瀝青路面裂縫問(wèn)題是公路工程質(zhì)量通病之一。本文對(duì)瀝青路面層間應(yīng)力進(jìn)行了較詳細(xì)的分析，并提出了預(yù)防裂縫出現(xiàn)的相應(yīng)措施。

　　《農(nóng)村·農(nóng)業(yè)·農(nóng)民》創(chuàng)刊22年來(lái)，以權(quán)威的時(shí)事政策解讀、準(zhǔn)確的新聞深度報(bào)道、海量的致富信息發(fā)布而深受讀者好評(píng)，改版后的雜志依托中央電視臺(tái)《聚焦三農(nóng)》欄目、新華社新華網(wǎng)等多家權(quán)威媒體及其強(qiáng)大新聞資源，發(fā)行量超過(guò)300,000冊(cè)。

　　瀝青路面在使用期開裂是農(nóng)村公路普遍存在的問(wèn)題，且不論其基層是柔性的還是半剛性的。經(jīng)調(diào)查，我城區(qū)的幾條主要瀝青公路，屬于碎石瀝青路面，基層為碎石基層。在投入使用1-3年后，普遍發(fā)生了不同程度的路面裂縫。由于治理不及時(shí)，路面裂縫的危害導(dǎo)致從裂縫中不斷進(jìn)入水分，使基層甚至路基軟化，導(dǎo)致路面承載力下降，產(chǎn)生唧漿、臺(tái)階、下沉、網(wǎng)裂等病害，從而加速路面破壞。

　　1　瀝青路面開裂原因

　　(1)農(nóng)村公路瀝青路面開裂的主要原因可分為兩大類：一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。另一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和疲勞裂縫，一般稱之為非荷載型裂縫。

　　(2)由于我國(guó)現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定或推薦瀝青路面采用半剛性基層。所以還存在著因?yàn)榘雱傂曰鶎拥臏乜s裂縫或干縮裂縫引起瀝青面層產(chǎn)生的反射裂縫或?qū)��?yīng)裂縫。此類裂縫主要是非荷載型的，在某些情況下也可能是由溫度和荷載共同完成的。

　　2　瀝青路面裂縫應(yīng)力分析

　　2.1　結(jié)構(gòu)性破壞裂縫

　　農(nóng)村公路瀝青路面的結(jié)構(gòu)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(qiáng)度時(shí)，半剛性基層的底部就會(huì)很快開裂。經(jīng)調(diào)查，在我城區(qū)大部分農(nóng)村公路，由于處于南寧市城郊結(jié)合部，日常交通流量很大，超載超限運(yùn)輸非常嚴(yán)重，大大超出了公路荷載極限。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在2008年農(nóng)村公路路政治超檢查中，在良慶至那馬、南曉至那敏等瀝青公路上，共檢查車輛165輛次，其中超限運(yùn)輸占91%，運(yùn)載最重的貨車達(dá)69噸，對(duì)公路路面造成了不可挽回的破壞。在大量的超限車輛行車荷載的反復(fù)作用下，基層底部的裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到上部，并使瀝青面層也產(chǎn)生開裂破壞。影響拉應(yīng)力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。

　　2.2　溫度裂縫

　　農(nóng)村公路瀝青面層上的非荷載型裂縫主要是溫度變化造成的裂縫。溫度裂縫有兩種，一種是低溫收縮裂縫或簡(jiǎn)稱低溫裂縫，另一種是溫度疲勞裂縫。

　　2.2.1　低溫裂縫

　　在南方地區(qū)，瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應(yīng)力松馳性能，溫度升降產(chǎn)生的變形很明顯，并產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)氣溫大幅度下降時(shí)，瀝青材料逐漸發(fā)硬并開始收縮。此時(shí)半剛性基層的底部也將產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力瀝青混合料的應(yīng)力松馳趕不上溫度應(yīng)力增長(zhǎng)，混合料應(yīng)力急劇增大。由于瀝青面層在路面中是受到約束的，面層中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力或拉應(yīng)變一旦超過(guò)瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度，瀝青面層就會(huì)開裂。當(dāng)瀝青面層與基層的附著力不夠好、允許有一定的自由收縮時(shí)，裂縫就更容易發(fā)生。由于瀝青路面寬度不大，一般為5-6.5米寬，收縮受路面結(jié)構(gòu)的相互約束小，所以低溫裂縫主要是橫向的。

　　2.2.2　溫度疲勞裂縫

　　這種裂縫主要是由于溫度反復(fù)升降導(dǎo)致瀝青面層溫度應(yīng)力疲勞，使瀝青混合料的極限拉伸應(yīng)變(或勁度模量)變小，加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應(yīng)力松馳性能降低，最終達(dá)到極限抗拉強(qiáng)度使路面產(chǎn)生裂縫。在秋節(jié)和冬季,南方地區(qū)溫差較大,容易產(chǎn)生溫度疲勞裂縫,但不太明顯。

　　2.3　半剛性路面的反射裂縫和對(duì)應(yīng)裂縫

　　2.3.1　由半剛性基層溫縮開裂引起的反射裂縫

　　通常情況下，假設(shè)導(dǎo)致反射裂縫的機(jī)理是處于瀝青面層下的半剛性基層已經(jīng)開裂，并且產(chǎn)生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(jié)構(gòu)在裂縫處的差動(dòng)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。

　　在冬季寒冷時(shí)，在結(jié)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(nèi)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，由于在較低溫度下瀝青面層通常較硬，它只能承受小的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，因此容易被拉裂，并且裂縫的擴(kuò)展途徑是由下至上的，在車輛載荷作用下，裂縫不斷加大和向周邊延伸。由于，農(nóng)村公路的瀝青路面大多彩碎石瀝青路面，厚度3-4.5厘米，厚度較薄。當(dāng)瀝青面層的厚度愈薄，反射裂縫形成的愈早和愈多。

　　2.3.2　由半剛性基層干縮開裂引起的反射裂縫或?qū)��?yīng)裂縫

　　對(duì)于新鋪的半剛性基層，隨著混合料中水分的減少，產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力;水分減少，產(chǎn)生的干縮應(yīng)力和干縮應(yīng)變就愈大。經(jīng)過(guò)觀察，在已經(jīng)產(chǎn)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(huì)由于溫度應(yīng)力而使面層底部先開裂，并較快形成反射裂縫。一旦行車產(chǎn)生的拉應(yīng)力與溫度應(yīng)力相結(jié)合，反射裂縫會(huì)形成得更快。在較厚瀝青面層的情況下，由于溫度應(yīng)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(duì)應(yīng)裂縫。

　　3　影響農(nóng)村公路瀝青路面裂縫產(chǎn)生的主要因素

　　3.1　瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)

　　瀝青和瀝青結(jié)合料是影響瀝青路面溫度開裂的最主要原因，瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開裂的最根本因素，瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中，影響更大的是溫度敏感性，溫度敏感性大的瀝青更容易開裂。

　　3.2　基層材料

　　根據(jù)調(diào)查，農(nóng)村公路瀝青路面基層材料的收縮性愈小，基層相應(yīng)會(huì)越穩(wěn)定，面層裂縫就愈少。基層上有透層油以加強(qiáng)與面層的粘結(jié)對(duì)抗開裂，基層材料種類對(duì)瀝青面層的裂縫率有明顯影響。

　　3.3　氣候條件

　　低溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時(shí)間、升降溫循環(huán)數(shù)次數(shù)是氣候條件影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素。因此，瀝青路面施工應(yīng)該選在8-10月份，溫度較高且溫差小的季節(jié)，以減少溫度的影響。

　　3.4　交通量和車輛類型

　　半剛性基層中的最大拉應(yīng)力，通常是由最重的車輪荷載產(chǎn)生的;并且對(duì)于半剛性路面，不同軸載對(duì)路面的破壞作用遠(yuǎn)不是4次方的關(guān)系，而11～13次方的關(guān)系，即使是通過(guò)次數(shù)較少的重荷載也對(duì)路面破壞起著決定性的作用。同時(shí)，農(nóng)村公路超載超限運(yùn)輸是很普遍的，無(wú)形加大了對(duì)瀝青路面的直接破壞，造成了更多的路面裂縫。

　　3.5　施工因素

　　主要指半剛性基層材料的碾壓含水量，半剛性基層完成后的暴曬時(shí)間等因素。當(dāng)碾壓含水量最佳、暴曬時(shí)間適當(dāng)時(shí)，基層就更穩(wěn)定，基層受溫度、車輛荷載等破壞力影響就更小，路面產(chǎn)生裂縫相應(yīng)減少。

　　4　減輕瀝青路面裂縫的措施

　　根據(jù)規(guī)范，通過(guò)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和厚度計(jì)算可以滿足瀝青路面強(qiáng)度和承載能力要求，基本解決荷載型裂縫產(chǎn)生的問(wèn)題。對(duì)于如何避免或減輕非荷載型裂縫的產(chǎn)生，應(yīng)從設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考慮。

　　4.1　設(shè)計(jì)方面

　　(1)在進(jìn)行半剛性路面設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層。

　　(2)選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層。在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下，應(yīng)采取改善瀝青性質(zhì)的措施。

　　(3)在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，優(yōu)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(shí)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(huì)產(chǎn)生干縮裂縫和溫縮裂縫。

　　(6)為進(jìn)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(shè)置應(yīng)力消減(應(yīng)力吸收)中間層。

　　4.2　施工方面

　　(1)嚴(yán)格控制半剛性基層施工碾壓時(shí)的含水量，混合料的含水量不能超過(guò)壓實(shí)需要的最佳含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)。

　　(2)半剛性基層碾壓完成后，要及時(shí)養(yǎng)生。

　　(3)半剛性基層碾壓完成后或最遲在養(yǎng)生結(jié)束后應(yīng)立即用乳化瀝青做透層或封層。

　　(4)透層或粘層完成后，應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層。

　　5　結(jié)束語(yǔ)

　　按照現(xiàn)行瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范要求，農(nóng)村公路瀝青路面厚度設(shè)計(jì)相對(duì)偏厚，目前采用的半剛性基層收縮性都比較小，施工工藝水平有很大提高，所以新建半剛性瀝