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【摘 要】沥青路面在寒冷的气候条件吸下发生开裂是一个技术性难题。在我国北方，随着寒冷的冬季的到来，这种现象时有发生。通常，由于低温的原因，沥青路面上常常会出现有规则的横向裂纹。这些裂纹会导致水等侵蚀物进入沥青结构当中，严重影响道路的使用寿命。本文就沥青路在低温条件下的开裂机理进行了探讨，同时还对沥青路面的低温抗裂性进行了探讨。
【关键词】沥青路面；低温；抗裂性
在我国的道路建设当中，沥青路面的施工建设占比非常大。相对于传统的水泥路面，沥青路面也有很多优势。但是，沥青路面的使用同样面临一些缺陷，例如在北方气温较低的环境下，沥青路面就会出现开裂现象，严重影响沥青路面的正常使用。
1、沥青路面低温开裂的影响
通过研究，我们发现在北方低温的环境下，沥青路面会由于开裂出现一系列损坏和老化现象，主要表现在一下几个方面。
1.1沥青过早老化
北方的低温环境会造成沥青胶结料的老化，这是影响沥青路面性能的一个重要因素。沥青路面老化后会显得非常干涩，沥青也同时变硬变脆，路面在低温抗裂和疲劳耐久方面的性能也会明显降低。因为老化后的沥青粘附性很开始逐渐变差，因此路面很容易松散脱落，及至开裂，从而会进一步加速路面水侵蚀现象的发生。沥青的老化是必然现象，沥青性质的不同以及使用环境的差异都会造成沥青老化速度不同。在高寒地区，引起沥青老化的温度、氧、水、光等因素之间的相互作用非常明显，尤其是当紫外线非常强烈，再加上多种因素一起作用会进一步加快沥青路面的老化速度。从路面的外观来看，北方寒冷气候的路段均易出现沥青老化现象，但使用普通沥青路面比使用改性沥青的沥青路面要严重得多。此外，如果同样使用改性沥青，老化程度也会不同，这是因为海拔高度存在差异，个别区域紫外线的照射更强烈。当沥青老化以后，沥青的轻油组分会逐渐挥发，树脂也就逐渐转变成沥青质，然后沥青质又转变成沥青碳。伴随着组分的逐渐转变，沥青的可流动性也开始变小，稠度同时开始增大并逐渐变硬，塑性也会慢慢降低，延性就会变小，软化点开始相对升高，针入度相应减小，一直到粘结料最终失去塑性，失去了固结矿料的能力，导致沥青路面破损，严重影响道路的使用性能。
1.2沥青路面变形
一般所说的沥青路面变形是指路面形状发生了整体开裂变化。狭义的来讲，沥青路面变形是说沥青面层在低温环境作用下由于沥青材料本身的性质以及其他施工因素，或者车辆的负载而导致的沥青路面变形。本论文中所阐述的的沥青路面变形就是指由于温度过低而导致的沥青路面变形现象。该种路面病害在我国很多北方区域的公路中普遍存在，本文所讨论的这种沥青路面开裂病害亦非常普遍，尤其是加上车辆荷载的作用而造成的路面剪裂和推挤变形现象比非高寒地区的沥青路面更为严重。
1.3面层反射裂缝
现在，在我国的高等级公路建设中，普遍采用的是半刚性基层，但是半刚性材料对于温度以及湿度的变化更为敏感，所以，在经历施工碾压和养生之后，在其强度形成的阶段中，以及后期使用期间，半刚性基层会产生干缩裂缝以及低温导致的收缩裂缝。在路面交通负载的作用下，半刚性基层所表征的这种干缩裂缝以及收缩裂缝会逐步扩展到沥青路面的面层，进而出现反射裂缝。路的反射裂缝会首先影响到路面的美观，降低使用的平整度，同时也会减弱路面的整体的使用功能。尤其是路面开裂后，水分经由裂缝渗透到路面基层，甚至土基，进而削弱基层的强度，加剧了路面的破坏。
1.4温缩裂缝
在冬季，随着气温的逐渐下降，沥青材料开始越来越硬，沥青混和料的流动性开始减小，并开始逐渐收缩。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于沥青混和料会受基层结构的影响不能自由收缩，因此，当其体积收缩率超过流动允许的范围时，就会在沥青路面产生温度应力，尤其是当气温开始大幅度下降时，沥青面层就会随之产生收缩应力，这将超出沥青混合料本身的抗拉强度，或者其极限拉应变，这样，沥青的面层就会在表面发生开裂。沥青表面一旦开裂，由于持续低温影响或下一次降温的伴随，在裂缝的尖端部位会出现较大的集中应力，导致裂缝逐渐向下延伸，进而穿透整个沥青面层。由温度差异导致的温度应力，是沥青路面形成破坏、开裂的主要原因。尤其高寒地区，海拔一般较高，紫外线强，沥青路面老化更加严重，低温抗裂性也会变差，这也是高寒地区的沥青路面容易出现低温缩裂的一个重要原因。
2、低温抗裂措施研究
2.1裂缝修补时机
选在进行裂缝修补时，寻找合适的时机进行修补，对裂缝修补的最终效果及成败有重要影响。修补时机的选择是根据气温较低、裂缝是否已张开、并且宽度达是否达到最大来决定的。在雨季到来之前，裂缝的修补工作要做完。一般裂缝在干燥的环境下，应尽量避免雨水进入路面，进而对路基造成严重的破坏。一般来说，每年的三到四月份，整体气温仍未立即回升，裂缝收缩还处在宽度较大的状态，可有效避开夏季雨季到来，这时对裂缝进行修补可避免对路面的进一步破坏；而年末气温较低，气候也相应较为干燥，裂缝处于张开的状态，也可以对裂缝进行修补。当然，具体还要依据当年的气候特点适当对修补的时间进行调整。总之，针对该地区的气候特点进行修补，时机应选择雨季到来之前的春末，以及温度较低、气候较为干燥的初冬季节。
2.2裂缝修补方法
依据出现裂缝的宽度，以及边缘的破损程度，可以将裂缝的修补方法分为三种，具体来看就是无损灌缝修补和开槽灌缝修补，以及钻孔压力注衆修补三种方法。
2.2.1无损灌缝修补
无损灌缝修补法就是指修补过程中不用通过扩缝即可对裂缝进行填缝以及灌注的修补方法。该方法一般适用于微细裂缝以及破坏深度较浅，或者边角微细的裂缝等初期产生的裂缝。灌缝之前，应首先把微细裂缝内部及外部清理干净，通过空气压缩，将缝隙中积存的杂物以及灰尘进行清理，进而使用灌楽机的喷枪对其进行灌缝和填缝。无损灌注修补法很好的利用了灌缝材料的流动性以及高渗透性等优点，把路面表层的微细裂缝进行了有效的填补，以达到最终填补裂缝，防止雨水经由裂缝渗透到面层破坏路面结构的作用。
2.2.2开槽灌缝修补
开槽灌缝修补就是按照裂缝的走向进行开槽，用压缩空气清理后，通过修补材料具备的流动性以及渗透性进入深层的微小裂缝当中，最终达到填补或粘合路面结构裂缝的目的。该法适用于三十五毫米内的温度裂缝。开槽灌缝修补法可以通过槽，在其上部裂缝中开出一条渗流通道，进而使灌缝修补材料深入到裂缝的深处，有效增加了修补材料以及裂缝壁面的接触面，最终实现更好的粘结效果。此外，还要对深度裂缝实施灌缝修补，修补材料通过固化后，与旧的沥青混凝土材料形成修补组合的结构，该结构具有传递拉压应力及剪切应力的功能，较一般的修补材料具备更优异的性能。
2.2.3钻孔压力注装修补
钻孔压力注架修补法是开槽修补法的协同工艺，适用于开裂较为严重的结构裂缝。该法在开槽的基础之上，选择主耍的控制点，接着再实施钻孔。在进行钻孔的部位打入注装针嘴，使用压力注楽，把修补所需材料灌注进入路面以及路面以下的路基深处，进入微细的裂缝中去，通过注衆压力以及修补材料良好的流动性以及粘结性，最终实现修补裂缝，增强路面整体强度的目的。在进行压力注架前，首先要对缝槽表面实施封缝修补工作，等到固化完成后再实施压力注楽，使灌衆架液可以到达路面，进而可以进入路基深处，最后进入到下部相连通的网状裂缝当中。这样可对路面以下的裂缝进行有效填充与修补，从而提高路面的整体负载能力，降低裂缝形成的速率。
结束语：裂缝是沥青路面经常出现的问题之一，目前，我国对于沥青路面的修补大多以表面填缝为主，这种方法的耐久性较差，而且最终的失效率也较高。所以，对于沥青路面修补技术的研究对之后有效提高路面维修效率、进一步保持路面的使用功能，最终延长路面的使用寿命具有重要意义。
参考文献：
[1]贾志清.北方沥青路面低温抗裂性研究[J].长安大学，2006
[2]孙红燕.沥青路面低温开裂力学分析[J].长安大学，2013
[3]韩硕.沥青混凝土路面温度应力及温缩开裂性能研究[J].吉林大学，2014
论文作者:李建标
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第15期
论文发表时间:2016/8/20
标签：裂缝论文; 沥青论文; 路面论文; 沥青路面论文; 低温论文; 开槽论文; 面层论文; 《低碳地产》2015年第15期论文;