沥青混凝土路面温差裂缝控制研究

沥青混凝土路面温差裂缝控制研究

田岷

中铁三十三局集团第六工程有限公司 重庆市 404100

摘要：沥青混凝土是一种比较常见的路面施工材料，沥青混凝土具有较高的稳定性和承载能力，而且使用寿命也比较长，因此在公路工程中得到广泛应用。但在具体施工过程中，容易受到自然环境因素和施工技术等方面的影响，从而导致温差裂缝现象出现，会对公路工程的整体建设质量造成严重影响，所以需要采取有效措施进行预防和控制。基于此，本文介绍了沥青混凝土温差裂缝的类型，并分析了影响沥青混凝土路面形成温差裂缝的因素，最后针对沥青混凝土路面温差裂缝控制措施展开研究。

关键词：沥青混凝土路面；温差裂缝；控制措施

我国社会经济的快速发展，为交通运输行业提供了广阔的发展空间。道路是城市的重要基础设施，新时代下对道路建设的质量提出了更高的要求，所以在道路施工过程中需要加强对各种问题的重视，其中温差裂缝现象就是一个比较突出的问题。施工企业应积极分析温差裂缝产生的原因，并采取有效措施加以控制，不断提升沥青混凝土路面的施工质量，为我国城市化建设进程奠定坚实基础。

1、沥青混凝土温差裂缝类型

1.1温度收缩裂缝

在低温作用的影响下，使得温度发生收缩，在这个过程中产生了温度应力，而这种应力超出了沥青混凝土的抗拉应力，从而发生开裂现象。气温变化会对沥青结构层产生不利影响，随着气温的不断下降，在沥青面层会出现收缩变形问题。同时，路面摩阻力和路面连续板体又会对沥青面层的收缩变形过程产生约束作用，导致在沥青面层内部出现拉应力^[1]。通常情况下，这种拉应力会不断减小，达到一定程度后就不会产生促进裂缝形成的应力，但是如果突然出现温度骤降的情况，就会由于降温速率过快而导致无法及时释放路面内的应力，应力逐渐累积慢慢变大。同时沥青混凝土的应力松弛模量也会因为温度下降而慢慢变大，导致应力松弛性能不同程度的下降，应力慢慢累积增大，当沥青混凝土的极限抗拉强度无法满足温度应力增大的需求时，路面就会发生裂缝现象。一般情况下，温度收缩裂缝之间的距离比较均匀，其开裂方向与路线保持垂直。

1.2温度疲劳裂缝

通常情况下，在日照强烈和温差较大的地区容易发生温度疲劳裂缝现象，这种裂缝在一年四季都有可能出现，南方非冰冻地区和北方冰冻地区的道路都有可能会出现温度疲劳裂缝。当外部环境的水分渗入到裂缝后，会导致结构层材料加速老化，再加上行驶车辆给路面施加的压力，会对路面结构强度造成严重影响，从而导致路面的使用寿命进一步缩短，相应的路面维修和养护费用也会增加。对于等级比较高的路面来说，后续的维修和加铺层施工会对正常的车辆通行造成不利影响，可能会出现诸多安全隐患，引发交通事故，对行车安全产生威胁，甚至还会造成巨大的经济损失。

2、沥青混凝土路面形成温差裂缝的影响因素

2.1 沥青材料的性能

对沥青混凝土路面温差裂缝产生影响的主要因素是沥青混合料的低温劲度和沥青自身劲度，对于沥青混合料来说，沥青自身劲度是影响其劲度的重要原因。根据诸多路段试验结果表明，沥青劲度和横向裂缝之间的关系最为密切，另外，沥青混凝土路面的低温收缩开裂现象还与沥青感温性、沥青含蜡量、沥青老化性能以及沥青延伸性能有很大关系。当温度下降时，会对沥青胶结料造成影响，使其粘性下降，在一定程度上提升了劲度，从而使发生低温缩裂的可能性明显下降^[2]。

2.2 沥青混合料组成

沥青混凝土路面低温收缩开裂现象与沥青的用量、骨料品种和矿料组成级配有很大关系。如果混合料内部存在着较大的空隙率，应力就会出现松弛现象，极限温度也会随之降低，导致温度应力减少。与细粒式沥青混凝土相比，中粒式的温度应力要小一些，沥青碎石温度应力比沥青混凝土小。

2.3 路面结构层的影响

此类影响主要包括土基、基层和沥青面层厚度的影响，与沥青稳定碎石和级配碎石这类柔性基层相比，半刚性基层和沥青面层的附着粘结性能要差一些，对横向裂缝产生的影响也大一些。由于沥青面层和基层的附着性能不好，会导致面层有可能出现一定程度的自由收缩变形，无法充分发挥出混合料的应力松弛性，温度应力也很难传递到基层中，不断在面层内部累积，从而引起干裂现象。

3、沥青混凝土路面温差裂缝控制措施

3.1 灌油修补法

使用此方法之前需要将裂缝清扫干净，然后使用油壶将加热的沥青油灌入裂缝中，这也是一种比较常见的控制沥青混凝土路面温差裂缝的方法。在应用此方法的过程中需要注意将沥青油灌入到裂纹深处，避免沥青油与原有油面粘结之前受到行驶车辆的影响。因此，可以采用乳化沥青进行灌缝处理工作，这样能够收获更加理想的效果。还可以在进行灌缝之前，将缝壁用液化气加热，等到呈现粘性状态之后再把沥青油喷抹到缝隙之中，然后用布热砂或石屑来保护缝口表面。如果裂缝过于狭小，影响正常的灌缝处理，就需要利用相应的工具进行拓宽，然后再进行灌缝工作。

3.2 乳化沥青稀浆封层

将水、沥青和化学物质充分融合形成混合物，并对其施加较强的机械剪力，从而形成悬浮液，再利用胶体磨将其变为一种黑色流体，最后形成乳化沥青，可以用于刷油边和灌油缝的工作之中。按照油石比8%-12%加入乳化沥青，填充料采用2%的普通水泥，形成稀浆，通过封层机在老旧的油路上面铺设稀浆，厚度控制在0.5厘米到1厘米之间。在此过程中，乳化沥青会充分渗入到裂缝当中，等水分蒸发之后就可以达到修补裂缝的目的^[3]，让路面变得更加平整^[3]。需要注意的是，在利用沥青混合料封层的过程中，需要确保厚度维持在1.5厘米之内，施工方法可以采用层铺法或拌合法。

3.3 沥青混合料罩面法

在使用此种方法时需要全面分析路面裂缝的严重程度、交通流量的大小以及路段的使用年限等情况，比较常用的罩面材料是标准的细粒式和中粒式沥青混凝土，通常情况下保持1.5~4.0厘米的厚度，正式施工之前还需要在原有路面上喷洒粘层沥青。为了进一步提升防裂效果，还可以科学合理的利用土工布和土工格栅作为应力吸收层。经试验表明这种修补方法具有十分良好的效果，可以有效杜绝裂缝的产生。

3.4 嵌缝封堵法

嵌缝封堵法也是一种比较常用的封堵沥青混凝土裂缝的方法，具体步骤如下：利用合适的工具沿着裂缝凿槽，然后将塑性或刚性防水材料嵌入到凿好的槽中，从而实现封堵裂缝的目的。丁基橡胶、聚氯乙烯胶泥和塑料油膏等都是比较常用的塑性材料，常用的刚性止水材料是聚合物水泥砂浆。

3.5 应用新型混凝土材料

随着科学技术的快速发展，在混凝土工程中出现了多种新技术和新型设备。当前阶段，在市场中有一种新型的混凝土，那就是商品混凝土。此种混凝土与现场搅拌混凝土相比来说具有很好的应用优势，它是由专业的企业生产，生产过程采用的都是新型设备，具有十分精确的配比，搅拌过程也十分均匀，其质量可以得到有效保证，在道路路面施工过程中应用此种混凝土材料可以很好的预防温差裂缝的形成。

结语

沥青混凝土裂缝问题会影响自身的抗渗性能，施工企业在施工过程中需要严格控制施工质量，不断提升施工水平，及时发现存在的各种问题，并针对温差裂缝问题展开分析，采取有效措施加以控制，为建筑工程建设质量奠定坚实基础。

参考文献：

【1】任喜平、李元来、刘炜山.大坝浇筑过程中温差裂缝形成研究及防控[J].水利建设与管理,2020,329(11):84-88.

【2】康晓革,郑耀,张慧梅.基于连续变温的沥青路面温度场与应力场有限元分析[J].公路,2020,65(1):196-200.

【3】 颜志明.热带季风气候地区水泥混凝土路面裂缝预防研究[J].低碳世界,2020,10(4):169,171.