摘要：瀝青路面以其平整度好、施工無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、易于養護維修等特點被廣泛應用于各種等級的公路。但是瀝青路面的裂縫問題一直困擾著養護、施工人員。本文就這方面的問題進行了探討。
關鍵詞：瀝青路面; 結構性破壞裂縫; 溫度裂縫
Abstract: the asphalt pavement construction with its good flatness and no juncture, driving comfort, wear-resisting, little vibration, low noise, short and easy to maintenance during the characteristics are widely used in various grades of highway. But of the asphalt pavement cracks have plagued maintenance, construction workers. In this paper, problems are discussed.
Key words: the asphalt pavement; Structural damage crack; Temperature crack
中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：
1. 前言
由于瀝青路面其有造價低、噪音小、行車舒適、施工快捷、維修方便等優越性，伴隨著高等級公路的大量修建、半剛性類材料以其優良的工程性能和顯著的經濟效益，瀝青路面在我國公路建設中得到廣泛的應用，并在公路建設中越來越占有特殊的重要地位。然而，半剛性材料的缺點在于抗變形能力低，在溫度、濕度變化時易產牛裂縫，當瀝青面層較薄時易形成反射裂縫，瀝青路面本身也易產牛低溫裂縫，裂縫是瀝青路面常見的病害，對道路的危害極大，特別在冬季和春季，因時有雨、雪水滲入，在行車荷載的作用下，使本來就處于裂縫狀態的路面病害更加趨于嚴重，最終導致破壞。因此，為了提高路面質量，減少路面病害，必須加強對瀝青路面早期裂縫的認識及防治工作。
2. 瀝青路面裂縫分析
2.1 結構性破壞裂縫
瀝青路面的結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，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，底部的裂縫會逐漸擴展到上部，并使瀝青面層也產生開裂破壞。影響拉應力的主要因素有面層的厚度、基層本身的厚度、基層的回彈模量和下承層的回彈模量。選取不同的瀝青面層厚度和半剛性基層厚度，通過試驗可得出半剛性基層底部的拉應力與半剛性材料回彈模量間的關系曲線。
在半剛性基層下采用半剛性材料做底基層，可使基層底面由行車荷載產生的拉應力明顯減小，甚至小于半剛性底基層底面產生的拉應力，這對半剛性基層承受行車荷載的反復作用是十分有利的。
2.2 溫度裂縫
瀝青面層上的非荷載型裂縫主要是溫度裂縫。溫度裂縫有兩種，一種是低溫收縮裂縫，簡稱低溫裂縫;另一種是溫度疲勞裂縫。
(1)低溫裂縫
在較高溫度條件下，因瀝青材料具有良好的應力松弛性能，溫度升降產生的變形不會產生過大的溫度應力，但當氣溫大幅度下降時，瀝青材料便逐漸發硬并開始收縮。此時，當瀝青混合料的應力松馳趕不上溫度應力增長時，混合料勁度就會急劇增大。由于瀝青面層在路面中是受到約束的，面層中產生的收縮拉應力或拉應變一旦超過瀝青混合料的抗拉強度，瀝青面層就會開裂。
(2)溫度疲勞裂縫
這種裂縫主要發生在日溫差較大的地區。由于溫度反復升降導致瀝青面層溫度應力疲勞，使瀝青混合料的極限拉伸應變(或勁度模量)變小，加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應力松弛能力降低，最終達到極限抗拉強度使路面產生裂縫。
(3)光彈試驗
光彈試驗主要是測試在面層和基層均無裂縫的情況下，當表面降溫 30 ℃，在瀝青面層中產生的溫度應力分布，以及在面層已有裂縫時，光彈試驗得到的溫度應力分布狀況。一方面，溫度向瀝青面層底部傳遞需要一定的時間，不是瞬時完成的，而且瀝青面層內部和底部的溫度不可能與其暴露表面的溫度相同，始終有溫度差，即瀝青面層中會產生較大的溫度梯度。瀝青面層愈厚，表面溫度與底部溫度差愈大，層間溫度梯度也愈大。
另一方面，瀝青面層表面的溫度應力隨著面層的增厚而增加，面層內的應力隨深度增加而很快減小，同時面層表面的溫度應力隨降溫幅度變小而減小。
2.3 半剛性路面的反射裂縫和對應裂縫
(1)由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫
通常假設導致反射裂縫的機理是處于瀝青面層下的半剛性基層已經開裂，并且允許有垂直位移和水平位移。垂直位移是由行車荷載引起的下臥路面結構在裂縫處的差動位移，水平位移是由溫度變化或水分變化引起的膨脹和收縮。
在冬季或寒冷地區，在結合較好的瀝青面層下，開裂的半剛性基層的水平位移使得直接在裂縫上的面層內產生大的拉應力或拉應變，由于在較低溫度下瀝青面層通常較硬，只能承受小的拉應力或拉應變，因此容易被拉裂，并且裂縫的擴展途徑是由下至上的。瀝青面層的厚度愈薄，反射裂縫形成的愈早和愈多。
(2)由半剛性基層干縮開裂引起的反射裂縫或對應裂縫
對于新鋪的半剛性基層，隨著混合料中水分的減少，要產生干縮和干縮應力;水分減少得愈多愈快，產生的干縮應力和干縮應變就愈大。在已經產生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青面層，在較薄瀝青面層的情況下，半剛性基層的裂縫會由于溫度應力而使面層底部先開裂，并較快形成反射裂縫。一旦行車產生的拉應力與溫度應力相結合，反射裂縫就會形成得更快。在較厚瀝青面層的情況下，由于溫度應力在表面最大，基層的裂縫將促使面層先從表面開裂，然后逐漸向下傳播形成對應裂縫。
3. 裂縫產生的主要因素
瀝青路面開裂是世界各國瀝青路面使用中均會遇到的主要病害之一，無論是冰凍地區，還是非冰凍地區，只是各自的裂縫嚴重程度不同而已。瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的，但就瀝青路面開裂的主要原因而論，裂縫可分為兩大類，即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。
3.1 荷載型裂縫
即主要由于交通荷載作用下產牛的疲勞裂縫。在半剛性基層瀝青路面設計合理，施工質量良好的條件下，單純由荷載作用引起面層開裂的可能性不大。
3.2 非荷載型裂縫
主要為溫度型裂縫。瀝青路面溫縮型開裂包括低溫收縮開裂與溫度疲勞開裂，均體現為張開型開裂方式。對于瀝青路面基層存在裂縫情形，按瀝青面層裂縫開裂部位，又可以分為反射裂縫與對應裂縫。
由于環境溫度、交通荷載等因素的影響，瀝青路面初期產牛的裂縫對瀝青路面使用性能常無明顯影響但由于半剛性基層自身十縮和溫縮應變脹縮產牛的拉應力超過半剛性基層自身的極限抗拉強度，使其從強度薄弱處產牛斷裂。隨著路面使用時間的延長，最終形成大小不等獨立板塊，在表面水的作用下，致使裂縫附近基層的含水量加大，甚至飽和。其結果是路面強度明顯降低。在大量行車荷載反復作用下，產牛沖刷、唧漿和沉陷等現象。聚終導致路面很快產牛結構性破壞，使道路結構逐漸喪失承載能力。
4. 減輕瀝青路面裂縫的措施
根據規范，通過路面結構設計和厚度計算可以滿足瀝青路面的強度和承載能力要求，基本解決荷載型裂縫產生的問題。對于如何避免或減輕非荷載型裂縫的產生，應從設計與施工兩個方面進行考慮。
4.1 設計方面
在設計方面應注意以下幾點：①在進行半剛性路面設計時，首先應選用抗沖刷性能好、干縮系數和溫縮系數小、抗拉強度高的半剛性材料做基層;②選用松弛性能好的優質瀝青做瀝青面層，在缺少優質瀝青的情況下，應采取改善瀝青性質的措施;③在穩定度滿足要求的前提下，優先選用針入度較大的瀝青做瀝青面層;④瀝青面層采用密實型瀝青混凝土;⑤采用合適的瀝青面層厚度，確保半剛性基層在使用期間一般不會產生干縮裂縫和溫縮裂縫;⑥為進一步提高表面層抗溫度裂縫性能，可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝青混凝土表面做一封層;⑦設置應力消減(應力吸收)中間層。
4.2 施工方面
在施工方面應注意以下幾點：①嚴格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量，混合料的含水量不能超過壓實需要的最佳含水量或控制在施工規范容許的范圍內;②半剛性基層碾壓完成后，要及時養生;③半剛性基層碾壓完成后或最遲在養生結束后，應立即用乳化瀝青做透層或封層;④透層或粘層完成后，應盡快鋪筑瀝青面層。
5. 結束語
瀝青路面裂縫的形式多種，路面裂縫產生的原因不一， 必須從設計、施工、養護等各個環節抓起，在施工中必須牢固樹立預防為主的思想，嚴格把住施工各個環節。在工程質量控制中，做到事前積極防治、事中嚴格控制、事后及時處治，最大限度降低瀝青路面裂縫的產生，將裂縫控制在允許的范圍之內，確保瀝青路面的使用壽命。
