浅谈沥青路面裂缝的原因与养护

摘 要：近年来，沥青混凝土路面被广泛运用于高等级公路，但其在使用前期极易出现裂缝和轻微病害，常见的现象有：泛油、波浪、拥包、裂缝、坑槽、松散等。直接影响着的路面的使用寿命及行车的舒适度。本文在分析沥青路面病害的形成原因与机理，围绕预防性养护这一主动性的养护策略，深入探讨如何采用科学合理的路面预防性养护措施，减少养护成本，延长路面的使用寿命。

关键词：公路工程；沥青路面；裂缝；养护

一、道路裂缝种类与形成原因

（一）道路裂缝的种类

道路裂缝一般分横向裂缝和纵向裂缝。对于横向裂缝而言，多是反射裂缝，这是半刚性基层路面较为常见的病害，通常10M-20M一道。为防止基层不规则变形，一般在施工时没隔20米要切割一条横向缝，浇灌热沥青并铺设纤维土工布，但如果施工时切割、灌缝工艺控制不好，也可能引起后期的横缝产生。另外，不能严格控制工程质量，材料、工艺等方面未能满足要求，也会导致基层产生裂缝。对于纵向裂缝，主要是由于路基压实不均匀、路基稳定性较差等原因，同时在自重和重载车的作用下，地基产生不均匀沉降路基发生滑动，将路面拉裂，出现道路纵向裂缝。尤其是道路加宽时新填路基与原路基的整体性以及施工等多种因素综合作用，有可能造成加宽部分整体滑塌而导致出现较大的纵向裂缝。

另外，由于施工缝边缘压实度不足、与原路面结构粘结不紧密等原因，再加之沥青面层透水性大，雨水易于侵入，在行车荷载作用下沥青膜剥落，也可造成宽的横缝和纵缝（可达20mm），随着雨水的进一步侵入和行车荷载的作用，裂缝继续会发展为严重的翻浆。

（二）路面损坏的原因

1、设计方面

（1）设计与路段实际情况相差大，设计结构不合理。沥青面层结构选用不当，混合料类型不合理，沥青混合料配比设计不准确；（2）路面厚度设计不足导致路面强度明显不能满足行车要求，交通运输发展迅猛，路面回弹弯沉值逐渐增大，满足不了交通量迅速增长和汽车载重明显增大的需求，沥青路面过早产生疲劳损坏，路面网裂伴随着纵向裂缝和形变产生；（3）路线设计未对路面排水系统详细考虑，道路凹曲线底部宜设计在涵洞处，并在边坡上设急流槽，超高段尽量避免设在路堑地段，原则上要求考虑加深边沟。

2、路基施工方面

（1）路基填土含水量偏大，在冻胀作用下使路面形成裂缝；（2）路基碾压不均匀，出现填土局部未压实或两侧压实度不够，使路基产生不同程度的沉陷，形成裂缝；（3）旧路拓宽时，新旧路基衔接处理不符合技术规范要求，新路基压实度不够，造成路基不均匀沉陷或滑坡，形成裂缝；（4）桥台与填方接头处路基施工未按规范要求，易造成自然沉降，经长时间行车作用易形成裂缝。

3、养护管理方面

（1）养护不及时。沥青路面在行车作用下出现小面积松散，个别坑槽后，未及时进行养护。初期及时养护更为重要；（2）养护方法不当，有些养护人员在沥青混凝土路面上采取人工喷油，人工洒料方法进行养护。

4、基层施工方面

（1）目前，高等级公路路面结构基本上是半刚性基础层的结构，采用这样的结构有很多毛病，半刚性基层容易开裂，反射到表面，路面进水后，又很难排出，容易造成路面界面条件和受力状态的变化；（2）基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前，若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净，在雨水作用下，浮层油料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆，进而波及到沥青面层表面；（3）由于施工质量不好，无机结合料稳定基层或底基层没有拌和到底，底部留有素土夹层，在行车反复作用下导致路面产生块状裂缝；（4）基层松散及系数控制不严而导致的二次补加层；（5）在基层施工过程中，稳定土的上、下横接缝因重叠或搭接过少而出现裂缝；（6）部分基层压实度不足，在最大干密度确定的情况下，基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关。

5、路面施工方面

（1）沥青混合料的组成。矿料级配，沥青含量，集料品种不符合设计规范要求，对原材料检验不严，对沥青混合料的配合比控制不够，特别是矿粉和沥青用量不准，使沥青路面出现推拥，油包，松散，露骨，坑槽，裂缝等；（2）当沥青面层的空隙率较大时，沥青面层的通透性增大，外界水易侵入结构内部；（3）施工当中未按照施工工艺和程序进行施工，部分路面混合料离析和不均匀容易造成局部渗水，使路面出现病害；（4）施工中压实不足，不能在温度较高的时候及时压实，不采用高吨位轮胎压路机；（5）施工机械设备陈旧，不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。

二、裂缝对道路的危害

道路出现裂缝要及时治理，否则灌入雨雪水或冬天冰融后，对道路的损坏将非常严重。进水后道路病害损坏的发展首先表现在裂缝部位出现鼓胀，沿裂缝逐渐形成微量冰融松散灰土粉化，材料密度降低，将面层材料拱起，出现凸起现象。随后，伴随着雨雪水侵入和行车碾轧推挤摩擦作用，水泥和微粒材料在行车的压力作用唧出，如遇连阴雨天水泥碎石层以上灌入的雨雪水使路面出现严重变形松动，将沥青粒料和水泥碎石粒料磨成浆状物唧出，即通常所说的，唧浆病害。经过2到3年的裂缝开闭，缝口沥青混凝土在冰融和行车的作用下密度降低，裂缝边缘油面层逐渐出现脱落现象。路面出现坑凹，甚至出现搓板路，随着时间的推移，将导致龟裂病害的发生。严重时路面粒料被行车推挤带走，出现路表面开裂性坑槽。道路纵向裂缝入治理不及时，在重载车的作用下，裂缝两侧很快会出现第二道裂缝，出现顺行车道区一个U型路面带，两道裂缝中间板块开始下沉，严重时对路面发生条块形碎裂，对行车的影响非常大。

裂缝乃至其引发的病害若得不到及时治理，对车辆运行形成一种潜在的危害，道路的使用寿命也将大大的缩短，给国家造成极大的经济损失。

三、预防与养护

（一）预防性养护的重要意义

加强路面预防性养护，是解决问题的最好办法，所谓预防性养护，是指在公路投入使用后路面状况还比较完好时，采取的一些必要的技术手段，及时处理沥青路面出现的裂缝等病害，防止水害等对路面的侵害，以使路面功能一直保持在较好的状态的养护措施。预防性养护是一种主动性的养护策略，并且具有最好的经济性。它根据路面的状况，有计划地采取预防措施来对路面进行养护，改变了过去在路面损坏后才采取措施进行大的经济投入的被动状况。

路面的使用性能不是直线下降的。在使用初期，其服务能力下降较缓慢，但当损坏状况超过某一限值时，路面的服务能力就开始急剧下降，病害急剧增多。若在此之前就采取预防性养护措施，则可及时阻止这种发展趋势，从而使路面始终维持较好的服务状况，可以有效地延长路面的寿命，减少平时的挖补等繁重且高费用的养护。采取预防性养护，就是在路面还处于良好使用状况时，就采取预防性养护措施，及时阻止路面状况的急剧下降。这种举措不仅能获得更长的道路使用寿命，而且在路面使用寿命期间，始终能维持较好的道路服务水平，由此产生良好的社会效益。沥青路面出现的病害是裂缝，这种较普遍的病害初期既不影响路况等级也不影响道路行车，但得不到及时有效的处理，雨水顺裂缝渗入基层后，导致水损坏，将会出现龟裂等病害即而演变成坑槽沉陷等较严重病害，严重影响道路的安全行车。

（二）新建沥青路面裂缝的预防

1、材料的选择。根据道路所在地区的气候条件和混合料类型选择结合料，对于水泥处治基层，如果条件允许，最好使用温度膨胀系数低的骨料。对于沥青结合料，使用某些聚合物或添加剂可以提高其抗裂能力。沥青混合料中的集料应选用表面粗糙，石质坚硬，耐磨性强，嵌挤作用好，与沥青粘附性的材料，尽可能使用人工砂代替圆形颗料的天然沙；（2）路面结构设计。显然，所设计的道路必须能适应客观存在的交通荷载水平和温度条件。

2、在设计中应特别注意路面排水与防水措施：（1）沥青混凝土配合比设计。沥青混合料级配也是一项重要因素，在合理选择混合料级配时，应兼顾其高温稳定性，疲劳性能和低温抗裂性，以及耐久性等各方面的要求。（2）设计应力吸收层。设计应力吸收层，对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少，可明显减弱裂缝尖端应力的奇异性，降低应力强度因子，而吸收层的弹模越低，防裂效果越好（3）施工质量。铺筑路面材料时，应该遵循正确的施工原则。

（三）半刚性基层反射裂缝的预防

1、结构层顶部切槽。这种方法是结构层碾压后在其顶部预切槽口，深度约为层厚的1/3~1/4。

2、沥青乳液接缝。这种预开裂技术是在结构层碾压前切割一条缝直至层底，并在缝壁内注和速破沥青乳液。

3、结构层底部预开裂。与1类似，通过在结构层底放置三角开采木板或木块，减少水硬性结合性结构层横断面，使首先在该处产生裂缝。

（四）复合式沥青路面裂缝的预防

复合式路面是用沥青混凝土铺筑在旧水泥路面上，反向裂缝的预防采取的措施包括：

1、铺筑20cm全厚式沥青混凝土；

2、在水泥混凝土和沥青混凝土之间铺设应力吸收层；

3、采用裂缝固定技术后，再铺筑三层体系的防裂沥青混凝土面层；

4、在原水泥混凝土路面加铺一层3cm厚的钢纤维混凝土，再铺沥青混凝土；

5、锯开水泥混凝土面板；

6、用1~2mm厚，0~10cm宽的弹性沥青层覆盖裂缝；

7、用水泥砂浆或环氧树脂填充来限制混凝土板的移动和填充水泥混凝土板下脱空；

8、用沥青或改性沥青注入裂缝或接缝来阻止水渗入到下部结构；

9、在水泥处治基层接缝处上的沥青加铺层内预切缝并灌填缝料。

综上所述，沥青路面裂缝的防治必须从设计、施工、养护等各个环节抓起，每个环节对沥青路面通车运营后的性能都起着至关重要的作用。实际建设过程中，我们要多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，沥青路面裂缝是完全可以控制的。