瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因分析及綜合防治
瀝青混凝土路面以其行車舒適、噪音小、揚(yáng)塵少、維修方便等優(yōu)點(diǎn)被廣為應(yīng)用，但裂縫是瀝青混凝土路面的常見病害。裂縫的出現(xiàn)不僅使瀝青混凝土路面的品質(zhì)下降，而且?guī)?lái)路面病害的惡性循環(huán)。降水可導(dǎo)致路基整體強(qiáng)度降低，在交通荷載的反復(fù)作用下，隨著此局部區(qū)域的逐漸弱化，外部水更易侵入，引起路面下陷；如果凍脹，路面會(huì)隆起，春融季節(jié)發(fā)生翻漿。
一、裂縫產(chǎn)生的原因
?。ㄒ唬?qiáng)度裂縫
由于路基、路面整體強(qiáng)度不足而引起的裂縫，通常表現(xiàn)為彎沉較大，伴隨出現(xiàn)沉陷、車轍等病害。瀝青混合料的強(qiáng)度由2部分組成:礦料之間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力，以及瀝青-礦料之間的粘結(jié)力和瀝青本身的凝聚力。
（二）瀝青面層彎拉疲勞裂縫
由于路面材料彎拉強(qiáng)度不足，在車輪荷載反復(fù)作用下，路面發(fā)生彎拉疲勞裂縫，這種裂縫先在縱向出現(xiàn)進(jìn)而發(fā)展為網(wǎng)狀裂縫。
（三）老化裂縫
由于瀝青材料老化，變形能力減弱，路面被拉斷，多呈現(xiàn)龜裂。
（四）低溫收縮裂縫
由于溫度下降，路面發(fā)生較大的收縮應(yīng)力，在外荷載作用下也會(huì)出現(xiàn)疲勞斷裂。
?。ㄎ澹┞坊料莺褪┕そ涌p處理不佳產(chǎn)生的裂縫。
（六）路基凍漲裂縫
由于路基含水量大，冬季凍脹將路面拱起而斷裂。
?。ㄆ撸┗鶎臃瓷淞芽p
多出現(xiàn)于半剛性基層或舊水泥混凝土路面中。
根據(jù)目前研究結(jié)果，舊水泥混凝土路面上瀝青加罩層的反射裂縫主要來(lái)源于兩部分，即水泥路面接縫處的應(yīng)力集中和瀝青加罩層底部的彎拉應(yīng)力。
（八）檢查井周圍瀝青混凝土路面的環(huán)狀裂縫
瀝青混凝土路面由于溫度應(yīng)力、應(yīng)力集中、彎拉應(yīng)力等的聯(lián)合作用使檢查井周圍的瀝青混凝土路面更容易、更迅速地破壞，破壞的形狀隨使用時(shí)間的長(zhǎng)短呈寬度、深度不等的環(huán)狀裂縫。
根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，以上八種情況可概括為四類:即強(qiáng)度裂縫、溫度收縮裂縫、反射裂縫、結(jié)構(gòu)和施工裂縫。
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二、防治措施
瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因諸多，故防治也就成為一個(gè)綜合治理的問(wèn)題，只有在設(shè)計(jì)選材、施工、維護(hù)等多方面充分考慮防裂的問(wèn)題，才能有效地防治瀝青混凝土路面裂縫的產(chǎn)生。
（一）合理設(shè)計(jì)
1、路面厚度的確定 作為柔性路面，必須根據(jù)其道路等級(jí)、交通量、自然地基地質(zhì)情況，道路基層情況和施工季節(jié)等綜合因素計(jì)算其設(shè)計(jì)厚度。
2、瀝青混凝土的級(jí)配設(shè)計(jì) 為了提高抗滑能力和抗車轍能力，國(guó)內(nèi)高等級(jí)道路普遍采用較粗級(jí)配，用油量少，空隙率偏大，傳荷能力削弱，容易開裂，耐疲勞能力降低。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮其綜合作用，并根據(jù)設(shè)計(jì)厚度選擇適當(dāng)?shù)幕旌狭项愋汀?nbsp;
3、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(shí)必須使用。
4、設(shè)計(jì)應(yīng)力吸收層及加筋層 通過(guò)對(duì)反射裂縫產(chǎn)生機(jī)理的分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，為防治反射裂縫，可針對(duì)工程具體情況采用如下技術(shù)措施。
（1）應(yīng)力吸收:在罩面層與原路面之間設(shè)置隔離層，主要采用彈性模量較小的材料，如土工布、砂、石屑等，根本目的就是消除應(yīng)力集中，目前使用較多的是土工布。
(2)加筋:采用強(qiáng)度和彈性模量較大的材料，以提高加罩層的抗拉強(qiáng)度，如鋼筋網(wǎng)、玻璃纖維格柵，纖維瀝青混凝土等。
5、使用嵌縫料
在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土?xí)r，常常在脹縫處出現(xiàn)橫向反射裂縫，原因是嵌縫料不飽滿或日久老化，建議采用耐水、耐油、耐大氣老化等優(yōu)良的耐腐蝕性能和防水密封性的嵌縫料。
2.1.7檢查井周圍瀝青混凝土路面易損的防治措施
(1)改善面層與基層的接觸條件 據(jù)資料介紹，面層與基層之間是滑動(dòng)還是連接，相應(yīng)在面層底面產(chǎn)生的拉彎應(yīng)力前者要比后者大得多，兩者相差至少為50%以上，最大可達(dá)10倍左右，因此，施工中在此澆灑粘層油可增加面層與其基層的接觸程度，使彎拉應(yīng)力控制在最小值附近。
(2)加強(qiáng)基層 基層增加彈性模量可有效地減少瀝青面層底面的彎拉應(yīng)力。因此，設(shè)計(jì)施工中均應(yīng)著力提高檢查井周圍基層材料的強(qiáng)度和密實(shí)度。
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三、合理選材
?。ㄒ唬┻x擇抗裂性好的材料作基層
為減少收縮裂縫，除增加4.75mm以上骨料含量，降低施工含水量，減少結(jié)合料和提高壓實(shí)度外，選擇水泥代替石灰做水泥穩(wěn)定碎石比二灰碎石具有更好的抗裂性能。
?。ǘ┩茝V應(yīng)用抗裂性好的改性瀝青
在瀝青的低溫粘度，感溫性，耐老化等指標(biāo)上，改性瀝青均優(yōu)于普通瀝青，這已得到共識(shí)。根據(jù)國(guó)際分類方法及我國(guó)的使用情況，將改性瀝青（即聚合物改性瀝青)分為3類:1、橡膠類，該類目前使用較多的是SBR(丁苯橡膠)膠乳；2、熱塑性橡膠彈性體，目前主要使用SBS(苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物)；3、熱塑樹脂類，目前使用較多的有PE(低密度聚乙烯)和EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)。
然而推廣應(yīng)用改性瀝青的障礙在于初期投資高， 但長(zhǎng)期及綜合造價(jià)經(jīng)濟(jì)，為此，應(yīng)采用改性瀝青作為預(yù)防和減少瀝青路面裂縫和延長(zhǎng)使用壽命的重要措施。
?。ㄈ┻x擇合適的礦料
無(wú)論什么骨料，為使瀝青與礦料發(fā)生強(qiáng)烈的吸附作用應(yīng)使用抗剝落劑，以延緩由于荷載和溫度的反復(fù)作用發(fā)生瀝青剝落而產(chǎn)生的水毀現(xiàn)象；同時(shí)限制堿性骨料的使用。
四、正確施工
?。ㄒ唬┐_保施工質(zhì)量，保證攤鋪質(zhì)量、碾壓強(qiáng)度，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。
（二）基層、底基層養(yǎng)生期要滿足要求，切勿為趕工而提早鋪筑面層，以防基層損壞而導(dǎo)致面層產(chǎn)生反射裂縫。
?。ㄈ┘訌?qiáng)運(yùn)料車的保溫工作，保證適宜的攤鋪、碾壓溫度，及時(shí)攤鋪，并保證供料和施工的連續(xù)性。
（四）做好施工接縫的聯(lián)接。
五、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)及時(shí)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“蓄水槽”。
此外，瀝青路面的早期損壞應(yīng)及時(shí)處理，避免基層破壞進(jìn)而加劇面層的破壞，延長(zhǎng)路面大修時(shí)間。
常用維修方法有:灌油修補(bǔ)法；乳化瀝青稀漿封層；瀝青混合料罩面法及現(xiàn)場(chǎng)瀝青再生法等。
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一、裂縫產(chǎn)生的原因
?。ㄒ唬?qiáng)度裂縫
由于路基、路面整體強(qiáng)度不足而引起的裂縫，通常表現(xiàn)為彎沉較大，伴隨出現(xiàn)沉陷、車轍等病害。瀝青混合料的強(qiáng)度由2部分組成:礦料之間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力，以及瀝青-礦料之間的粘結(jié)力和瀝青本身的凝聚力。
（二）瀝青面層彎拉疲勞裂縫
由于路面材料彎拉強(qiáng)度不足，在車輪荷載反復(fù)作用下，路面發(fā)生彎拉疲勞裂縫，這種裂縫先在縱向出現(xiàn)進(jìn)而發(fā)展為網(wǎng)狀裂縫。
（三）老化裂縫
由于瀝青材料老化，變形能力減弱，路面被拉斷，多呈現(xiàn)龜裂。
（四）低溫收縮裂縫
由于溫度下降，路面發(fā)生較大的收縮應(yīng)力，在外荷載作用下也會(huì)出現(xiàn)疲勞斷裂。
?。ㄎ澹┞坊料莺褪┕そ涌p處理不佳產(chǎn)生的裂縫。
（六）路基凍漲裂縫
由于路基含水量大，冬季凍脹將路面拱起而斷裂。
?。ㄆ撸┗鶎臃瓷淞芽p
多出現(xiàn)于半剛性基層或舊水泥混凝土路面中。
根據(jù)目前研究結(jié)果，舊水泥混凝土路面上瀝青加罩層的反射裂縫主要來(lái)源于兩部分，即水泥路面接縫處的應(yīng)力集中和瀝青加罩層底部的彎拉應(yīng)力。
（八）檢查井周圍瀝青混凝土路面的環(huán)狀裂縫
瀝青混凝土路面由于溫度應(yīng)力、應(yīng)力集中、彎拉應(yīng)力等的聯(lián)合作用使檢查井周圍的瀝青混凝土路面更容易、更迅速地破壞，破壞的形狀隨使用時(shí)間的長(zhǎng)短呈寬度、深度不等的環(huán)狀裂縫。
根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，以上八種情況可概括為四類:即強(qiáng)度裂縫、溫度收縮裂縫、反射裂縫、結(jié)構(gòu)和施工裂縫。
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二、防治措施
瀝青混凝土路面裂縫產(chǎn)生的原因諸多，故防治也就成為一個(gè)綜合治理的問(wèn)題，只有在設(shè)計(jì)選材、施工、維護(hù)等多方面充分考慮防裂的問(wèn)題，才能有效地防治瀝青混凝土路面裂縫的產(chǎn)生。
（一）合理設(shè)計(jì)
1、路面厚度的確定 作為柔性路面，必須根據(jù)其道路等級(jí)、交通量、自然地基地質(zhì)情況，道路基層情況和施工季節(jié)等綜合因素計(jì)算其設(shè)計(jì)厚度。
2、瀝青混凝土的級(jí)配設(shè)計(jì) 為了提高抗滑能力和抗車轍能力，國(guó)內(nèi)高等級(jí)道路普遍采用較粗級(jí)配，用油量少，空隙率偏大，傳荷能力削弱，容易開裂，耐疲勞能力降低。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮其綜合作用，并根據(jù)設(shè)計(jì)厚度選擇適當(dāng)?shù)幕旌狭项愋汀?nbsp;
3、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(shí)必須使用。
4、設(shè)計(jì)應(yīng)力吸收層及加筋層 通過(guò)對(duì)反射裂縫產(chǎn)生機(jī)理的分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，為防治反射裂縫，可針對(duì)工程具體情況采用如下技術(shù)措施。
（1）應(yīng)力吸收:在罩面層與原路面之間設(shè)置隔離層，主要采用彈性模量較小的材料，如土工布、砂、石屑等，根本目的就是消除應(yīng)力集中，目前使用較多的是土工布。
(2)加筋:采用強(qiáng)度和彈性模量較大的材料，以提高加罩層的抗拉強(qiáng)度，如鋼筋網(wǎng)、玻璃纖維格柵，纖維瀝青混凝土等。
5、使用嵌縫料
在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土?xí)r，常常在脹縫處出現(xiàn)橫向反射裂縫，原因是嵌縫料不飽滿或日久老化，建議采用耐水、耐油、耐大氣老化等優(yōu)良的耐腐蝕性能和防水密封性的嵌縫料。
2.1.7檢查井周圍瀝青混凝土路面易損的防治措施
(1)改善面層與基層的接觸條件 據(jù)資料介紹，面層與基層之間是滑動(dòng)還是連接，相應(yīng)在面層底面產(chǎn)生的拉彎應(yīng)力前者要比后者大得多，兩者相差至少為50%以上，最大可達(dá)10倍左右，因此，施工中在此澆灑粘層油可增加面層與其基層的接觸程度，使彎拉應(yīng)力控制在最小值附近。
(2)加強(qiáng)基層 基層增加彈性模量可有效地減少瀝青面層底面的彎拉應(yīng)力。因此，設(shè)計(jì)施工中均應(yīng)著力提高檢查井周圍基層材料的強(qiáng)度和密實(shí)度。
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三、合理選材
?。ㄒ唬┻x擇抗裂性好的材料作基層
為減少收縮裂縫，除增加4.75mm以上骨料含量，降低施工含水量，減少結(jié)合料和提高壓實(shí)度外，選擇水泥代替石灰做水泥穩(wěn)定碎石比二灰碎石具有更好的抗裂性能。
?。ǘ┩茝V應(yīng)用抗裂性好的改性瀝青
在瀝青的低溫粘度，感溫性，耐老化等指標(biāo)上，改性瀝青均優(yōu)于普通瀝青，這已得到共識(shí)。根據(jù)國(guó)際分類方法及我國(guó)的使用情況，將改性瀝青（即聚合物改性瀝青)分為3類:1、橡膠類，該類目前使用較多的是SBR(丁苯橡膠)膠乳；2、熱塑性橡膠彈性體，目前主要使用SBS(苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物)；3、熱塑樹脂類，目前使用較多的有PE(低密度聚乙烯)和EVA(乙烯一醋酸乙烯共聚物)。
然而推廣應(yīng)用改性瀝青的障礙在于初期投資高， 但長(zhǎng)期及綜合造價(jià)經(jīng)濟(jì)，為此，應(yīng)采用改性瀝青作為預(yù)防和減少瀝青路面裂縫和延長(zhǎng)使用壽命的重要措施。
?。ㄈ┻x擇合適的礦料
無(wú)論什么骨料，為使瀝青與礦料發(fā)生強(qiáng)烈的吸附作用應(yīng)使用抗剝落劑，以延緩由于荷載和溫度的反復(fù)作用發(fā)生瀝青剝落而產(chǎn)生的水毀現(xiàn)象；同時(shí)限制堿性骨料的使用。
四、正確施工
?。ㄒ唬┐_保施工質(zhì)量，保證攤鋪質(zhì)量、碾壓強(qiáng)度，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。
（二）基層、底基層養(yǎng)生期要滿足要求，切勿為趕工而提早鋪筑面層，以防基層損壞而導(dǎo)致面層產(chǎn)生反射裂縫。
?。ㄈ┘訌?qiáng)運(yùn)料車的保溫工作，保證適宜的攤鋪、碾壓溫度，及時(shí)攤鋪，并保證供料和施工的連續(xù)性。
（四）做好施工接縫的聯(lián)接。
五、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)及時(shí)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“蓄水槽”。
此外，瀝青路面的早期損壞應(yīng)及時(shí)處理，避免基層破壞進(jìn)而加劇面層的破壞，延長(zhǎng)路面大修時(shí)間。
常用維修方法有:灌油修補(bǔ)法；乳化瀝青稀漿封層；瀝青混合料罩面法及現(xiàn)場(chǎng)瀝青再生法等。
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