沥青路面裂缝成因分析与处治方法

摘 要：裂缝产生的形式沥青路面开裂的原因和形式很复杂，影响裂缝轻重程度的主要因素有:沥青的品种和质量和沥青混合料的性质、基层材料的碾压含水量、气候条件、交通量和车辆类型以及施工因素等。但就沥青路面开裂的主要因素而论，可以分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

关键词：沥青路面；裂缝；成因；处治方法

中图分类号：TD524+.1 文献标识码：A

沥青路面因具有良好的抗滑性能,行车平稳、舒适、噪音低以及施工养护方便等优点越来越被人们所接受。

但沥青路面也存在着抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差等缺点。沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝，初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能常无明显影响,但随着表面雨水或雪水的侵入，导致裂缝两侧的路面结构层，特别是裂缝附近土基的含水量加大，甚至饱和，其结果是路面很快产生结构性破坏。这一现象使裂缝两侧的沥青面层碎裂，影响沥青路面的使用性能并加速沥青路面破坏，致使路基和路面强度降低。

1 沥青路面裂缝产生的原因与现象

裂缝产生的形式沥青路面开裂的原因和形式很复杂，影响裂缝轻重程度的主要因素有:沥青的品种和质量和沥青混合料的性质、基层材料的碾压含水量、气候条件、交通量和车辆类型以及施工因素等。但就沥青路面开裂的主要因素而论，可以分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

1.1 荷载型裂缝

沥青路面荷载型裂缝是指由于行车荷载因素引起的裂缝。当路面结构设计不合理、施工质量低下，厚度不足、强度不足或抗冻性不够，由于冻胀和行车荷载的反复作用，就会形成荷载型裂缝。这种裂缝一般表现为沥青面层的大面积网裂、龟裂。荷载型裂缝产生的原因。半钢性路面的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，或者由于货车严重超载，半钢性基层的底部要产生拉应力。当拉应力大于半钢性基层材料的抗拉强度时，则半钢性基层底部很快开裂，在行车荷载的反复作用下，底部的裂缝会逐渐扩展，路面因疲劳产生破坏。

1.2 非荷载型裂缝

1.2.1 低温收缩裂缝

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至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。此时半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力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。由于沥青面层在路面中是受到约束的，面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度，沥青面层就会开裂，产生裂缝，并且裂缝随着温度下降而逐渐增大。由于沥青路面宽度有限，在路面的横向方向所承受的约束力小，所以低温裂缝主要是横向的裂缝。

1.2.2 温度疲劳裂缝

这种裂缝主要发生在太阳照射强烈、温差较大地区的地区。在这类地区，路面面层白天与夜间温度之差相当大，因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料，白天太阳照射引起路面面层解冻，夜间的降温使面层脆度增加。由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，沥青混合料逐渐变硬变脆，使沥青混合料的极限拉伸应变(或劲度模量)变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度，最终达到极限抗拉强度使路面产生拉裂，并逐步向下发展，形成上宽下窄的横向裂缝。而气温升高而导致沥青软化点的不适应。也会产生疲劳裂缝。

1.2.3 反射裂缝

反射裂缝的横向扩展。裂缝发展过程是首先应在道路表面某些位置产生，然后再向两侧扩展。一般情况下，反射裂缝多出现在轮迹处。环境因素会加速反射裂缝的扩展。裂缝一旦出现，水分的浸入、氧化以及行车荷载的反复作用，常常加速反射裂缝向四周扩展。各地区的温度状况不同，各路段的交通条件和现有路面的结构状况也不相同，因而，反射裂缝的产生有可能主要是温度原因引起的，也有可能主要是荷载作用引起的，或者是温度和荷载共同作用所造成的。对于基层裂缝引起的反射裂缝而言，主要是由于温度引起的，行车荷载在其形成的后期起到促进作用，但较薄的沥青面层和较厚的沥青面层的反射裂缝产生的机理不同；对于旧水泥砼接缝上的沥青罩面层中出现的反射裂缝而言，主要是由于荷载原因引起的，行车荷载的施加速度远高于温度变化产生的面板伸缩位移的速度，特别是偏荷载作用。另外，采空区和特殊软弱地区，反射裂缝的纵向扩展。对于正荷载作用下的张开模式所对应的反射裂缝，一般产生于罩面层底面，在周期性荷载的作用下垂直向上扩展。在偏荷载作用时，反射裂缝以剪切模式在罩面层中向上扩展，其扩展路径在罩面层中是沿大约45°角的方向向上扩展。当车轮荷载（偏荷载）和温度应力共同作用于复合罩面结构时，裂缝的扩展界于偏荷载和温度应力单独作用时裂缝扩展路径之间，比偏荷载作用时的裂缝扩展路径更垂直一些。

差异沉降也会引起反射裂缝。在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处，因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂，并反射到沥青面层，形成横向裂缝和纵向裂缝，纵向裂缝的发生容易形成沿行车方向呈台阶状，影响行车的舒适性，安全隐患显而易见。

在原先已开裂的旧沥青路面上或已发生裂缝的路面基层上加铺沥青面层后，原先的裂缝也会通过新铺面层反射到表面，尤其在冬季的低温作用下，新铺路面后的第一个冬季就可能产生反射裂缝。

反射裂缝的产生主要是由于基层的干缩应力导致基层先开裂，而后在温差应力和荷载应力共同作用下向面层发展。面层厚度和基层的温缩性能是影响反射裂缝多少和发展快慢的主要因素。

1.2.4 因路面面层材料质量差或所用沥青不符合设计要要求，没按规范施工，碾压时受温差影响引起裂缝或因老路面结合料老化而形成的裂缝。

2 根据裂缝的不同情况，采取不同的维修与养护处治方法

2.1 挖补法

因土基、路面基层或强度不足引起的裂缝类破损，首先应挖补基层，再修补路面。挖补程序如下：病害调查施工准备放线切割开槽填充基层刷粘层沥青摊铺沥青混凝土料碾压。

2.2 封层法

对于因路面面层材料差或碾压时产生的轻微网裂、松散等病害，在高温季节可采用喷洒沥青、撒料压入法从修理或小面积封层。在低温、潮湿的季节用沥青稀浆封层。稀浆封层可以使路面磨损、老化、裂缝、松散等病害迅速得到修复，起到防水、防滑，耐磨等作用。

特别是对实施"强基薄面"大修沥青路段，稀浆封层作为下封层，能起到防止地表水渗透，地下水上穿和连接基层与面层的作用，从而延长路面的耐久性，保证路面的完好性。

同步沥青碎石封层养护工艺为：原有路面的处理一施工材料的准备一现场施工一胶轮压路机碾压一开放交通一路面清扫一剩余骨料回收。改性沥青同步碎石封层不但具有良好的防水效果，提高防水层的高温抗剪强度，改善了防水层的低温抗裂性与延缓反射裂缝的能力，对保护基层免受冲刷破坏和沥青面层早期损坏具有非常现实的重要意义。改性沥青同步碎石封层将高温改性沥青与洁净干燥的均匀石料几乎同时喷洒在路面上，保证了沥青与石料在最短的时间内完成结合，保证了沥青与石料有足够的结合强度。

2.3 灌缝法

对于路面基层整体程度好，因低温收缩裂缝、低温疲劳裂缝及路面反射裂缝，致使基层和沥青面层产生横向和纵向裂缝，缝宽在6mm以内的，宜将缝隙刷扫干净，并用空气压缩机吹去尘土后，采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料封堵；缝宽在6mm以上的，应剔除缝内杂物和边缘松散料，用空气压缩机吹净，采用沥青填缝料填充，并用长烙铁封口，随即撒料扫匀，也可采用乳化沥青混合料填封。

参考文献

[1]交通部公路科学研究，公路沥青路面再生技术规范[Z].人民交通出版社.2008(05).

[2]郭大进，沙爱民等.沥青路面施工质量过程控制技术[Z].人民交通出版社.2011(02).