谈沥青混凝土路面裂缝成因分析与防治

摘要：随着高速公路的陆续建成并投入运营后，沥青路面早期损坏较为普遍，本文探讨了沥青混凝土路面裂缝成因分析与防治。

关键词：沥青路面；裂缝；防治

中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：

引言：

沥青混凝土路面是目前高速及干线公路常用的柔性路面，近几年这种路面摹层采用的结构型式增多，尤其是半刚性基层的应用。路面裂缝从表观形式可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝；从形成原因可分为强度裂缝、反射裂缝、结构式裂缝和温度变化造成的裂缝等。

1.沥青混凝土路面裂缝产生的原因

1.1路基 路面整体强度不足时产生的裂缝

由于路基、路面整体强度不足时产生的裂缝，通常表现为弯沉值较大，会出现沉陷、车辙等病害。沥青混合料的强度由两部分组成：矿料之间的嵌挤力和内摩阻力，以及沥青矿料之间的粘结力和沥青本身的凝聚力。

1.2沥青面层的弯拉疲劳产生的裂缝

由于路面材料弯拉强度不足，在车辆严重超载作用下而产生的裂缝。在车轮荷载反复作用下，路面会产生弯拉疲劳裂缝，基层的底部产生拉应力，该拉应力大于基层的抗拉强度时，则底部就很快开裂，严重的会出现车辙或沉陷。

1.3沥青材料老化产生的裂缝

沥青材料老化后，变形能力减弱，路面被拉断，多呈现龟裂。龟裂是沥青路面的一种结构性损坏。影响裂缝轻重程度的主要因素有：沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量和车辆类型以及施工因素等。

1.4基层反射裂缝

由于路面基层结构设计不当、配合比不当、拌和不均、施工质量差、车辆严重超载等原因造成路面承载力下降，在车辆荷载反复作用下，使沥青以下的半刚性基层底部拉应力超过其疲劳强度而断裂，产生由下向上反射裂缝。随着周期性变化的环境温度影响下，裂缝会迅速向四周扩展，大大地缩短了沥青面层的使用寿命。

1.5温度变化产生的裂缝

沥青面层上的非荷载裂缝主要是温度裂缝。温度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。温度变化裂缝包括温度收缩和温度疲劳裂缝：温度收缩裂缝，即随着温度下降，沥青面层开始收缩，当收缩的拉应力大于沥青混合料的抗拉强度时，路面就开始开裂。

1.6路基冻涨产生的裂缝

由于路基含水量大，若排水设计不合理，冬季冻胀将路面拱起而产生断裂。温度反复交替的冬天，路基冻结缓慢，加剧了冻胀。聚热的晚春或春融期间降雨，上层融解的过量水分来不及排出路基 春融期间，在强度已大大降底的路段上，通行过多过重的车辆，极易产生裂缝和翻浆。

2.沥青路面裂缝的预防措施

2.1路面厚度的设计

柔性路面厚度，必须根据道路等级、交通量、自然地基地质情况，道路情况和施工季节等综合因素计算设计；旧水泥路面改造，沥青混凝土罩面厚度的确定，主要考虑结构强度因素；与非结构强度因素有关的加罩面层厚度确定，主要考虑道路沿线高程的控制、沥青混凝土最小摊铺厚度要求、加罩面层与板的结合问题以及工程费用控制等。采用合适的沥青面层厚度，不尽可节约投资，又可保护未开裂的半刚性基层使用期间不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。

2.2沥青混凝土的级配设计

为了提高抗滑能力和抗车辙能力,国内高等级道路普遍采用较粗级配,这种级配一般用油量少,但空隙率偏大,传荷能力削弱,容易开裂,耐疲劳能力也会降低。因此设计中应考虑其综合作用,根据设计厚度选择适当的混合料类型。在沥青混合料方面:

2.2.1沥青要选择含蜡量低,且具有良好的高、低温性能和施工抗老化性能的优质沥青。在条件允许的情况, 可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料和采用改性沥青。SMA混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性能,抗车辙性能好、使用寿命长,是沥青路面防裂设计时应选用的一项新技术。

2.2.2混合料配合比设计要合理

在配合比设计中要严格控制集料品质、用量和矿料级配组成;对配合比中空隙率与稳定度要进行调整;沥青混凝土的沥青用量,应控制在马歇尔试验最佳用量±0.5％范围内,并在施工过程中经常加以校验。

2.3沥青混凝土面层施工

2.3.1确保施工质量, 保证摊铺质量、碾压强度,特别在昼夜温差大的春秋季节,严格控制摊铺和碾压温度,施工组织必须紧密,同时大风和降雨时应停止摊铺和碾压。

2.3.2基层、底基层养生期要满足要求,切勿为赶工而提早铺筑面层, 以防基层损坏而导致面层产生反射裂缝。

2.3.3双层及三层式沥青混合料面层的上下两层铺筑宜在当天完成,如间隔时间较长,下层受到污染,铺筑上层前应对下层进行清扫,并应浇洒适量粘层沥青。

2.3.4沥青混合料的松铺系数宜通过试铺碾压确定,应掌握好沥青混合料的厚度;宜采用全路宽多机全幅摊铺,以减少纵向分幅接茬,做好纵横向接缝。钻芯取样时应在易受交通车辆搓揉地方钻孔,回填应仔细进行。

2.4提高路基的强度和稳定性

路基是路面结构的基础,路基具有足够的强度和整体稳定性,为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证,路基的强度与稳定性在很大程度上影响了路面的使用性能。 因此必须采取有效措施处理好影响路基稳定性和强度的关键环节,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。

2.4.1路基工作区的强度主要是在填筑过程中形成的。 土是路基和路面的基本材料,不同的土类具有不同的工程性质,因而将直接影响路基和路面的强度与稳定性。在选择路基填筑材料时应首选砂类土,粘性土次之。 粉质土属不良材料,容易引起路基病害。 其他一些特殊土类,在使用时要做相应技术处理后方可使用。

2.4.2路基的压实工作,是路基施工过程中一个重要工序,也是提高路基强度和稳定性的根本技术措施之一。 土基压实过程中,控制最佳含水量是关键,在此前提下采取分层填筑,控制有效土层厚度,必要时适当增大压实功能,施工中严格检测控制压实度,使其达到规定值,使路基强度增加,稳定性提高。

2.4.3地下水位较高也是造成路基变形的原因。路面底面以下80cm范围内的路基部分,直接承受路面传来的荷载和吸收路面的扩散应力,需足够的强度和稳定性。 地下水受季节影响很大,特别是挖方路段,如果开挖后发现渗水应及时处理,确保其强度和稳定性。

2.5严格施工工序,精心组织施工

路基施工时,要严格控制路基的填筑工艺,施工中要严格检验压实度,确保路基的强度。 基层施工时,要充分压实横缝和纵缝,严格控制施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或规范容许的范围内。 碾压完成后需及时养生,碾压完成后或最迟在养生结束后立即用乳化沥青做透层或封层,透层或封层完成后应尽快铺筑沥青面层,以减少因干缩而产生的裂缝。 面层施工时,要控制好沥青混合料的加热温度和加热时间。 不要使用老化沥青。处理好粘接层,确保基层稳定。

2.6 加强公路养护工作

公路养护是保证汽车高速、 安全、 舒适行驶的不可缺少经常性工作。 应经常保持公路的完好状态,发现裂缝损坏等要及时修复。 加强日常养护和专项养护,采取防治结合,治理公路存在的病害和隐患,确保公路行车良好的行车环境。 采取正确的技术措施,提高养护工作质量,以延长公路的使用年限。

3.结语：

在沥青混凝土路面施工中,只要采取有效的措施,严格规范施工,科学合理养护,采取防治结合,就有可能有效控制沥青路面的开裂问题,提高沥青路面的质量,延长沥青路面的使用寿命。

参考文献：

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[2]钟沂平.简述沥青路面裂缝以及防治[J].吉林交通科技,2007年02期.

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