【文章內(nèi)容簡介】 （尤其基層）產(chǎn)生很大的應(yīng)力和變形，在行車荷載作用下將縮短這些結(jié)構(gòu)層的壽命。第五，磨耗層沿裂縫的破壞。在車輛、水分、霜凍等因素的綜合作用下，磨耗層常會沿裂縫發(fā)生骨料或小塊瀝青的剝落。2 瀝青路面裂縫的成因瀝青路面開裂一般與路面材料的特性、結(jié)構(gòu)組成及形式以及交通荷載和各類環(huán)境因素的作用有關(guān)。為解決瀝青路面開裂問題，必須對其成因有一正確的認識。歸納起來，引起瀝青路面開裂主要有下述幾方面原因： 路面疲勞由于瀝青路面所承受的累積交通量超過其設(shè)計極限，將導(dǎo)致路面疲勞開裂裂縫。這種疲勞作用對面層甚至整個路面結(jié)構(gòu)（底基層、基層和面層）均會造成影響。對于瀝青表面層（磨耗層），其疲勞裂縫很細小，且限于行車道，隨著時間會延伸至整個路面，形成龜裂。用水泥處治的半剛性基層，當設(shè)計欠安全或已達到設(shè)計使用年限時，由于疲勞會產(chǎn)生開裂。并依材料的殘余力學(xué)特性（強度、模量），大面積的塊裂可能發(fā)展為小面積的塊裂甚至成為龜裂。除磨耗層外，瀝青面層中其他結(jié)構(gòu)層也可能由于基層的過度疲勞而易于開裂，在交通荷載的作用下裂縫將延伸至磨耗層。雖然在裂縫出現(xiàn)的初期僅限于車轍處，但這些疲勞裂 縫通常會發(fā)展為塊裂。 路面結(jié)構(gòu)的收縮變形當無限長的路面結(jié)構(gòu)收縮時，一旦面層與下層表面間的摩擦約束力在面層內(nèi)引起的拉伸應(yīng)力超過其抗拉強度，就會引起面層的收縮開裂。收縮的原因，對于采用水泥材料的結(jié)構(gòu)層可能是水泥的凝固變性或干縮，或者是因季節(jié)、早晚天氣變化造成的溫度收縮。通常收縮裂縫主要產(chǎn)生在至少有一層使用了水泥結(jié)合劑的結(jié)構(gòu)中，但在非常惡劣的氣候條件下，這種現(xiàn)象也影響到瀝青面層。始發(fā)于磨耗層表面的裂縫，可能因在冬天嚴寒條件下的溫度收縮和路面結(jié)構(gòu)層翹曲引起。在貧水泥混凝土基層路面上大量的觀測到這種現(xiàn)象。在寒冷天氣中，上層的溫度比下層的溫度低，結(jié)果因深度不同而收縮量不同，會引起路面板 的翹曲。這一影響加上瀝青表層所產(chǎn)生的拉伸應(yīng)力，當超過材料的抗拉強度時，就產(chǎn)生了這種裂縫。在冬天極度嚴寒的國家，瀝青材料在極低溫度下會硬化，這就使得它們易于因溫度收縮而開裂。當使用硬瀝青和易老化的瀝青時，這一現(xiàn)象更為常見。這時它們一般形成等距橫向收縮裂縫。對于半剛性路面，水泥穩(wěn)定類基層通常沒有施工縫，因此，這些結(jié)構(gòu)層易于產(chǎn)生天然橫向縮縫。這些橫向裂縫貫穿磨耗層達到路表時，它們往往間距為5~15m，且寬度隨溫度變化而變化，在零點幾毫米到幾毫米之間。縮縫在路表成為可見縫時通常為單一的直線型裂縫，但在交通荷載作用下可發(fā)展為雙線型裂縫和分叉裂縫。 路基土的變形路基的變形或局部承載力的下降，也可以引起路面開裂，裂縫會貫穿路面各結(jié)構(gòu)層。引起這種裂縫的原因各異：由于路基排水不暢使其內(nèi)部含水量增加而引起承載力下降；有壓縮性強的土類填筑的路基或者未經(jīng)充分壓實的路基，在交通荷載和路面自重作用下而緩慢下沉；路基土體滑動，尤其是沿線半挖半填路段；在旱季，粘性土由于過度失水而引起收縮，特別是道路沿線存在的樹木根系會使裂縫出現(xiàn)的更頻繁；當路面結(jié)構(gòu)層形成的溫度隔離效應(yīng)，不足以阻止霜凍影響波及敏感土?xí)r引起路基凍脹。 設(shè)計或施工不當路面開裂也可能因路面設(shè)計的某些缺陷，或某層或多層路面結(jié)構(gòu)的施工不當而引起：第一，當老路拓寬時，由于基礎(chǔ)承載力的橫向變化，經(jīng)常在老路邊緣處出現(xiàn)縱向裂縫，尤其當車輛輪跡主要集中在老路邊緣時。第二，縱縫出現(xiàn)在道路加寬處且原有結(jié)構(gòu)與加寬部分之間的施工連續(xù)性沒有保證的地方，這樣的裂縫通常是直線裂縫且往往相當密 第三，相鄰車道鋪筑時使用的縱縫與橫向施工縫都是薄弱環(huán)節(jié)，如果施工不當且不能連續(xù)施工，這些缺陷將暴露在交通荷載作用下和溫度變化中，將導(dǎo)致直線性裂縫，由于表面磨耗和材料的損失，裂縫往往加深。 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(yīng)力，可能由于路面的溫縮和翹曲在路表出現(xiàn)微裂縫。它可以從表面擴展至層底。這種類型的開裂可能最終發(fā)展為龜裂。但單個裂縫會一直很細小。瀝青材料的老化變硬以及路表直接暴露于大氣環(huán)境中，會使這種影響隨時間加劇。3 瀝青路面裂縫擴展的影響因素瀝青路面開裂主要由交通和環(huán)境因素引起。與行車荷載有關(guān)的瀝青路面開裂的典型例子就是龜裂，它由車輪碾壓引起。與環(huán)境有關(guān)的瀝青路面開裂的典型例子是達到整個道路寬度或部分寬度的橫向裂縫，這種類型裂縫是由于溫度下降或干縮變形時瀝青路面結(jié)構(gòu)層收縮引起的。區(qū)別裂縫類型和各種類型裂縫（環(huán)境的和交通的）間的相互作用非常重要。這些方面會因路面結(jié)構(gòu)層屬性（柔性、半剛性和剛性）的變化而 變化。 交通荷載誘發(fā)裂縫根據(jù)經(jīng)典的疲勞強度理論，交通荷載引發(fā)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。這些裂縫應(yīng)出現(xiàn)在車輪輪跡處，而且根據(jù)理論計算，應(yīng)為橫向裂縫。然而，在車輪輪跡處觀測到大量的縱向表面裂縫，它們產(chǎn)生于頂面，然后擴展到路面內(nèi)大約40~50mm 深處。盡管這種類型裂縫的起因不完全清楚，但人們相信它們可能是由于在輪胎與路面接觸處的垂直接觸壓力分布不均，以及出現(xiàn)了位于行車方向側(cè)面的剪力作用的結(jié)果。Dauzats 等人報道了法國許多較厚的柔性路面上所觀察到的裂縫類型。得出的結(jié)論認為：大多數(shù)裂縫起源于路面表層。Numm 也得到類似的結(jié)論。Van Dommelen 作了類似的闡述。所有這些都表明：與交通荷載相關(guān)的瀝青路面開裂不一定形成于約束層的底部，它們也可以產(chǎn)生于路表。 環(huán)境因素誘發(fā)裂縫事實上，由環(huán)境因素誘發(fā)的裂縫通常呈現(xiàn)為橫向裂縫，這是因為溫度下降或干濕變化而收縮產(chǎn)生的應(yīng)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量急劇下降，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。通常，環(huán)境因素誘發(fā)的裂縫與存在水泥處治層或高塑性指數(shù)的重粘土路基有關(guān)。這兩者都對溫度和濕度變化非常敏感。而且，瀝青層內(nèi)也可以產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，尤其是在低溫地區(qū)。在這些地區(qū)，溫度可以降低至使瀝青材料具有玻璃特性，這意味著更可能發(fā)生破碎。然而，在溫和的氣候下也可能發(fā)生開裂，盡管此時瀝青材料中的應(yīng)力可以迅速松弛。 交通荷載與環(huán)境因素對瀝青路面開裂的綜合影響與交通荷載和環(huán)境因素相關(guān)的應(yīng)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。Goacolou 等人和De Bondt研究了交通荷載與環(huán)境溫度的聯(lián)合影響，表明：這類裂縫在開始階段發(fā)展緩慢，而在最后階段發(fā)展非?？?。適用于含水泥處治基層的瀝青路面。溫度引起的開裂能夠以完全不同的方式發(fā)展。在早期階段發(fā)展快，而在第二階段擴展速度減緩。存在軟弱地基或路基施工后沉降過大的路段，路面開裂往往由非均勻沉降引起。De Bondt 指出，在這種情況下，應(yīng)用綜合方法來分析這些影響。同時指出，交通荷載加速了非均勻沉降引起的路面開裂，反之亦然。4 瀝青路面裂縫的防治應(yīng)注意限制施工初期裂縫的形成和采用合適的預(yù)開裂措施。路面設(shè)計時應(yīng)限制施工初期裂縫的形成，包括正確的選擇基層材料，合理的設(shè)計道路結(jié)構(gòu)和控制施工質(zhì)量。如果知道裂縫的起因，有些情況下，可以在加鋪前采取避免現(xiàn)有裂縫向上擴展的方法。①因路基含水量過高而使其承載力減弱引起的的裂縫，此時，可以通過排水降低土體中含水量和通過路表防滲阻止水分的進一步滲入；②因通常的結(jié)構(gòu)疲勞引起的裂縫，可以妥善的設(shè)計結(jié)構(gòu)材料強度，解決這一問題；③因?qū)娱g滑動引起磨耗層的疲勞開裂，此時，可以有計劃的挖除磨耗層，再鋪筑與下層粘結(jié)良好的新磨耗層。對于新鋪水泥處治基層等半剛性基層瀝青路面，其收縮裂縫難以避免，為防止裂縫對瀝青面層造成不利影響，可采取預(yù)開裂技術(shù)（目前常用五種不同的預(yù)開裂技術(shù)，結(jié)構(gòu)層頂部且槽、瀝青乳液接縫、嵌入硬質(zhì)波浪形夾片、嵌入柔性塑料帶、結(jié)構(gòu)層底部預(yù)開裂），在縫處鋪設(shè)土工織物防止基層開裂，并確?；鶎拥膲簩嵍冗_到規(guī)范的要求等。 新建瀝青路面裂縫的預(yù)防 材料的選擇根據(jù)道路所在地區(qū)的氣候條件和混合料類型選擇結(jié)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(shù)低的骨料。對于瀝青結(jié)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(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，則應(yīng)添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉，確保混合料的抗剝落性能，同時應(yīng)盡量降低集料的含水量，盡可能使用人工砂代替圓形顆粒的天然沙。 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計顯然，所設(shè)計的道路必須能適應(yīng)所承受的的交通荷載水平和溫度條件。若道路承載力不足（如結(jié)構(gòu)層太?。瑢⒓铀俾访嫫陂_裂過程。對于水泥處治基層，應(yīng)盡量減少反射裂縫。反射裂縫明顯的受瀝青面層的影響，厚度超過15cm 的面層可以有效的防止受拉疲勞產(chǎn)生的裂縫。在設(shè)計中應(yīng)特別注意路面排水與防水措施。 瀝青混凝土配合比設(shè)計瀝青混合料的級配也是一項重要因素。在合理選擇混合料級配時，應(yīng)兼顧其高溫穩(wěn)定性、疲勞性能和低溫抗裂性，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。對受拉疲勞開裂的研究表明，%%，可以使以25m 板長為基層的密級配瀝青碎石路面的抗疲勞壽命由10 年延長到45 年。空