关于沥青路面裂缝的探讨

摘 要：路面出现裂缝，是所有路面形式都不可回避的一个技术难题，给行车安全带来了巨大的隐患。同时也造成国家投资的大量浪费。因此有必要对裂缝进行重新认识。本文主要是探讨沥青路面裂缝的有关问题。

关键词：破坏形式 原因 防治

一、裂缝问题不可回避

本文从沥青路面裂缝的破坏形式、产生原因以及防治措施等几个方面进行了分析探讨。对正确认识沥青路面裂缝，有一定的参考价值。

二、沥青路面裂缝的破坏形式

2.1 结构性破坏裂缝

结构性破坏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。

2.2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。

2.3荷载型纵向裂缝

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不平衡荷载产生的裂缝

裂缝经常被人们忽视：若公路相邻两车道长期处于空载、重载失调（即某一车道大部分车辆是空载或轻载，而另一车道大部分车辆为重载或超载），则在这两个车道间易形成一条纵向裂缝。

2.5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原因

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交通量和车辆类型

目前道路上超载、重载车辆迅速增加，随着使用年限的增长，引起路面承载力下降，其强度不足以承担车辆荷载或者反复循环荷载的作用。这些车辆造成累计当量轴次增大，从而引起设计弯沉值减小、路面基层或底基层抗拉强度不足、路面面层剪切破坏，从而产生横向裂缝、网裂、坑槽和沉陷变形。不论何种裂缝，在行车荷载的作用下都会加速路面破坏。

3.4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。

3.5施工因素

施工接缝处理不当，在两次施工的接头、接缝处处理不当，没进行刷油或热处理等，会出现纵横向裂缝等病害。

路基碾压不均匀，出现填土局部未压实或两侧密实度不够，使路基产生不同程度沉陷，形成裂缝。

在基层施工过程中，灰土的上、下横接缝因重叠或搭接过少而出现裂缝。施工接缝处理不当、碾压方式不正确产生横向裂缝。

四、沥青路面裂缝的防治措施

4.1设计方面

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沥青路面裂缝在施工中的防治措施

合理安排施工期，避免不利天气施工。注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。沥青路面施工期间，交通管制必须有专人负责，禁止非施工车辆上路，防止上路机械漏油，保持路面干净整洁。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。在北方施工，由于近些年来的气候偏暖，因此，沥青标号宜选择在规定范围内较低标号的沥青。

4.3沥青路面裂缝在养护中的防治措施

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。

4.4沥青路面反射裂缝的防治

反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象，由基层的裂缝所引起。随着我国道路建设的快速发展，沥青路面反射裂缝问题日益加剧，道路维护和保养所需的工程量越来越大，如何减少和防治沥青路面的反射裂缝已成为道路建设工程急待解决的问题。

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。

参考文献

[1] 蒋应军.水泥稳定碎石基层收缩裂缝防治研究[D]长安大学,2001.

[2] 袁明.钢筋混凝土建筑裂缝的原因分析和修补方法[J]中外公路,2003,(02).

[3] 张全文,钟卫.大体积混凝土的温度裂缝分析[J]路基工程,2007,(01).