严寒地区沥青路面的裂缝原因和防治措施

严寒地区沥青路面的裂缝原因和防治措施

牛高峰

中铁一局集团有限公司第三工程分公司 陕西省宝鸡市721000

摘要

在严寒地区，路面的裂缝问题是影响公路质量和交通安全的关键性因素，沥青路面的裂缝对于地面耐久性的破坏非常严重，会直接影响公路的使用寿命。本文主要说明了在严寒地区沥青路面的产生原因和如何防治。只有了解并分析解决了沥青路面的裂缝问题，才能防止问题的不断扩大，保证行车安全。

关键词：严寒地区  裂缝原因  防治措施

引言

随着我国经济的快速发展，公路交通这种基础设施建设日益扩大和完善，现在公路已经成为了我国主要交通形式之一。沥青路面因为具有噪音小、维修方便等优势被广泛运用在各种公路路面中。我国严寒地区面积广大，大约占据我国总面积的43%，由于严寒地区特殊的天气条件，沥青路面相较于其他地区更容易出现裂缝，裂缝的出现极大的影响着公路的使用体验和寿命。本文对严寒地区沥青路面裂缝的原因进行分析并研究防治方式。

一、沥青路面裂缝原因

1.1.温度裂缝

在严寒地区，沥青路面最主要的破坏形式就是低温开裂。低温开裂是严寒地区公路建设和管理所面临的一个关键问题。经过相关机构对沥青材料的实验和研究，一些已经取得的成就开始应用到路面设计和规范中。研究中显示，低温开裂一般有两种类型：一种是因为单纯的低温作用，形成温度收缩，然后产生的温度应力超过了沥青混凝土的抗拉压力时形成开裂，这通常被称之为温度收缩裂缝，在温度降低时，沥青混合料如果受到约束，沥青混凝土收缩就将产生温度应力，当温度应力超过了沥青材料的抗拉强度，地面就会产生裂缝，通常表现为和交通方向相垂直并且缝隙之间间距均匀。还有一种时温度疲劳裂缝，在严寒地区，沥青地面经过长时间温度作用，随着温度应力的积累，沥青混合料抗拉强度也会随之不断减弱，最终导致发生温度疲劳开裂。尤其是在寒冷地区,持续的低温作用以及反复的冻融循环作用,使沥青路面遭受的温度影响大于一般地区,从而造成寒冷地区沥青路面温度裂缝较其它地区明显。

1.2反射裂缝

根据相关研究表明，沥青地面在受拉疲劳，手拉屈服以及剪切屈服的作用下，非常容易产生反射裂缝，与此同时，在车辆不断经过，荷载的反复在作用下，会导致裂缝快速扩展。由于荷载影响，裂缝会逐渐向下延申，随后贯穿整个沥青路面面层产生反射裂缝。此外，严寒天气还会大大增加表层拉应变，并且在所用材料极限屈服应变以上，会更容易出现裂缝然后不断向下扩展。这种裂缝的形式一般是“上窄下宽”。在严寒地区出现反射裂缝的原因一般有以下几个:一是地区昼夜温差大，温差更容易导致出现温度收缩裂缝；二是沥青路面基层暴露时间长，如果在基层施工之后使基层在自然环境之下暴露过长，形成了黑色面层，就会大幅吸热，导致出现温度疲劳裂缝。三是拌合质量差，这也会导致出现许多不规则的裂缝。四是养生不到位，沥青路面一般会采用乳化沥青透层进行养护，如果保湿效果不好会出现干缩裂缝。

1.3水损害裂缝

一般来说，沥青混合料的稳定性和耐久性是和其集料和沥青之间的粘附程度成正比的。一般情况下的水损害都是水从沥青路面的孔隙渗透进裂缝深处，在严寒天气下经过天气作用和车辆的碾压产生真空负压和动力水压，水分就会慢慢渗透进沥青路面的内部或者是沥青和矿料的粘合处，使得粘合处的粘结性逐渐削弱并出现丧失粘合能力，沥青无法和矿料结合在一起就会破坏沥青路面的结构性。沥青路面在水损害中主要有三个力的变化，一是粘附力损害，指的是水进入沥青和矿料之间，沥青对水的吸引力小于矿料对水的吸引力，导致沥青剥落，二是动力水压的作用，就是指车辆对于路面的碾压，车轮对路面产生的挤压、真空抽吸和回流，长期这样就会是沥青路面的面层混合料迅速变坏，三是粘结力损失，指沥青内部的水使沥青粘度降低，让整体的沥青混合料强度降低。

二、沥青路面裂缝的防治措施

2.1温度裂缝的防治

在严寒地区的沥青路面，如果想要避免温度裂缝的形成，就必须对它的填封材料的粘结性有高要求。粘结性强的填封材料才会对沥青路面的抗拉强度起着积极作用，另外，在裂缝的修复过程中，一定要保证裂缝的填补要结实，不能松松垮垮，同时对裂缝壁面进行一定程度的加热，这可以保证填缝材料粘附在裂缝中，保证填补过程的不松散。在严寒地区对于温度裂缝的防治，主要有三种形式，一是使用改性剂，选用PE改性剂改变沥青的性能，通过改性之后的沥青可以更好地抵御低温，二是通过纤维增强，纤维增强会增强沥青材料的自愈能力，改善沥青的抗裂性能，三是改变应力吸收层，可以从结构的角度防止裂缝。

2.2反射裂缝的防治

沥青路面反射裂缝的防治，一般都是先把裂缝的反射源消除，达到实现面层抗拉能力提高的目的。同时也可以选择把应力消散过渡层布设到面层和基层之间。比如如果选取了土工织物用来防治，并利用碎石化进行旧混凝土路面的处理，就要将沥青大碎石应力吸收层布设到面层和下卧层之间。反射裂缝的防治一般分为材料和结构两个方面，一般都五种防治措施，一是设置隔离层，在最开始的时候，沥青路面的设计就应该预防反射裂缝，在基层表面上设置一层有双向横坡的沥青砂作为隔水层或如果原先设计就具有好的水稳定性，就在基层上方设置一层砂垫层，这样可以让沥青路面内部的水分排出去，二是增加沥青面层的厚度，通过国内外研究表明，增加沥青面层厚度有利于防止反射裂缝的产生。在合理的沥青面层厚度范围内，适当的增加沥青面层的厚度可以对基层起到隔温作用，增加整个沥青面层的抗弯拉程度，然后达到减少反射裂缝的目的，三是设置级配碎石层，在沥青面层之间增加一级碎石层，可以减少和防止反射裂缝的产生，碎石会在其中起到良好的隔离效果，改善严寒温度对基层的影响，四是铺设土工织物和格栅。土工织物的铺设会提高沥青路面的抗裂程度，五是增铺应力吸收层，在沥青路面铺设应力吸收层，可以减少路面因为位移出现的高应力或反射裂缝出现的位移，可以达到减弱沥青面层应力集中的现象。把应力吸收层设置在沥青面层和基层之间，可以阻止雨水进入路面维持结构的粘合和起到一个封层作用。

2.3水损害裂缝的防治

对于严寒地区沥青路面水损害的防止措施，有以下几个方面。第一，严格控制原材料的选择。沥青路面原材料的选择会直接影响到路面质量，尤其是沥青和集料的好坏与水损害程度相关，对于沥青和集料，一是要选择改性的，二是尽可能选择粘性好的，每一次材料进场都要抽检，保证材料的合规。第二，完善路面结构排水设计。为了尽快排除渗入路面基层结构内的水或者避免水在结构中滞留时间过长，必须完善路面结构的排水设计。首先是中央分隔带排水，尤其是严寒地区，气温作用带来的水损害现象尤其严重，可以采用浆砌片石等措施来进行封闭或者平放的路缘石使水可以及时排出，最后是最关键的路面结构内部排水，建设时边沟要设计得不仅要排路表的水，还要排结构内的水。第三，加强施工管理。在严寒地区，施工的时间十分讲究，施工要安排在气温高的白天施工，不在低温或者雨季施工。

总结

综上所述，随着交通业的发展，我国公路开始修到严寒地区，但由于各种原因，严寒地区不少道路出现裂缝，水损害等病害，这些裂缝不仅仅会影响路面的使用性能，还会加快沥青路面的损害程度，降低路面的使用年限。为了更好维护路面的美观和稳定性，要根据不同的情况采取不同的措施应对路面裂缝。特别要对严寒地区裂缝的防治高度重视，使严寒地区的沥青路面可以得到高质量使用。

参考文献

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