摘要：沥青路面在温度、湿度变化时，面层材料受温度变化影响，会产生温度应力，一旦应力超出材料所能承受的抗拉强度，就会产生裂缝。本文从严寒地区沥青路面裂缝出现的原因行了比较全面而系统的分析，并提出针对性的防治措施，从而提高路面的使用寿命。
关键词：严寒地区 沥青路面 路面裂缝 原因 措施
引言
随着国家“一带一路”的战略发展，我国的交通基础建设快速发展，特别是地处西北的古丝绸之路地区。西北地区深居内陆，距海遥远，再加上高原、山地地形较高对湿润气流的阻挡，导致本区降水稀少，气候干旱。大部分地区为高寒气候，冬季严寒而干燥，夏季高温，降水稀少，由于气候干旱，气温的日较差和年较差都很大。经济的发展致使各地交流日益紧密、频繁，公路交通量不断上升，道路运输压力随之加大，因此对公路病害防治提出了越来越高的要求。调查分析可知，公路沥青路面会因外界环境变化，亦或是载荷作用而产生裂缝，其中温缩开裂是主要病害之一。
1裂缝的主要种类及成因
沥青路面裂缝类型细分多种，不同种类裂缝产生的原因各异，一般来说，荷载型裂缝、温缩型裂缝较常见，下文具体阐述两类裂缝阐述的原因及危害。
1.1结构性破坏裂缝
沥青路面的结构性破坏裂缝之所以出现，主要是因为路面车流量过大，加之，超载行驶现象愈加普遍，致使沥青路面随着使用时间的延长出现结构性受损现象，最终产生裂缝。分析深层次原因可知，由于存在设计缺陷，以及施工方式不当，导致路面结构稳定性大幅降低，最终路面结构设计效果与预期要求存在较大差距。如果裂缝防控工作未能全面推进，那么缝隙开裂范围会逐渐扩大。
现今，国内沥青路面设计方式以半刚性基层设计为主，半刚性基层驶过超重车辆后，基层材料抵御应力的强度会逐渐降低，随着载荷力的增加，半刚性基层裂缝现象显而易见。在行车荷载的反复作用下，基层裂缝将由下而上的拓展，并使沥青面层也产生开裂破坏。
1.2温缩性裂缝
西北地区气候以温差大、极端温度低、冬期低温持续时间长为显著特点。极低的环境温度或显著的环境温差皆会造成沥青面层本身缩裂，即温缩裂缝。之所以产生温缩裂缝，即外界温度骤降，导致沥青路面的抗裂性能随之弱化，最终形成温缩裂缝。此类裂缝属于横向裂缝的一种，它具体分为两种类型，即低温收缩裂缝和疲劳裂缝。
低温收缩裂缝因外界环境温度较低，亦或是短时间内温度骤降而形成。从另一个角度来讲，一旦温度应力超过沥青材料承受力，那么必然出现裂缝，低温收缩首先发生在沥青材料劣质区域，先从表面开始向深度方向和路基横断面最薄弱部位扩展。低温收缩裂缝形成时间较短，如果裂缝防控工作不能及时跟进，那么裂缝后期防治阻力会大大增加。温度疲劳裂缝产生的原因总结为：气温在短期内反复升降，致使沥青材料出现应力疲劳，最终材料极限拉伸效果达不到预期要求。此外，严寒地区光线较强烈，这在一定程度上会缩短沥青老化时间，进而极易出现裂缝。
国内半刚性基层普遍运用，一旦产生温缩裂缝，极易诱发反射裂缝。较低的环境温度下基层也会发生缩裂现象，如果基层开裂，基层受力性能远不及以往，加之，超载现象屡禁不止，导致沥青路面底面开裂，进而留下安全隐患，并大大降低公路项目经济价值和社会价值。如果路面面层较薄，那么裂缝会在短时间内变为路面反射裂缝。如果裂缝处理工作延时推进，那么水分渗入裂缝内部的几率相应提高，使得土层、路基的完整性遭到破坏。长此以往，路面承载力会逐渐下降，并且沥青路面病害程度会随之加剧。
2路面裂缝的因素分析及防治措施
2.1因素分析
路面裂缝因素总结为四方面，即环境因素、材料因素、路面自身因素、社会因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于环境因素，即气温差异加大，致使温度应力大于材料承受力，所以会为路面开裂提供条件。对于材料因素，即沥青材料劲度、针入度、延度、温度敏感性、老化、含蜡量无规律变化，这是产生裂缝的关键原因。因此，严寒地区道路项目施工者应选用适合的沥青材料，并严格控制材料用量、按要求配比，针对影响裂缝的各项因素细致探究。对于路面自身因素，即道路施工者仔细阅读以往的施工资料，并主动与城市管理者沟通，客观掌握道路路面宽度、厚度与裂缝间的关系，据此选用适合的沥青材料，并合理控制路面宽度及厚度，以此降低路面裂缝几率。对于社会因素，由于汽车荷载的长期作用，沥青路面受力性能逐渐减弱，随道路使用年限的增长，汽车荷载的疲劳作用重复显现，导致裂缝在短时间内增长。
2.2防治措施
参照相关规范获知沥青路面承载能力，据此调整路面设计方案，并准确把控路面厚度，以期减少结构性裂缝问题，适当提升沥青路面性能，并延长路面使用寿命。温缩型裂缝防治的过程中，具体防治措施介绍如下：
2.2.1设计方面
选择基层材料时，优选选择温缩系数小、抗拉能力强的材料。选择面层材料时，选择优质的油源好的稠油沥青做面层，该沥青应具有含蜡量低，且具有良好的高、低温性能和施工抗老化性能。提升沥青性能的过程中，以外加剂适量添加的方式实现这一目的。其中PE改性剂能够真正起到材料性能优化、温度敏感性弱化、沥青延伸度减小等作用。因此，道路铺筑的过程中，适当加入PE改性剂是十分必要的。
除此之外，适当控制油石比及混合料配量。沥青混合料的集料应选用与沥青粘附性高的碱性碎石，并使用反击破碎生产的碎石，同时在混合料中掺入1%-2%的水泥，提高沥青与集料之间的结合力，进而强化沥青混凝土的抗裂效果。混合料集配工作规范化推进，能够大大增强沥青面层密实度，最终减少温缩裂缝。
2.2.2施工方面
根据《公路工程路基路面工程施工规范》，以及相关设计要求有序开展路面施工活动，在冬期来临前完成基层、沥青面层的施工作业。施工过程中渗透精细化管理理念，并面向施工人员组织专业化、系统化教育培训，引导施工人员按要求控制好每一道施工工艺，确保路面裂缝现象得到有效控制。
具体来说，适当控制基层水泥剂量，并严格审查每项材料，参照质量控制指标对各项材料进行质量分析，禁止劣质材料进场。施工期间，正向引导基层铺筑活动，以此规范铺筑行为，确保基层抗冻性大大提升。此外，紧密结合面层与基层，确保材料松弛性能充分发挥，取得面层温度应力有效传输的良好效果。
3结语
沥青路面裂缝防治效果间接反映公路维修养护水平，具体落实路面裂缝防治工作于过程，能够全面提升道路使用性能，并且地区经济和社会发展会受到正向影响。严寒地区沥青路面裂缝由综合原因所致，但其主要受环境温度影响，温缩裂缝是其主要形式。因此沥青路面施工前，应适当调整路面裂缝防治措施，通过设计方案调整、配比优化、施工管理等措施降低裂缝发生几率，并从整体上提升道路质量，打造出精品工程，为社会创造效益。
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论文作者:周波
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第35期
论文发表时间:2019/12/18
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