沥青路面裂缝防治研究

摘要：由于产生机理多种多样,沥青路面裂缝的表现形式也不尽相同.文章主要就沥青路面裂缝的破坏机理,表现形式等对做了深入浅出的研究.并提出若干防治措施.

关键词：温度,材料性质,交通量

一、绪论

随着国家经济的高速发展,道路所承担的运力也大大加强,很多道路都是在超负荷运营.加之道路所处环境的多样性,沥青路面在修建完工后不久便出现裂缝.虽然有关部门对路面裂缝也做了修补,但效果并不尽如人意.究其原因,主要是对裂缝没有一个清晰的认识。

二、裂缝产生机理及表现形式

2.1、温度裂缝

温度裂缝有两种开裂模式，一种是一次性降温造成的温度收缩裂缝（即低温开裂）。由于地基或填土路堤纵向不均匀沉降，或由于沥青混合料摊铺时横向接缝处理不当会产生横向裂缝。有的横向温度裂缝会贯通路面的一部分，而大部分横向温度裂缝则是贯通整个路面宽度。一条沥青路面会有多根横向温度裂缝，其纵向间距约为 5-10m不等。在冬季气温骤降时沥青混合料的应力松弛不能适应温度应力的增长，温度应力超过沥青混合料的极限抗拉强度而产生裂缝。另一种是温度疲劳裂缝，温度升降反复作用的温度应力疲劳使沥青混合料的极限拉应变或劲度模量变小，又加上沥青老化使沥青劲度增高，应力松弛性能下降，故可能在比一次性降温开裂温度高的温度下开裂，同时裂缝随着路面使用年限的增加而不断增加。

2.2、结构裂缝

结构裂缝主要是由于行车荷载引起的。在车轮荷载作用下，半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时，半刚性基层的底部就会很快开裂。在行车荷载的反复作用下，底部的裂缝会逐渐扩展到上部，并使沥青面层也产生开裂破坏。

2.3、荷载型裂缝

荷载型裂缝主要发生在沥青路面行车道两侧轮迹带边缘，由沥青面层表面开始并向下延伸，表现为纵向裂缝，可定义为起始裂缝发生在沥青路面表面沿轮迹带方向且向沥青面层内扩展传播。

2.4、反射裂缝和对应裂缝

由于骤然降温引起沥青面层自身产生温缩裂缝和干缩裂缝，半刚性层先行开裂裂缝逐渐反射到沥青层表面，形成反射裂缝。由于半刚性基层上产生了温缩、干缩裂缝在行车荷载及环境温湿度变化等综合作用下，反射到沥青面层上产生反射裂缝或对应裂缝。

三、影响裂缝产生的主要要素

3.1、混合料的性质

沥青混合料是由沥青、粗骨料、细集料、填料等矿料与沥青拌合而成的混合料。它的强度由两部分组成：矿料之间的粘聚力和内摩阻力，沥青与矿料之间的粘结力和沥青本身的凝聚力。沥青混合料中集料级配不佳，石料偏少，沥青原材料低温延性差；沥青老化严重，沥青用量过少，沥青不能形成结构沥青膜来粘结矿料颗粒，使沥青与矿料间的粘附力减小，都会造成路面裂缝。因此，在合理选配混合料级配时，应兼顾其高温稳定性，疲劳性能和低温抗裂性能，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。

3.2、基层材料的性质

由于半刚性路面的承载能力取决于半刚性基层和半刚性底基层混合料的强度和厚度，因此基层材料的性质和基层的整体质量对沥青路面的使用性质和寿命有重要影响。半刚性材料的干缩系数是指半刚性混合料中水分减少时产生收缩的程度，其干缩应变决定它的基层裂缝。干缩应变愈大，基层愈容易产生干缩裂缝。基层开裂后，会增加其上沥青面层的裂缝数量。因此，应选择优质级配碎石作为基层材料，使用温缩和干缩系数低的基层材料、抗裂性较好的基层材料。严格控制基层石料级配，保证骨料的含量，并尽可能减少细料含量，杜绝离析现象的发生。

当基层厚度增加时，其承载能力也迅速增加。试验证明，半刚性基层厚度由10cm增加到 25cm 时，其承载能力提高为原来的3 倍。除有较多重荷载通行的高速公路外，基层厚度有 20cm 就足以满足需要。为了满足设计弯沉值的需要，可以用水泥、石灰和粉煤灰稳定就地土做底基层。

3.3、气温条件

冬季气温下降，沥青面层在低温（通常为负温）时由于材料收缩而产生低温裂缝，半刚性基层因温度和湿度变化而产生的干缩裂缝或温缩裂缝会反射到沥青面层，形成反射裂缝。若路基含水量大，冬季冻胀会将路面拱起而断裂。雨水是加速裂缝形成、扩大以及路面破坏的催化剂。

四、防治措施

4.1、设计中的防治措施

隔离措施。为了防止从沥青路面裂缝渗入的水浸湿基层，可在基层表面上设置厚度不超过1cm 有双向横坡的沥青砂作为隔水层，会起到良好的效果。如果基层有一定的透水能力而已具有较好的水稳定性，为了防止渗入的水影响土基的强度，也可以将隔离层防在土基顶面。

采用排水砂垫层的措施。为排除从沥青路面裂缝渗入到基层中的水，可以在基层顶面设置砂垫层，用砂垫层汇集春融期从路面冻土中析出的全部多余水量，将路面体系中的水排至路基以外。对挖方路基，必须将水沿纵向排至填挖过度段，然后将其疏导到路基以外。

4.2、施工中的防治措施

优秀的设计、合理的工期是修筑高质量公路的基础，而科学施工则是高质量公路的保证。首先是对材料的选配，特别是集料场应固定，选择两家能保证施工进度的厂家供料，使材料级配始终处于受控状态，不能偏离级配中线太远。严格控制：半刚性基层施工碾压时混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。保证预留缝切割深度为基层厚度的1/3―1/2，并用土工布，土工纤维嵌缝。半刚性基层碾压完成后，要及时养生。半刚性基层碾压后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。沥青的选用十分关键，要挑选符合规范各项要求的沥青，特别是沥青针入度、延度指标必须严格把关。沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行。加强运料车的保温作用，保证适宜的摊铺、碾压温度，及时摊铺，并保证供料和施工的连续性。此外，还应注意透层油、黏层油泛油时的影响。

4.3、养护中的防治措施

施工中应加强养生，半刚性基层在铺建时如养生不足，未及时洒铺封层或透油层，易形成干缩裂缝。养生对于半刚性基层是至关重要的环节，只有保证充分的养生方能使材料的强度达到应有的水平。沥青路面在行车作用下出现小面积松散和个别坑槽后应及时进行养护，特别是采用层铺法施工的贯人式路面和表面处治，初期及时养护更为重要。要保证在铺筑沥青面层之前，半刚性基层不产生收缩裂缝。对于半刚性材料的养生，常采用潮湿的草袋，麻袋覆盖，也可以采用农用塑料薄膜养生，养生时注意覆盖，及时补充水分。也可采用沥青乳液养生（俗称油养），油养是在碾压结束，水泥终凝后，先喷洒一遍水，在湿润的状态下再喷洒沥青乳液。在夏季，气温高，阳光强烈，或在大风期间，混合料中水分蒸发很快，需要注意及时洒水。否则会影响表层混合料的强度。

4.4、沥青路面反射裂缝的防治

已建道路出现裂缝后，通常是采用沥青填补养护措施。若裂缝路段较大，则大面积清除后，再采用沥青混凝土材料进行罩面处理，暂时解决路面裂缝问题。由于基层原有裂缝的存在，在行车荷载不断作用下，沥青面层下基层的裂缝向路面延伸发展，将继续产生路面反射裂缝。

要减少和防治沥青路面反射裂缝现象的发生, 须设法降低沥青混凝土罩面下基层裂缝拉应力向上传递的强度。将土工织物置于沥青面层与基层之间,是一种非常有效的措施。土工织物由于其良好的整体性、连续性和耐久性，用于路面结构中，具有隔离、防渗、加筋、过滤、排水作用，可以提高沥青面层的抗疲劳开裂、防止反射裂缝和抗变形能力，可使旧路强度明显不足、车流量大、重型超载车辆频繁、路面龟裂严重的半刚性基层沥青路面的使用质量得以改善，从而延长路面结构的使用寿命。