的初期損壞現象，瀝青路面早期破壞常見(jiàn)的現象有：泛油、波浪、擁包、裂縫、坑槽、松散等。在此基礎上提出了防治措施及維修后的檢測措施。
關(guān)鍵詞：瀝青路面；早期損壞；防治措施
1路面早期破壞的原因
1.1路基方面
�。�1）設計與路段實(shí)際情況相差大，設計結構不合理。瀝青面層結構選用不當，混合料類(lèi)型不合理，瀝青混合料配比設計不準確。
�。�2）路面厚度設計不足導致路面強度明顯不能滿(mǎn)足行車(chē)要求，交通運輸發(fā)展迅猛，路面回彈彎沉值逐漸增大，滿(mǎn)足不了交通量迅速增長(cháng)和汽車(chē)載重明顯增大的需求，瀝青路面過(guò)早產(chǎn)生疲勞破壞，路面網(wǎng)裂伴隨著(zhù)縱向裂縫和形變產(chǎn)生。
�。�3）路線(xiàn)設計未對路面排水系統詳細考慮，如路塹段縱坡宜20.3%，路線(xiàn)縱坡宜小于等于2%，凹曲線(xiàn)底部宜設計在涵洞處，井在邊坡上設急流槽，超高段盡量避免設在路塹地段，原則上要求考慮加深邊溝。
1.2路基施工方面
�。�1）路基填土含水量偏大，在凍脹作用下使路面形成裂縫。
�。�2）路基碾壓不均勻，出現填土局部未壓實(shí)或兩側密實(shí)度不夠，使路基產(chǎn)生不同程度的沉陷，形成裂縫。
�。�3）舊路拓寬時(shí)，新舊路基銜接處理不符合技術(shù)規范要求，新路基壓實(shí)度不夠，造成路基不均勻沉陷或滑坡，形成裂縫。
�。�4）傍山公路半填半挖地段、橋臺與填方接頭處、路基施工未按規范要求，易造成自然沉降，經(jīng)長(cháng)時(shí)間行車(chē)作用易形成裂縫。
1.3養護管理方面
�。�1）養護不及時(shí)。瀝青路面在行車(chē)作用下出現小面積松散，個(gè)別坑槽后，未及時(shí)進(jìn)行養護。初期及時(shí)養護更為重要。
�。�2）養護方法不當，有些養護人員在瀝青混凝土路面上采取人工噴油，人工灑料方法進(jìn)行養護。
1.4基層施工方面
�。�1）目前，高等級公路路面結構基本上是半剛性基礎層的結構，采用這樣的結構有很多毛病，半剛性基層容易開(kāi)裂，反射到表面，路面進(jìn)水后，又很難排出，容易造成路面界面條件和受力狀態(tài)的變化。
�。�2）基層、底基層、路面表面清除不干凈。在鋪筑上一結構層前，若路面結構層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈，在雨水作用下，浮層油料變軟被行車(chē)擠壓造成的高壓水流沖刷成漿，進(jìn)而波及到瀝青面層表面。
�。�3）由于施工質(zhì)量不好，無(wú)機結合料穩定基層沒(méi)有拌和到底，底部留有素土夾層，在行車(chē)反復作用下導致路面產(chǎn)生塊狀裂縫。
�。�4）基層松散及系數控制不嚴而導致的二次補加層。
�。�5）在基層施工過(guò)程中，灰土的上、下橫接縫因重疊或搭接過(guò)少而出現裂縫。
�。�6）部分基層壓實(shí)度不足，在最大干密度確定的情況下，基層的壓實(shí)度與混合料中粗、細集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關(guān)。
1.5路面施工方面
�。�1）瀝青混合料的組成。礦料級配，瀝青含量，集料品種不符合設計規范要求，對原材料檢驗不嚴，對瀝青混合料的配合比控制不夠，特別是礦粉和瀝青用量不準，使瀝青路面早期出現推擁，油包，松散，露骨，坑槽，裂縫等。
�。�2）當瀝青面層的空隙率較大時(shí)，瀝青面層的通透性增大，外界水易侵入結構內部。
�。�3）施工當中未按照施工工藝和程序進(jìn)行施工，部分路面混合料離析和不均勻容易造成局部滲水，使路面出現病害。
�。�4）施工中壓實(shí)不足，片面追求平整度，不能在溫度較高的時(shí)候及時(shí)壓實(shí)，不敢采用輪胎壓路機，這樣就造成了路面表層看起來(lái)很平整，通車(chē)不久就很快衰減。
�。�5）施工機械設備陳舊，不配套，使混合料的配合比計量、拌和均勻性、壓實(shí)度、平整度等受到很大影響。
�。�6）瀝青混合料加熱溫度過(guò)高，瀝青和礦料拌和時(shí)，瀝青便被礦料的高溫灼焦、使瀝青老化、路面強度不足，產(chǎn)生松散、坑槽等病害。
2周?chē)h(huán)境影響
�。�1）老化和環(huán)境因素。在嚴冬，瀝青材料最易破碎，其強度將難以承受由溫縮引起的拉伸應力，可能由于路面的溫縮和翹曲在路表出現微裂縫。
�。�2）瀝青路面裂縫擴展的影響因素。瀝青路面開(kāi)裂主要由交通和環(huán)境因素引起，與行車(chē)荷載有關(guān)的瀝青路面開(kāi)裂的典型例子就是龜裂。這種類(lèi)型裂縫是由于溫度下降或干縮變形時(shí)瀝青路面結構層收縮引起的。
�。�3）交通荷載誘發(fā)裂縫。根據經(jīng)典的疲勞強度理論，交通荷載引起的瀝青路面裂縫產(chǎn)生于受約束層底部，然后向上擴展到路表。這種裂縫應出現在車(chē)輪輪跡處，應為橫向裂縫。
�。�4）環(huán)境因素誘發(fā)裂縫。事實(shí)上，由環(huán)境因素誘發(fā)的裂縫通常呈現為橫向裂縫，這是因為溫度下降或干濕變化而收縮變化的應力一般在縱向最大。在特殊條件下，如高摩擦力和溫度或含水是急劇下降，就可能產(chǎn)生橫向裂縫，在這種情況下也可能產(chǎn)生典型的塊裂。
�。�5）荷載與環(huán)境因素對瀝青路面開(kāi)裂的綜合影響。與交通荷載和環(huán)境因素相關(guān)的應力不是彼此孤立的，而且在許多氣候條件下，瀝青路面裂縫在白天主要受交通影響，而夜晚主要受環(huán)境因素影響。
3新建瀝青路面裂縫的預防
�。�1）材料的選擇。根據道路所在地區的氣候條件和混合料類(lèi)型選擇結合料，對于水泥處治基層，如果條件允許，最好使用溫度膨脹系數低的骨料。對于瀝青結合料，使用某些聚合物或添加劑可以提高其抗裂能力。瀝青混合料中的集料應選用表面粗糙，石質(zhì)堅硬，耐磨性強，嵌擠作用好，與瀝青粘附性的材料，盡可能使用人工砂代替圓形顆料的天然沙。
�。�2）路面結構設計。顯然，所設計的道路必須能適應客觀(guān)存在的交通荷載水平和溫度條件。若道路隨載力不足，將加速路面疲勞開(kāi)裂過(guò)程。
在設計中應特別注意路面排水與防水措施：
�。�1）瀝青混凝土配合比設計。瀝青混合料級配也是一項重要因素，在合理選擇混合料級配時(shí)，應兼顧其高溫穩定性，疲勞性能和低溫抗裂性，以及耐久性等各方面的要求。對受拉疲勞開(kāi)裂的研究表明，瀝青用量從4.2%增加到6.2%，可以使用25m板長(cháng)為基層的密級配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命由10年延長(cháng)到45年。
�。�2）設計應力吸收層。設計應力吸收層，對減緩反射裂縫的產(chǎn)生與擴展有明顯的效果，可使裂縫處相對位移產(chǎn)生的應力傳到面層時(shí)大為減少，可明顯減弱裂縫尖端應力的.奇異性，降低應力強度因子，而吸收層的彈模越低，防裂效果越好。就目前常用的材料而言，土工織物與瀝青橡膠薄膜的彈模較低，變形率越大，且不存在低溫脆化問(wèn)題，效果最佳。
�。�3）施工質(zhì)量。鋪筑路面材料時(shí)，應該遵循正確的施工原則。
4半剛性基層反射裂縫的預防
�。�1）結構層頂部切槽。這種方法是結構層碾壓后在其頂部預切槽口，深度約為層厚的1/3~1/4。
�。�2）瀝青乳液接縫。這種預開(kāi)裂技術(shù)是在結構層碾壓前切割一條縫直至層底，并在縫壁內注和速破瀝青乳液。
�。�3）嵌入硬質(zhì)波浪形夾片。這種技術(shù)形成所謂的“活性接縫”。
�。�4）嵌入柔性塑料帶。這種技術(shù)是在剛處理的攤鋪材料中埋入柔性塑料帶，以形成裂縫，其厚度大約為結構層厚度的1/3。保證了裂縫處有效的傳遞荷載能力。
�。�5）結構層底部預開(kāi)裂。與（1）類(lèi)似，通過(guò)在結構層底放置三角開(kāi)采木板或木塊，減少水硬性結合性結構層橫斷面，使首先在該處產(chǎn)生裂縫。
5復合式瀝青路面裂縫的預防
復合式路面是用瀝青混凝土鋪筑在舊水泥路面上，反向裂縫的預防如前所述，采取的措施還包括：
�。�1）鋪筑20cm全厚式瀝青混凝土。
�。�2）在水泥混凝土和瀝青混凝土之間鋪設應力吸收層。
�。�3）采用裂縫固定技術(shù)后，再鋪筑三層體系的防裂瀝青混凝土面層。
�。�4）在原水泥混凝土路面加鋪一層3cm厚的鋼纖維混凝土，再鋪瀝青混凝土。
�。�5）鋸開(kāi)水泥混凝土面板。
�。�6）用1~2mm厚，0~10cm寬的彈性瀝青層覆蓋裂縫。
�。�7）用水泥砂漿或環(huán)氧樹(shù)脂填充來(lái)限制混凝土板的移動(dòng)和填充水泥混凝土板下脫空。
�。�8）用瀝青或改性瀝青注入裂縫或接縫來(lái)阻止水滲入到下部結構。
�。�9）在水泥處治基層接縫處上的瀝青加鋪層內預切縫并灌填縫料。
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