瀝青路面修筑后，往往會(huì)出現(xiàn)程度不同的裂縫。各種裂縫的出現(xiàn)會(huì)影響瀝青路面的質(zhì)量，縮短路面的使用壽命和影響路面的使用性能。俗話說(shuō)“萬(wàn)害水為先”，有效處治各種路面裂縫，防止路表水順裂縫進(jìn)人到基層，同時(shí)也防止地下水順裂縫進(jìn)人到路表面，可明顯延長(zhǎng)路面使用壽命。
路面裂縫的成因主要有以下幾種。1、因?yàn)r青路面整體強(qiáng)度不足引起的裂縫，使路面迅速破壞。2、因?yàn)r青路面施工中的缺陷造成低溫裂縫迅速出現(xiàn)。3、水泥穩(wěn)定碎石，石灰、粉煤灰穩(wěn)定碎石基層所引起的反射裂縫。4、因路面老化，集料間粘接力變差而形成的自然裂縫。
一、瀝青路面發(fā)生裂縫的原因概述
1、反射裂縫的機(jī)理
大量研究表明，反射裂縫產(chǎn)生的基本機(jī)理是受拉疲勞、受拉屈服于剪切屈服。在他們的聯(lián)合或單獨(dú)作用下導(dǎo)致產(chǎn)生反射裂縫。天長(zhǎng)日久的溫度變化和基層的漲縮，使面層承受拉力作用引起受拉疲勞，產(chǎn)生裂縫并導(dǎo)致裂縫沿豎向擴(kuò)展到路表。擴(kuò)展速率是基層溫度變化的幅度、基層板的長(zhǎng)度、基層材料的溫度特性以及面層對(duì)這種疲勞的抵抗性能等因素決定的，這種疲勞作用在面層較薄或基層板塊較長(zhǎng)的路面上尤其明顯。 在面層上，由于瀝青混合料熱性能差，其上、中、下層的溫度變化幅度不同，加之寒冷的氣候及表層與基層的收縮、翹曲聯(lián)合作用，造成溫度變化大的表層產(chǎn)生大的拉應(yīng)變超過(guò)所用材料的極限屈服應(yīng)變，在拉力作用下產(chǎn)生裂縫，逐漸向下擴(kuò)展，形成“上寬、下窄”的裂縫，稱(chēng)之為受拉屈服。
基層由于開(kāi)裂而形成板塊，當(dāng)車(chē)輛通過(guò)時(shí)，相鄰板塊端部之間的豎向位移差，在面層中引起面層的剪切疲勞導(dǎo)致開(kāi)裂，在相鄰基層板塊的嵌鎖聯(lián)結(jié)作用完全破壞后，這種剪切疲勞便是裂縫產(chǎn)生的原因。反射裂縫的擴(kuò)展速度受半剛性基層板長(zhǎng)、基層裂縫率的影響，較小的板長(zhǎng)和增加裂縫率降低面層屈服破壞。瀝青混凝料中的瀝青含量、瀝青等級(jí)、礦料級(jí)配、空隙率以及鋪筑的面層厚度都對(duì)受拉疲勞壽命有影響。路面結(jié)構(gòu)在外荷載作用下，應(yīng)力狀況比較復(fù)雜，在采用三維光彈模型試驗(yàn)研究剛性基層開(kāi)裂后，在交通荷載作用下，裂縫附近應(yīng)力狀態(tài)和裂縫的穩(wěn)定性，以及應(yīng)力吸收膜的防裂效果，得出結(jié)論認(rèn)為：半剛性基層開(kāi)裂后，這種裂縫是不穩(wěn)定的，裂縫尖端應(yīng)力條紋十分密集，在偏荷作用下將治平行裂縫方向擴(kuò)展至路表面。提高半剛性基層材料的斷韌性，可預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。采用低模量高變形材料的應(yīng)力吸收薄膜，可有效地防止產(chǎn)生反射裂縫。
2、溫度裂縫的機(jī)理
調(diào)查研究表明，許多瀝青路面在建成后正式通車(chē)前就產(chǎn)生裂縫，不管這些裂縫是那一類(lèi)，它們都是由溫度變化所引起溫度裂縫，不僅與當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候條件有關(guān)，而且還與路面材料特性和路面結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì)密切相關(guān)。當(dāng)外界溫度下降，路面材料逐漸變硬，并開(kāi)始收縮，收縮產(chǎn)生的拉引力超過(guò)路面材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，瀝青路面就開(kāi)裂。由于路面結(jié)構(gòu)寬度有限，收縮受路面結(jié)構(gòu)的相互約束小，所以溫度收縮裂縫主要是橫向的。較薄的瀝青路面，基層受到較大的溫差作用，基層對(duì)瀝青面層的阻力矩也較大，部分地抵消尖端臨近的拉應(yīng)力，從而使裂縫的應(yīng)力強(qiáng)度減小，隨著基層溫縮系數(shù)的增加，基層及面層底部的拉應(yīng)力逐漸增大，于是在一定條件下，在瀝青面層底部裂縫的相對(duì)位置處開(kāi)裂，并向上擴(kuò)展直至貫通面層厚度，當(dāng)基層已經(jīng)開(kāi)裂，尖端的應(yīng)力集中將加劇上述裂縫的擴(kuò)展。當(dāng)瀝青層較厚時(shí)，基層受到的溫差作用較小，基層對(duì)面層的摩阻力，不足以抵消由于基層溫縮增大對(duì)瀝青面層裂縫尖端臨近產(chǎn)生的拉應(yīng)力的增大部分，從而使裂縫尖端的應(yīng)力強(qiáng)度繼續(xù)增加。
利用有關(guān)理論研究成果，經(jīng)計(jì)算表明：1.在我國(guó)華中、華北地區(qū)，日溫差達(dá)15℃－20℃，路表沿線方向的最大拉力為2－3Mpa以上。2.在我國(guó)南方地區(qū)，雖在高溫情況下路面開(kāi)裂較少，但其日溫差也可達(dá)到 13－14 ℃ ，路面結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的最大拉引力亦可高達(dá)1.5MPa。且就路面材料的疲勞壽命而言，作用時(shí)間越長(zhǎng)，即頻率降低，則壽命越短。當(dāng)溫度高時(shí)，其壽命也短，即在高溫情況下，溫度疲勞對(duì)材料的疲勞壽命的影響較之低溫更為嚴(yán)重。溫度應(yīng)力分析結(jié)果指出，在半剛性基層瀝青路面中，溫度應(yīng)力是導(dǎo)致路面開(kāi)裂的主要因素。開(kāi)裂是從路表面往下進(jìn)展，裂縫呈上寬下窄形式，不僅易在冬季生產(chǎn)，夏季日溫差較大也會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。
裂縫處理方法的利弊
1、開(kāi)槽灌縫的利弊 開(kāi)槽灌縫對(duì)路面造成二次損害。因?yàn)殚_(kāi)槽灌縫是在路面裂縫的基礎(chǔ)上利用開(kāi)槽設(shè)備對(duì)裂縫進(jìn)行擴(kuò)大，一般開(kāi)槽寬度在2cm 左右，深度一般不大于2cm ，然后利用吹風(fēng)機(jī)把粉塵吹走，再進(jìn)行灌縫，這樣當(dāng)時(shí)看來(lái)起到了防水效果，其實(shí)經(jīng)過(guò)雨后檢查，可以輕松把灌進(jìn)裂縫的灌縫料揭掉，看到開(kāi)過(guò)槽的裂縫周壁都是潮濕的，可以斷定這種情況并沒(méi)有起到防水功能。分析原因是因?yàn)殚_(kāi)槽后利用吹風(fēng)機(jī)吹走粉塵僅僅是吹掉了槽壁的表面粉塵而對(duì)于大的粉塵和被開(kāi)槽機(jī)擾動(dòng)的松動(dòng)顆粒并沒(méi)有被吹掉，這樣灌進(jìn)去的灌縫料并沒(méi)有與開(kāi)過(guò)槽的裂縫壁形成良好粘接（從揭掉的灌縫料表面看有明顯的細(xì)小顆?？梢詳喽ǎ?，也就起不到防水功能。另外更為嚴(yán)重的是開(kāi)槽后對(duì)路面造成了二次損害，因?yàn)殚_(kāi)槽后對(duì)路面形成了寬達(dá)2cm 的U型槽，車(chē)輛在經(jīng)過(guò)這個(gè) U型槽時(shí)車(chē)輪分別要對(duì)這個(gè)U型槽的兩個(gè)棱角進(jìn)行沖擊（開(kāi)車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)有明顯的震動(dòng)），這樣經(jīng)過(guò)很短的一段時(shí)間沖擊就會(huì)把這個(gè)U型槽的兩個(gè)棱角沖擊破碎，進(jìn)而把這個(gè)U型槽的兩側(cè)造成一個(gè)寬達(dá)5-10cm的破碎帶，到了這個(gè)情況就只有對(duì)這個(gè)縫進(jìn)行整體挖補(bǔ)，如果開(kāi)的槽較多就只有挖補(bǔ)后再進(jìn)行加鋪（因?yàn)橥谘a(bǔ)后路面將千瘡百孔，不利于行車(chē)舒適），對(duì)道路管養(yǎng)部門(mén)造成巨大損失，也對(duì)資源造成巨大浪費(fèi)。
2、開(kāi)挖處理裂縫的利弊 如果是反射裂縫則需要進(jìn)行寬縫處理，延裂縫開(kāi)挖50cm寬，直至到基層裂縫處，然后在基層裂縫上鋪設(shè)經(jīng)緯基層貼縫帶然后重新鋪筑面層。采用開(kāi)挖處理的方法雖然效果較好，但仍然存在施工中不容易掌握與原路面的平順性，而影響行車(chē)舒適性。另外這種處理方案成本也較高。
3、貼縫帶處理裂縫的利弊 貼縫帶對(duì)施工人員的要求較高，必須選擇有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍。施工程序繁瑣，代價(jià)高。
冷灌縫的好處 無(wú)需復(fù)雜機(jī)械、無(wú)需專(zhuān)業(yè)施工人員、無(wú)需開(kāi)縫、無(wú)需加熱，將裂縫清理干凈即可灌注。無(wú)需考慮國(guó)內(nèi)環(huán)境溫度對(duì)施工的影響。材料隨裂縫的伸縮而伸縮，不會(huì)因裂縫變化而脫離縫壁，同時(shí)具有較強(qiáng)的韌度，有效支撐裂縫壁，大大減少二次開(kāi)裂的概率。冷灌縫材料屬流動(dòng)性液體，最大限度的灌注到裂縫底部，對(duì)貫通性裂縫的貫通帶，能有效的封堵水分在內(nèi)部擴(kuò)散?？傊?，冷灌縫的方法能大大減少施工成本和對(duì)裂縫的有效治理。