沥青混合料低温抗裂性的防治措施探讨

白 爱 萍

(太原市市政工程总公司，山西 太原 030002)



·建筑材料及应用·

沥青混合料低温抗裂性的防治措施探讨

白 爱 萍

(太原市市政工程总公司，山西 太原 030002)

从温缩裂缝与反射裂缝两方面，分析了沥青路面出现裂缝的原因，并探讨了路面设计施工中，提高沥青混合料低温抗裂性的措施，从而提升路面的承载力，避免路面病害现象的发生。

沥青，路面，抗裂性，温缩裂缝，反射裂缝

1 概述

在20世纪90年代末期，对道路结构层强度考虑的较少，在设计和施工后修筑完成的道路结构层强度偏小，随着道路交通量的日益增长，原结构层已不能满足因交通量及轴载作用而产生的诸多开裂现象，一开始表现为纵向裂缝，如不采取处理措施，就会逐渐发展为网裂，这一类裂缝在中、低等级路面中常见，但是近几年在等级较高的道路中已普遍采用半刚性基层，对于保证基层强度有了足够的载体，路面结构强度要求也越来越高，荷载及交通量裂缝已不是主要病害。相反，一些与荷载作用无关的温缩裂缝及半刚性基层引起的反射性裂缝越来越多，此类裂缝多表现为横向裂缝，经研究分析这些裂缝的出现与沥青及沥青混合料的抗裂性能有很大关系。

2 温缩裂缝

1)温缩裂缝主要是由于温度的突然降低，混合料的内部应力松弛性能赶不上外部温度下降产生的收缩应力，当自身收缩应力超过了混合料的极限抗拉强度时所产生的裂缝。

2)温缩裂缝对材料的要求。沥青混合料在低温时抵抗变形的能力在很大程度上取决于沥青原材料的低温特性、沥青与矿料的粘结强度、混合料的级配类型以及沥青混合料的均匀性，所以在选择合理的配合比，选用与沥青粘结良好的集料和施工工艺的同时，还可以考虑采用稠度低、塑性大的沥青来提高沥青混合料的低温变形能力。

a.沥青材料的低温特性。沥青在低温时表现为脆性破坏，通常认为针入度越大，沥青脆点低、抗裂性能也越好，然而在我国许多沥青的脆点并不高，但是路面的开裂情况却很严重。经过进一步研究发现常规所说的脆点是沥青结合料在低温条件下脆裂时的温度，主要表征的是在载荷作用下路面的开裂模式。而温缩裂缝是由于沥青路面在急剧降温过程中出现收缩，在路面内部形成的温度应力超过了沥青混合料的自身收缩能力，所造成的温度应力积聚达到极限强度时发生的路面破坏，而我们关注的重点指标应是沥青的收缩开裂温度，即另一种脆点温度。它要求的试验规程是沥青膜在一定的厚度情况下承受多次温度急剧变化时产生的裂缝情况，能够真实的评价沥青混合料在低温状态下的裂缝形成情况。

所以在选用沥青时要注意产地的选择，在低温严寒地区选用针入度较大、粘度较低的沥青，这样在满足冬季沥青路面的低温开裂条件时，又能符合夏季高温稳定性的要求，还要选用温度敏感性小的沥青，防止沥青路面温度开裂现象的发生。现在广泛采用的改性沥青就是一种应力松弛性能很好的聚合物。

b.沥青与矿粉的粘结强度。在沥青混合料中加入的矿粉与沥青形成的粉胶比粘度要比单体沥青的粘结能力大很多，游离沥青的粘度敏感性较大。影响沥青混合料的粘结力及高温稳定性原因之一为矿粉的掺量，在施工规范中对矿粉的细度有明确的要求，不能少于最小规定范围。当沥青混合料中小于0.075 mm的颗粒较少时，也就是说沥青混合料中的填料用量少，与填料用量多时相比较，混合料的感温性变大了，沥青混合料中通过0.075 mm筛孔量少时路面所产生裂缝变多。沥青混合料粗、中、细的划分关键就是细集料含量的多少，当细集料含量减少时会成为透水性大的混合料，当作为上面层使用时会加速沥青的老化进程，促进混合料的早期裂缝发生。

c.级配类型以及沥青混合料的均匀性。对不同规格型号的沥青混合料进行温度敏感性试验发现，混合料的温度因级配的不同应力有较大的差异。温度应力减小与应力松弛极限温度升降相关，中粒式比细粒式的温度应力快，沥青碎石比沥青混凝土的更低，破坏时的温度应力差异致使路面发生破坏但这些是由于混合料的内部缺陷多不同而形成的，但破坏形式却无太大差别。同时有研究发现间断级配及密级配的中粒式比沥青砂和细粒式沥青混凝土的裂缝多，所以说矿料级配与路面横向开裂是有一定关系的。

d.沥青及集料的控制。原材料要选用集料中吸水率小的，粗集料的吸水率不大于2%，采用纯机械轧制的碎石集料拌制沥青混合料，沥青用量应严格控制最佳用量在允许范围内，当在±0.5%范围内时对裂缝影响小，若混合料中的沥青含量超过允许值较多时对低温抗裂性有益，但对高温稳定性会有负作用。

3 反射裂缝

当路面的柔性下承层产生裂缝时，裂缝在荷载作用下的拉应力比没有裂缝处的应力增大，超过了沥青混合料的极限抗拉强度，沥青面层会随着开裂。沥青面层的早期破坏根源是反射裂缝，从而使路面的维修周期缩短，也减少了路面的服务年限。

半刚性基层比柔性基层的温度变化小，与沥青面层的粘结性主要通过透层油来连接，而透层油的渗透深度并不是很理想，有时甚至根本没有渗透下去，由于半刚性基层中水泥的含量对干缩、温缩影响较大，在自身内部应力作用下基层表面就会产生横向裂缝。当基层与面层的粘结性能差时，面层有形成一定的自由伸缩变形的可能，当混合料的应力松弛性能不能得到充分的发挥时，无法将内部温度应力有效的传递到基层中，而在沥青路面面层内部集中，致使开裂现象在面层中产生。如何减少收缩裂缝在半刚性基层产生的反射缝，应在设计施工中着重考虑以下几方面：

4 结语

沥青路面低温抗裂性是沥青混合料的一个很重要的工作特性，其产生裂缝的因素也很复杂多样，受多种因素的制约不可能从根本上完全解决，以上观点只是笔者在工作中的一些发现和学习的总结，希望能在实际的工作中予以借鉴并能予以发扬。

[1] 沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京：人民交通出版社，2009.

[2] 张宜洛.沥青路面施工工艺及质量控制[M].北京：人民交通出版社，2013.

[3] 张登良.沥青与沥青混合料[M].北京：人民交通出版社，1999.

On prevention measures of low-temperature crack-resistance of asphalt mixture

Bai Aiping

(TaiyuanMunicipalEngineeringCompany,Taiyuan030002,China)

From the temperature shrink cracks and reflection cracks, the paper analyzes the reasons for the cracks on the asphalt roadbed, and explores the measures to enhance the low-temperature crack-resistance of the asphalt mixture in the roadbed design construction, so as to promote the roadbed loading capacity and avoid the roadbed diseases.

asphalt, roadbed, crack-resistance, temperature shrink crack, reflection crack

1009-6825(2016)18-0102-02

2016-04-18

白爱萍(1978- )，女，工程师

TU535

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