探讨沥青混凝土路面裂缝成因及治理措施

摘要：本文依据笔者多年工作经验，对沥青混凝土路面常出现的裂缝病害进行简要分析，根据造成裂缝的各种影响因素提出相应的治理措施，防止路面病害的恶性循环，提高沥青混凝土公路的寿命及经济效益。

关键词：沥青混凝土路面；裂缝；成因；治理措施

沥青混凝土路面由于具有造价低、行车舒适、修复方便等优点被广泛用于公路面层，但由于交通荷载日益加大，受环境等因素影响，使用已久的沥青混凝土路面的抗剪和抗拉能力降低，从而出现裂缝等病害。雨水进入道路裂缝后，裂缝部位鼓胀，材料密度降低，将面层材料拱起，出现脊背现象。存在于水泥碎石与沥青路面的结合层之间的雨水，由于行车碾压推挤摩擦作用，将水泥和微粒材料同雨雪水唧出，时间长了易出现唧浆。裂缝比较深的地方在重载车的作用下会出现第二道裂缝，这样第一道与第二道裂缝之间形成一个板块，这一板块开始下沉，出现顺行车道区一个U 型路面带，严重时路面发生条块形碎裂，影响道路行车安全及舒适性。下文将对裂缝类型及治理措施进行简要阐述。

一、沥青混凝土路面裂缝类型

（一）根据裂缝产生的原因，裂缝可分为强度裂缝、温度收缩裂缝、反射裂缝、结构和施工裂缝

1.强度裂缝

由于路基、路面整体强度不足而引起的裂缝。沥青混合料的强度是由:矿料之间的嵌挤力和内摩阻力，以及沥青与矿料之间的粘结力和沥青本身的凝聚力组成的。当沥青混合料质量不合格或沥青材料老化时，面层变形能力减弱，路面被拉断，多表现为龟裂裂缝。

龟裂裂缝特点：相互交错的裂缝将路面分割成形似龟纹锐角多边形小块；裂缝宽3mm以上，且多数缝距10cm以内，块的尺寸小于50cm×50cm。其最初的形态是一条或几条平行的纵缝，随着荷载重复作用次数的增加，平行纵缝间出现了横向、斜向连接缝，形成了形似龟纹的裂缝形式。

2.温度收缩裂缝

其表现形式有两种,一种是低温收缩裂缝，另一种是温度疲劳裂缝。

（1）低温裂缝是由于沥青材料在较高温度条件下，具有良好的应力松弛性能，温度升降产生的变形不致于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。因为沥青路面的表面温度比地面低，路面中沥青混凝土层是与基层紧密相粘的，没有接缝，不能自由地收缩、自由翘曲，当沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长，混合料劲度急剧增大，这样在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时就会造成开裂。

（2）温度疲劳裂缝，这种裂缝主要发生于温度变化频繁的温和地区。由于沥青混凝土经过长时间的温度循环，沥青混凝土的极限拉伸应力变小，应力松弛性能降低，将在温度应力小于其抗拉强度时产生开裂。

温度收缩裂缝通常表现为横向裂缝，横向裂缝会贯通全幅路面，当有中央分隔带时，会贯通半幅路面。其裂缝的特点是从路基边缘向路面中心过渡，且边缘裂缝宽，路中裂缝窄。

3.反射裂缝

多出现于半刚性基层或旧水泥混凝土路面加罩沥青混凝土面层中。沥青加罩层底部水平、竖向超限位移产生的拉应力超过面层的抗拉强度时，面层便会在原路面板应力集中的接缝处及板中裂缝处出现反射裂缝。基层反射裂缝多表现为横向裂缝。

4.结构和施工裂缝

此类裂缝大多因施工管理不善，将沥青砼面层直接铺在块石上，在车轮荷载反复作用下容易出现松动，引起路面裂缝。或对路基压实度不均匀、路基出现沉陷，对接缝处处理不佳从而出现裂缝。对接缝的处理不佳引起的裂缝多表现为纵缝，其形态特征是长且直，通常断断续续绵延很长。 而结构承载力不足引起的纵缝多出现在路面边缘。

二、沥青混凝土路面裂缝治理

（一）沥青混凝土路面裂缝现象不能彻底消除，但是可以通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量等措施去预防，将其危害降到最低，从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。

1.沥青混合料的选择

根据施工当地地区气候环境、施工季节、道路等级等选取适用的沥青类型，为了减少沥青混合料低温开裂，在同等条件下，优先选取延度大、稠度低的环烷原油沥青，最好不要用石腊基原油沥青。沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。骨料应选用碱性石料且级配良好、针片状含量少的石料。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。

2.提高基层施工质量

根据施工实践经验可以得出基层厚度由10 cm增加到25 cm时，其承载力可为原来的3倍。对基层压实时尽可能使混合料在接近最佳含水量状态下碾压，并且碾压充分，保证基层强度；同时要加强对已完工基层的保养，要尽早铺筑上层以减少干缩缝。

3.铺设应力吸收层

应力吸收层是指在基层与面层之间铺设的弹性模量较小的材料，如预制织物膜带条、土工织物或土工格栅等。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，明显降低应力强度因子。

4.沥青混凝土面层摊铺碾压

首先要确定沥青混合料的摊铺厚度，最小厚度一般是混合料、矿料中最大粒径的3 倍左右。沥青混凝土的最佳碾压温度在120—150℃,最高不超过1 6 0 ℃。摊铺前宜喷洒0.3-0.6kg/㎡粘层沥青。压实程序按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则分初压、复压、终压3 个阶段施工，每个阶段压实施工都应按阶梯形作业，压路机在已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15cm左右，每压一遍向新铺层移动15-20cm，直到压路机全部在新铺层为止。

（二）对已出现裂缝的处理

1.对宽度在1mm-5 mm左右，轻微的纵向或横向、规则和不规则裂缝可直接用改性乳化沥青灌缝，与路表其平。

2.宽度在5mm-15mm裂缝，边缘有大量松动，啃边及支缝的可不进行开槽，直接灌缝贴封即可。灌缝前，必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾，并使缝内干燥。灌缝后，表面撒上粗砂或3-5mm石屑。

3.对裂缝较大的，如较严重的龟裂、网状裂缝处一般采用挖补处理。分析裂缝产生的原因，如有软弱层或不稳定结构层时，应将其铲除；如因结构层积水引起网裂时，铲除面层后，需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施，然后再铺筑新沥青混凝土面层。如挖开裂缝处发现是由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时，可采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。在开槽过程中，一定要使槽边缘顺直整齐。然后用吹风机对槽口及周围进行高压吹风除尘，目的是清洁槽口，提高密封胶与槽壁的粘结力。对于水分较大的裂缝，要用热空气枪进行干燥处理。在实施灌缝前对凹槽加热，温度达到80-100℃即可，这样有利于灌缝胶和沥青混凝土的粘结牢固。对于20mm-50mm的裂缝要加入混合石料嵌缝后再进行灌注。灌缝用专用灌缝机分两次灌满，第一次灌入槽深的4/5，第二次灌满并在槽口两侧拉成宽50mm，厚2-3mm（高出路面）的T型贴封层。

三、结语

在沥青混凝土路面施工中，从路基、路面结构层设计和施工的各个环节提高基层的抗裂性能，提高沥青混合料的密实度，严格规范施工，才能防止混凝土路面出现裂缝。对已出现的裂缝要及时封填，根据路面裂缝种类和使用环境温度的因素选择合适的灌缝材料，以及相适应的施工工艺，防止雨水对道路的损蚀，从而延长道路使用寿命。

参考文献：

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