防止寒冷地區(qū)路面橫向裂縫淺談

　　寒冷地區(qū)路面的厚度和它的結構組合， 主要由通過路面的車輛荷載、當?shù)氐臍夂驐l件、路基情況、施工特點及經濟方面的要求等來決定。目前，在瀝青類的路面設計中，把大型車的遠景交通量、土基的CBR值以及寒冷地區(qū)的冰凍深度，作為設計的主要依據(jù)。在瀝青路面的施工與改建方面，幾乎也是這樣考慮的。

　　實際上路面不僅受到車輛荷載的作用，而且也受到其它許多外力的作用，使其遭受破壞。較顯著的是寒冷地區(qū)的凍脹力所引起的破壞作用，由凍脹引起的路面破壞分為兩種情況：一種是在路面凍脹的時候，另一種是在春融期，土基、墊層承載能力降低的時候。前一種破壞情況是由于冬季在路肩上堆積了積雪，雪起著保溫材料的作用，因而在道路的橫斷面方向上產生了不均勻的凍脹現(xiàn)象，沿著道路縱向產生了大致成直線的裂縫。后一種破壞情況，是由于春融期承載力不足而引起的路面裂縫，主要出現(xiàn)在輪跡集中的部位上，隨著土基局部沉陷而產生的。這種裂縫是成龜裂狀的。不論哪一種作用引起的破壞，都是由于路基土是易凍脹性的。而且，僅在地下水容易補給的情況下才能發(fā)生。

　　可是，路面結構在與縱向垂直的橫向上也出現(xiàn)了較多的裂縫――橫向裂縫，本文主要介紹路面產生橫向裂縫的的一些情況。

　　瀝青路面的裂縫破壞

　　對瀝青路面，除車輛荷載作用之外，引起裂縫破壞的其它原因，大致可分為如下三類：

　　1、 是由于路基整體、土基、墊層及基層等瀝青混合料之外的底層材料的膨脹、收縮。由于土基下部地基的壓密下沉以及凍脹現(xiàn)象使土基產生凍脹，隨著這些現(xiàn)象所發(fā)生的路面縱向裂縫和局部的高低不平，皆屬于這個范圍。另外，由于基層的收縮裂縫，導致其上面的瀝青混合料產生反射裂縫，使道路出現(xiàn)的橫向裂縫也包括在其中。

　　2、 是由于瀝青混合料中的瀝青性質的變化，其中揮發(fā)成分變質和瀝青硬化，使其產生了塊狀裂縫和風蝕現(xiàn)象。因此由于在混合料中使用的瀝青性質和摻配情況不同，路面的破壞程度也是不同的。

　　3、 是由于瀝青混合料的收縮，在道路的橫斷面方向上產生的收縮裂縫。這種現(xiàn)象與氣溫及其變化程度，與路基、墊層、基層及構成的混合料的蠕變，乃至與應力松弛性質、路面各層間的摩擦狀況等許多因素有關。

　　寒冷地區(qū)路面上出現(xiàn)的橫向裂縫，與路基整體和土基的壓密沉降以及凍脹現(xiàn)象等引起的裂縫是顯然不同的，因此，將其化歸到第三類中。

　　根據(jù)現(xiàn)場情況和試驗的結果初步將能產生橫向裂縫的主要特征歸納如下：

　　1、 凍結指數(shù)是表明寒冷程度的一個指標。凍結指數(shù)大的地區(qū)，這種裂縫就容易發(fā)生。另外，當?shù)氐臍夂驐l件和氣溫的變化比率都和裂縫的產生有著密切的關系。

　　2 、日交通量比較大，超過1000輛次的路段，大多數(shù)產生了裂縫。其次，裂縫的位置，大部分在瀝青混合料層和基層之間的脫離處，即所謂沒有形成整體性的路面結構。

　　3、 裂縫數(shù)量隨著路面使用年限而增加。最初裂縫的產生是等距離的，其后，在縫與縫之間，又增加了裂縫，其間距則逐漸縮短。

　　4、 從裂縫的發(fā)展規(guī)模來看，經過使用六年的路面，裂縫從路面邊部逐漸向中心處發(fā)展最后貫穿路面整個寬度，從路面鉆取的試件可以看出，裂縫從路面表面逐漸向深處發(fā)展，其寬度逐年擴大。

　　5、 處于砂、砂礫、碎石等不易引起凍脹的砂性土路基上的路面，也同樣產生許多裂縫。

　　6、 裂縫的發(fā)生與瀝青路面的表面溫度及其膨脹系數(shù)有密切的關系，但也受到路面結構組合，使用材料以及土基溫度變化的影響。

　　另外、我們還可以發(fā)現(xiàn)橫向裂縫的以下幾個特性。

　　1、 裂縫數(shù)量與路基土質及基層、墊層有著密切關系。在砂性土的路基上出現(xiàn)的裂縫，要比易引起凍脹的粘性土路基多。

　　2、 裂縫的產生與使用的瀝青和骨料的性質以及它們之間的配比，有密切的關系。

　　3、 裂縫的產生與瀝青混合料層和下面的基層表面之間摩擦力的大小，也有一定的關系。

　　上述的這些情況，目前主要是通過現(xiàn)場觀察，以及根據(jù)有關文獻得到。但是，除了氣溫越低裂縫越容易發(fā)生外，其它情況則是與凍脹破壞性質是完全不同的另一種路面本身引起的破壞現(xiàn)象。例如：在不可能發(fā)生凍脹的巖石路基上的路面，在橫向上同樣會出現(xiàn)裂縫。這也說明，路面裂縫不象凍脹那樣，必須具備凍脹產生的三個因素(土、水、溫度)才能發(fā)生。

　　關于橫向裂縫發(fā)生的原因和預測的問題，我們還要進一步探討。

　　1、 氣溫和路面表面及其內部溫度的變化情況

　　對路面溫度影響最大的氣溫變化和絕對值，隨地區(qū)而不同。因此，應將氣溫及其變化予以數(shù)值化，并且要確定氣溫與溫度應力的關系。

　　2、 熱性能與溫度應力

　　在瀝青路面內部產生溫度應力的大小，因取決于混合料的線膨脹系數(shù)、應力松弛特性以及變形系數(shù)，所以，應將這些關系數(shù)值化。特別是瀝青的粘滯度對混合料的應力松弛現(xiàn)象有較大的影響，因而，在瀝青材料選擇方面，應該予以認真考慮。

　　3、 瀝青混合料結構層的厚度及其下面基層之間的束縛程度。

　　瀝青混合料的厚度對溫度應力的大小，有著復雜的影響，而且，溫度應力與混合料層和基層之間的摩擦程度存在著一定的關系。因此，應使它們之間的關系定量化或數(shù)值化。

　　4、 路面的使用年限

　　掌握路面各層材料的性質的變化以及瀝青混合料的熱疲勞特性，對于研究裂縫生成的原因是很重要的問題。

　　以往，在寒冷地區(qū)瀝青路面產生裂縫時，都歸結于汽車荷載和凍脹對路面的破壞作用?，F(xiàn)在，隨著瀝青路面結構組合情況的改變，路面溫度及其變化以及在路面中產生的溫度應力，裂縫寬度隨時間的變化而變化，都可能產生裂縫，因此，只有通過現(xiàn)場測試，室內試驗以及理論分析，才能搞清楚瀝青路面產生裂縫破壞的原因和采取相應的防治措施。

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