2020年注冊(cè)巖土工程師答疑:半剛性基層瀝青路面的裂縫產(chǎn)生原因有什么?

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問(wèn)題：

半剛性基層瀝青路面的裂縫產(chǎn)生原因有什么?

答疑：

半剛性基層瀝青路面的裂縫形式多種多樣，但形成的主要原因可以分為2大類(lèi)，即荷載型結(jié)構(gòu)性破壞裂縫和非荷載型裂縫，包括反射裂縫和對(duì)應(yīng)裂縫。荷載型結(jié)構(gòu)性破壞裂縫是由汽車(chē)動(dòng)態(tài)荷載產(chǎn)生的垂直或水平應(yīng)力，在基層內(nèi)部產(chǎn)生超過(guò)材料的容許抗拉極限應(yīng)力的拉應(yīng)力所造成;非荷載型裂縫則是環(huán)境作用的結(jié)果，主要是濕度和溫度的影響，由干縮、溫縮和疲勞作用導(dǎo)致，個(gè)別情況下也可能是由于路基不均勻沉陷造成。此外，在冰凍地區(qū)的瀝青路面上，還可能發(fā)現(xiàn)由路基凍脹引起的裂縫。

我國(guó)已建高速公路的半剛性路面、剛性路面和剛性組合式路面的承載能力從設(shè)計(jì)角度看是足夠的，然而調(diào)查表明，裂縫在我國(guó)各個(gè)地區(qū)的瀝青路面上十分普遍，不論南方還是北方，通車(chē)后1年最遲第2年均出現(xiàn)大量裂縫。因此，單純由荷載作用不足以引起面層破壞，瀝青路面的開(kāi)裂應(yīng)當(dāng)是多種因素共同作用的結(jié)果。

半剛性基層瀝青路面裂縫出現(xiàn)的原因有3種可能：一是面層本身性能不良，二是由于基層干縮和溫縮開(kāi)裂而反射到面層產(chǎn)生裂縫，三是由于面層、基層相互作用所引起。國(guó)外通常認(rèn)為半剛性基層瀝青路面裂縫是由半剛性基層引起的反射裂縫，且這種反射裂縫主要由半剛性基層材料的干縮裂縫引起的。國(guó)內(nèi)則認(rèn)為半剛性路面的裂縫有荷載型裂縫，有瀝青面層的溫度收縮裂縫，還有由半剛性基層的溫縮裂縫或干縮裂縫引起瀝青面層產(chǎn)生的反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫。

雖然國(guó)內(nèi)外的研究人員對(duì)反射裂縫問(wèn)題已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，但至今仍存在不同的認(rèn)識(shí)，包括反射裂縫的產(chǎn)生機(jī)理。根本原因在于路面使用性能受環(huán)境因素、交通因素、材料組成與結(jié)構(gòu)等多種因素影響，甚至還包括經(jīng)濟(jì)因素、采用的研究手段等。

我國(guó)地域遼闊，又是多山國(guó)家，自然因素千差萬(wàn)別，并且各地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平參差不齊，因此半剛性路面產(chǎn)生反射裂縫的主要原因不可能一致。水泥穩(wěn)定基層的干縮主要發(fā)生在竣工后初期階段。當(dāng)基層上鋪筑瀝青或水泥混凝土面層后，基層的含水量一般變化不大，此時(shí)，收縮轉(zhuǎn)化為以溫縮為主。而對(duì)于溫縮，低溫收縮在-1℃以上時(shí)，其溫縮變化不大;當(dāng)在-10℃以下時(shí)，溫縮系數(shù)才劇增，是-1℃時(shí)的幾倍甚至幾十倍。因此溫縮裂縫大多發(fā)生在東北等容易形成某一負(fù)溫度的地區(qū)，而就我國(guó)南方大部分地區(qū)來(lái)說(shuō)，收縮裂縫的產(chǎn)生則主要是由于干縮引起的，可以忽略低溫收縮的影響。

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