瀝青路面的開裂是路面的主要病害之一,因而是各國(guó)道路界普遍關(guān)心的問題。但瀝青路面的裂縫成因往往是很復(fù)雜的, 我國(guó)(公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程) (JTJ 059-95) 參照美國(guó) LTPP的瀝青路面損壞鑒別手冊(cè)對(duì)裂縫的分類作了初步的規(guī)定, 分為龜裂、塊裂、單根裂縫及邊 緣裂縫(啃邊),并將單根裂縫分成橫向裂縫、縱向裂縫、接頭裂縫、施工裂縫、水泥板接縫的反 射縫等。其中橫向裂縫主要是瀝青路面的溫度收縮裂縫, 簡(jiǎn)稱溫縮裂縫(Thermal Crack) 。

瀝青混凝土面層的溫度開裂是路面破壞的主要形式之一。此類開裂在許多寒冷國(guó)家或地 區(qū),例如北美、加拿大、日本、俄羅斯、北歐以及我國(guó)北方地區(qū)非常普遍。

 溫縮裂縫在國(guó)內(nèi)外的寒冷地區(qū)都有發(fā)生,是我國(guó)北方地區(qū)十分普遍和嚴(yán)重的路面病害。 國(guó)外在50年代后期就注意到瀝青路面溫縮裂縫的嚴(yán)重性,并從瀝青路面的橫縫調(diào)查人手,開 始了研究,通過室內(nèi)試驗(yàn)以及試驗(yàn)路的修筑,觀察,取得了不少研究成果。在國(guó)內(nèi)自1975年以 來先后對(duì)哈爾濱、沈陽(yáng)、天津、西安、南京、上海等地的路面裂縫現(xiàn)象進(jìn)行了調(diào)查。從調(diào)查結(jié)果 可知.由于路面設(shè)計(jì)不周或施工原因,結(jié)構(gòu)層本身強(qiáng)度不足,不能適應(yīng)日益增長(zhǎng)的交通量及軸 載作用面產(chǎn)生的強(qiáng)度裂縫,最初一般表現(xiàn)為縱向開裂,然后發(fā)展為網(wǎng)裂。這一類由荷載產(chǎn)生的 裂縫在中,低級(jí)道路及一些超載嚴(yán)重的高等級(jí)車道輪跡處常見,屬于荷載裂縫。而在我國(guó),對(duì) 大多數(shù)高等級(jí)公路來說,由于普遍采用了半剛性基層,有足夠的強(qiáng)度,這一類荷載裂縫并不是 主要的。相反,另一類裂縫即非荷載裂縫則普遍存在,這已引起了我國(guó)道路工作者的普遍關(guān)注。

溫度裂縫通常垂直于路線方向,裂縫間距變化在數(shù)米至100m之間。當(dāng)路面寬度大于裂 縫間距時(shí), 還將產(chǎn)生縱向溫度裂縫, 從而形成塊狀裂縫(按LTPP的定義, 塊狀裂縫的裂縫間 距為0.3~3m,塊的面積為0.1~10m2)。溫度裂縫破壞了瀝青路面的整體性及連續(xù)性,水分 通過裂縫滲人基層,浸蝕路基,導(dǎo)致路面承載力降低,還為凍融提供了條件。另外,溫度裂縫 對(duì)將來的加鋪層的影響(反射裂縫)不容忽視,否則病害仍將繼續(xù),直至重修、降低了路面的 使用壽命,增加養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,而且在高等級(jí)公路上進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)、加鋪層設(shè)計(jì),會(huì)嚴(yán)重影響正常的交 通,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

 瀝青路面的裂縫修補(bǔ)是一項(xiàng)既重要又非常困難的工作, 為此它成為美國(guó)SHRP研究的重要課題。較好的修補(bǔ)方法是先將裂縫拓寬,用高壓氣流將縫中的填充物吹走、然后灌縫、并進(jìn) 行修補(bǔ)。

 非荷載裂縫大都表現(xiàn)為橫向裂縫,由于一次性氣溫驟降或者溫度循環(huán)作用都有可能引起 溫度收縮裂縫。當(dāng)瀝青面層鋪筑在半剛性基層上時(shí),半剛性基層收縮開裂產(chǎn)生的反射裂縫也 是橫向裂縫的主要原因。實(shí)際上許多橫向裂縫是溫縮裂縫和半剛性基層裂縫的反射縫等多方 面原因共同作用而產(chǎn)生的。

綜上所述,瀝青路面的低溫收縮裂縫是寒冷地區(qū)特有的,是目前世界上尚未完全解決的一 種道路病害。它的產(chǎn)生不僅破壞了路面的連續(xù)性、整體性及美觀,而且會(huì)從裂縫處不斷進(jìn)入水 分使基層甚至路基軟化,導(dǎo)致路面承載力下降,加速路面破壞,同時(shí)縱向無限長(zhǎng)的瀝青面層開 裂后,其承載模式轉(zhuǎn)變?yōu)橛邢蕹叽绨?冬季面層模量較高,承受重復(fù)車輪荷載時(shí),開裂后的路面 可能折斷成更小尺寸的板,并發(fā)生龜網(wǎng)裂。隨著裂縫逐年加寬,邊緣折斷破碎,促使路面平整 度降低,嚴(yán)重危及道路的使用壽命和質(zhì)量。另外,溫度裂縫對(duì)將來加鋪層的影響不容忽視,否 則病害仍將繼續(xù)直至重修,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

 眾所周知,瀝青混合料的低溫抗裂性能直接與瀝青路面的開裂相關(guān),因而是瀝青混合料最重要的使用性能。

 而瀝青混凝土的低溫變形能力在很大程度上取決于瀝青材料的低溫性質(zhì)、瀝青與礦料的粘結(jié)強(qiáng)度、級(jí)配類型以及瀝青混合料的均勻性。因此除了采用合理的配合比,選用與瀝青粘結(jié)良好的礦物集料和控制施工工藝外,可采用稠度低、塑性大的瀝青來提高瀝青混凝土的低溫變形能力。

 由于我國(guó)地域遼闊,南北方溫度差別大,有一半以上地區(qū)瀝青路面要受到溫度裂縫的危 害,因此為了減少或消除低溫裂縫,提高路面的質(zhì)量,深人地開展瀝青混合料低溫縮裂的研究 就顯得十分必要。