一、鄭州裂縫產(chǎn)生的原因分析——鄭州瀝青路面攤鋪

是由于行車(chē)荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫。在車(chē)輪荷載的作用下，當(dāng)路面結(jié)構(gòu)層底部產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于其材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生的開(kāi)裂稱(chēng)之荷載型裂縫。（2）是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫，稱(chēng)之非荷載裂縫。（3）是經(jīng)常出現(xiàn)在橋涵兩端的橫向裂縫，或在路段上出現(xiàn)較長(zhǎng)的縱縫，主要是由填土固結(jié)沉陷或地基沉陷引起，稱(chēng)為沉降裂縫。盡管瀝青路面開(kāi)裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的，但其中的行車(chē)荷載作用、瀝青面層溫度變化是產(chǎn)生裂縫的主要原因。另還有以下幾方面的原因：——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)

瀝青和瀝青結(jié)合料的性質(zhì)是影響瀝青路面溫度開(kāi)裂的最主要原因，瀝青混合料的低溫勁度是決定瀝青路面是否開(kāi)裂的最根本因素，瀝青勁度又是決定瀝青混合料勁度的關(guān)鍵。在瀝青性能指標(biāo)中，影響更大的是溫度敏感性，溫度敏感性大的瀝青更容易開(kāi)裂。

（2）基層材料的性質(zhì)

基層材料的收縮性愈小，面層裂縫愈少?；鶎由嫌型笇佑鸵约訌?qiáng)與面層的粘結(jié)對(duì)抗開(kāi)裂是有好處的，基層材料種類(lèi)對(duì)瀝青面層的裂縫率有明顯影響。

（3）氣候條件

極端最低溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時(shí)間、升降溫循環(huán)數(shù)次數(shù)是氣候條件影響瀝青路面溫縮裂縫的四大要素。

（4）交通量和車(chē)輛類(lèi)型

半剛性基層中的最大拉應(yīng)力，通常是由最重的車(chē)輪荷載產(chǎn)生的；并且對(duì)于半剛性路面，不同軸載對(duì)路面的破壞作用遠(yuǎn)不是4次方的關(guān)系，而11～13次方的關(guān)系，即使是通過(guò)次數(shù)較少的重荷載也對(duì)路面破壞起著決定性的作用。

（5）施工因素

主要指半剛性基層材料的碾壓含水量，半剛性基層完成后的暴曬時(shí)間等因素。

1、橫向裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）半剛性基層瀝青路面的反射裂縫。在車(chē)輪荷載作用下，半剛性基層底部產(chǎn)生接應(yīng)力，當(dāng)拉力大于基層材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，底部就會(huì)很快開(kāi)裂，在行車(chē)荷載反復(fù)作用下，底部裂縫會(huì)逐漸寬展到上部，并使面層產(chǎn)生開(kāi)裂。

（2）瀝青面層溫度變化產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。

（3）瀝青未達(dá)到適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，致使瀝青面層溫度收縮或溫度疲勞應(yīng)力（應(yīng)變）大于瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度（應(yīng)變）。

（4）施工縫處理不當(dāng)，接縫不緊密，結(jié)合不良。

（5）橋梁、涵洞或通道等構(gòu)造物兩側(cè)的填土產(chǎn)生固結(jié)或地基沉降。

2、縱向裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）填方材料和填方的不均勻性，以及填方密實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的自然沉降，特別是經(jīng)過(guò)雨水浸泡后，路基強(qiáng)度有所下降，沿邊坡部分路基承載力也下降，就會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫。（2）施工時(shí)，前后攤鋪幅相接處的冷接縫未按有關(guān)規(guī)范要求認(rèn)真處理，結(jié)合不緊密而脫開(kāi)；（3）縱向溝槽回填土壓實(shí)質(zhì)量差而發(fā)生沉陷；（4）拓寬路段的新老路面交界處土層處理不徹底，沉降不均勻引起縱向開(kāi)裂；（5）邊坡值小于設(shè)計(jì)值，邊坡壓實(shí)不夠和邊溝過(guò)深使實(shí)際填土高度加大而滑坡等引起的縱向開(kāi)裂。

3、網(wǎng)狀裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）路基局部壓實(shí)度不足或基層材料局部松散不成板體，使路面的承載能力下降形成的裂縫；（2）瀝青與瀝青混合料質(zhì)量差。瀝青延度低，抗裂性差。瀝青混合料拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，拌和溫度過(guò)高或在儲(chǔ)料倉(cāng)倉(cāng)儲(chǔ)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使瀝青變硬，對(duì)拉應(yīng)變敏感而產(chǎn)生的裂縫；（3）瀝青層厚度不足，層間粘結(jié)差，水分滲入，形成的裂縫；（4）行車(chē)荷載重復(fù)作用下引起的疲勞裂縫。（5）外界原因如污染、腐蝕等造成的局部網(wǎng)裂。

4、反射裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

（1）由半剛性基層溫縮開(kāi)裂引起的反射裂縫

半剛性基層有著高強(qiáng)度、高承載力的優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也有著本身難以克服的缺陷和不足。由于較高強(qiáng)度的半剛性基層可能會(huì)導(dǎo)致較大的干縮、溫度裂縫的產(chǎn)生,從而導(dǎo)致路面產(chǎn)生反射裂縫,同時(shí)雨水會(huì)從裂縫中下滲,并積聚在面層與基層中間,出現(xiàn)基層唧泥現(xiàn)象,降低了瀝青層與半剛性基層間的連接狀態(tài),從而加速了路面結(jié)構(gòu)的破壞。通常假設(shè)導(dǎo)致反射裂縫的機(jī)理是處于瀝青面層下的半剛性基層已經(jīng)開(kāi)裂，并且允許有垂直位移和水平位移。垂直位移是由行車(chē)荷載引起的下臥路面結(jié)構(gòu)在裂縫處的差動(dòng)位移，水平位移是由溫度變化或水分變化引起的膨脹和收縮。冬季或在寒冷地區(qū)，在結(jié)合得好的瀝青面層下，開(kāi)裂的半剛性基層的水平位移使得直接在裂縫上的面層內(nèi)產(chǎn)生大的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，由于在較低溫度下瀝青面層通常較硬，它只能承受小的拉應(yīng)力或拉應(yīng)變，因此容易被拉裂，并且裂縫的擴(kuò)展途徑是由下至上的。瀝青面層的厚度愈薄，反射裂縫形成的愈早和愈多。

（2）由半剛性基層干縮開(kāi)裂引起的反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫

對(duì)于新鋪的半剛性基層，隨著混合料中水分的減少，要產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力；水分減少得愈多愈快，產(chǎn)生的干縮應(yīng)力和干縮應(yīng)變就愈大。在已經(jīng)產(chǎn)生干縮裂縫的半剛性基層上鋪筑瀝青面層，在較薄瀝青面層的情況下，半剛性基層的裂縫會(huì)由于溫度應(yīng)力而使面層底部先開(kāi)裂，并較快形成反射裂縫。一旦行車(chē)產(chǎn)生的拉應(yīng)力與溫度應(yīng)力相結(jié)合，反射裂縫會(huì)形成得更快。在較厚瀝青面層的情況下，由于溫度應(yīng)力在表面最大，基層的裂縫將促使面層先從表面開(kāi)裂，然后逐漸向下傳播形成對(duì)應(yīng)裂縫。以上結(jié)論已被長(zhǎng)沙交通學(xué)院光彈模型試驗(yàn)所證實(shí)，表面降溫30℃時(shí)，不同厚度瀝青面層內(nèi)下層裂縫上方的溫度應(yīng)力分布規(guī)律。

不同的應(yīng)力分布規(guī)律不難推斷，通過(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)或計(jì)算，將會(huì)得到一個(gè)臨界面層厚度。面層厚于此臨界厚度時(shí)，裂縫將主要從表面開(kāi)始；薄于此臨界厚度時(shí)，裂縫可能主要從底部開(kāi)始。此臨界厚度與氣候條件、面層混合料的勁度模量、溫縮性以及基層混合料的溫縮性有關(guān)。

5、溫縮裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

瀝青路面的低溫開(kāi)裂有兩種形式:一種是由于氣溫驟降造成面層溫度收縮,在有約束的瀝青層內(nèi)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過(guò)瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)造成的開(kāi)裂。一般情況下,由于瀝青混合料具有良好的應(yīng)力松弛性能,溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過(guò)高的溫度應(yīng)力,當(dāng)氣溫驟降時(shí),由于瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長(zhǎng),超過(guò)混合料的極限拉伸應(yīng)變,便產(chǎn)生開(kāi)裂。此類(lèi)裂縫多從路面表面產(chǎn)生,向下發(fā)展。溫度裂縫的另一種形式是溫度疲勞裂縫。由于氣溫的反復(fù)升降導(dǎo)致瀝青混合料的溫度應(yīng)力疲勞,以及混合料的極限拉伸應(yīng)變減小,應(yīng)力松弛性能降低,最后導(dǎo)致在并不太大的溫度應(yīng)力下即可開(kāi)裂,因而溫縮縫是隨著使用年限不斷增加的。溫度裂縫大體垂直于路線(xiàn)方向,裂縫間距變化在數(shù)米至100__米之間。當(dāng)路面寬度大于裂縫間距時(shí),還將產(chǎn)生縱向裂縫,從而形成塊狀裂縫。溫度裂縫破壞了瀝青路面的整體性及連續(xù)性,水分通過(guò)裂縫滲入基層,浸蝕路基,導(dǎo)致路面承載力降低,同時(shí)為凍融提供了條件。普遍認(rèn)為,除了溫度這個(gè)客觀條件外,產(chǎn)生溫縮裂縫的最主要的因素是瀝青材料的性質(zhì),改善瀝青性能對(duì)減小溫縮裂縫能起到90%的作用。除了瀝青材料和環(huán)境溫度條件外,瀝青路面結(jié)構(gòu)也是影響低溫開(kāi)裂的重要因素,一般認(rèn)為窄的路面比寬的路面裂縫間距更密;厚的比薄的裂縫少,從10Y增加到25Y,裂縫能減少一半;基層的收縮性能、細(xì)粉含量也能影響面層的收縮裂縫,砂性基層低溫裂縫比粘性土基層的多;施工時(shí)鋼輪在低勁度下壓實(shí)成型的細(xì)微裂縫易成為開(kāi)裂的誘因,輪胎壓路機(jī)則可減少這種裂縫的產(chǎn)生。

6、自上而下的表面裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

產(chǎn)生表面裂縫的原因,現(xiàn)在還沒(méi)有達(dá)成共識(shí),有的認(rèn)為是車(chē)輛荷載直接作用,在輪子部位產(chǎn)生大的應(yīng)力,導(dǎo)致路面產(chǎn)生開(kāi)裂;也有的認(rèn)為是因?yàn)槁繁砻鏋r青容易老化,極限拉應(yīng)變不斷減小而首先開(kāi)裂;甚至也有認(rèn)為在輪跡位置產(chǎn)生的剪應(yīng)力導(dǎo)致開(kāi)裂等等。其中很重要的是表面裂縫一般發(fā)生在施工離析的部位和兩幅攤鋪的交界處。

7、沉降裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

由路基不均勻沉降在路面上引起的開(kāi)裂,特別在那些半填半挖段、高填方路段、碾壓比較困難,而且不容易做到均勻碾壓,路基各部分在通車(chē)以后由于汽車(chē)荷載與雨水的作用,造成沉降不均勻,路面就可能產(chǎn)生大的沉降差,由此產(chǎn)生裂縫。

8、構(gòu)造物端部接頭裂縫——鄭州瀝青路面攤鋪

橋涵構(gòu)造物端部開(kāi)裂也是高速公路瀝青路面的一種常見(jiàn)病。其產(chǎn)生的原因主要是臺(tái)背填土由于地方狹窄,壓路機(jī)不容易到達(dá),不能很好的碾壓,致使產(chǎn)生后期沉降。構(gòu)造物接縫處發(fā)生裂縫帶來(lái)的直接后果是橋頭跳車(chē),它嚴(yán)重影響行車(chē)的舒適性。這種情況在軟土路基段尤為顯著。如我區(qū)的同沿高速公路橋頭跳車(chē)問(wèn)題就相當(dāng)嚴(yán)重,主要原因就是所處地段屬于濕陷性黃土地段。

鄭州瀝青路面施工