沥青路面裂缝成因分析及施工工艺控制探讨

摘要：随着我国石油工业的迅速发展，公路广泛采取以沥青路面为主的承重结构类型，实现了平整度高、耐磨耐滑、维护简便周期短、车辆行驶震动小和噪音低等特点。随着交通压力的日趋增大，大型重型货车数量增加，沥青路面的裂缝问题开始引起工程领域的重视。如果不及时监控和检测，甚至会引起路基沉陷等严重灾害发生，给人民的财产和生命安全带来隐患。因此，对沥青路面裂缝成因分析及施工工艺控制探讨具有非常重要的现实意义。

关键词：沥青路面、裂缝、施工工艺、措施

中图分类号：U416文献标识码： A

1沥青路面中存在的裂缝灾害

随着我国石油工业的迅速发展，公路广泛采取以沥青路面为主的承重结构类型，实现了平整度高、耐磨耐滑、维护简便周期短、车辆行驶震动小和噪音低等特点。随着交通压力的日趋增大，大型重型货车数量增加，沥青路面的裂缝问题开始引起工程领域的重视。

作为沥青路面的最常见的缺陷之一，主要与沥青混合料的物理性质、基层的力学性能、温度条件和水文特征等因素有密切关系，这些因素相互联系，在车辆行驶的动力荷载作用下，诱发了裂缝的产生。初期的细纹影响对路面的力学性能不会产生很大影响，但随着裂缝的延伸和汇集，对面层和基层的破坏相当之大。如果不及时监控和检测，甚至会引起路基沉陷等严重灾害发生，给人民的财产和生命安全带来隐患。因此，对沥青路面裂缝成因分析及施工工艺控制探讨具有非常重要的现实意义。

2沥青路面裂缝产生原由

裂缝的产生的原因是复杂多样的，但基本上分为反射裂缝、半刚性基层引起的裂缝、低温导致的开裂和水损害裂缝等。

2.1反射裂缝产生的原由

由于沥青这种混合材料的传热能力不强，道路每层的温度收缩效应又各不相同，环境温度的变化会使得下卧层的收缩屈服超过沥青面层的极限屈服应变；当车辆行驶过程中，下卧层相邻板块间的沉降也会使得应力集中，产生剪切疲劳并传递至道路面层[1]。因此，反射裂缝就是在不断遭到路面下卧层的受拉和剪切作用下导致的道路面层承受扯裂的疲劳现象，当下卧层板过长以及过薄时，这种现象尤为明显。

2.2半刚性基层裂缝形成的原由

首先，半刚性基层材料是一种由土混合水泥、石灰或工业废渣等混合而成的无机结合料稳定材料，其抗拉强度远小于其抗压强度，因此，在车辆行驶过程中的反复碾压作用下，半刚性基层产生受拉屈服时，基底便会出现裂缝并逐渐向路面延伸扩散，最终导致路面破坏；其次，无机结合料稳定材料的结晶体受含水量的影响非常大，对其抗拉强度的力学性能高低造成了决定性作用。

2.3低温开裂形成的原由

低温开裂是指在低温作用下，沥青面层产生收缩变形，沥青混合料的极限抗拉强度小于温度收缩产生的温度应力出现的裂缝。这种裂缝多发在昼夜温差较大的地区。即使温度应力没有达到沥青混凝土的抗拉强度极限，但如果受到长期气温骤变的影响，应力松弛模量逐渐累积，加速了材料的老化，同样能够产生疲劳裂缝。

2.4水损害裂缝形成的原由

水损害主要是基于沥青混凝土空隙率较大的物理特性或压实度不够的施工工艺造成的，在大气降水过程中，降水渗透进沥青混凝土的空隙中，在车辆行驶的作用下，水压力能够将沥青从路面上剥落下来，于是，沥青路面在车辆运行一段时间之后会在表面层产生少许坑洞，沥青表层也会出现龟裂纹[3]。

3沥青路面裂缝的施工工艺控制措施

基于自然外部力量的影响和沥青材料本身的缺陷，沥青路面的裂缝是在使用过程中无可避免都会存在的问题，所以如何防治沥青路面裂缝的研究工作一直在工程领域没有停止过。本文就上文提出的不同裂缝形成原由，探讨一下在施工工艺上的控制措施。

3.1反射裂缝的施工工艺控制

反射裂缝的防治一般来说应增强沥青面层的抗拉强度，以及设置沥青大碎石应力吸收层消除裂缝的反射源的方式来改善施工工艺。比如利用抗拉强度良好的土工织物与沥青有机复合，形成加筋沥青面层，减小应力集中状态的发生，增大面层的抗拉强度限值，同时其优秀的隔离防渗特点对于减缓路面结构水害也有一定作用[4]；设置沥青大碎石应力吸收层根本目的是为了阻止反射裂缝由基层传递到路面，其施工工艺流程见图1。

图1 沥青大碎石施工工艺流程图

3.2半刚性基层裂缝的施工工艺控制

基层裂缝主要控制手段要从施工工艺出发，分为原材料的控制和拌合料质量的控制。对于原材料的控制，要依据规范要求的粒径大小采购，避免基层的离析现象；拌合料质量的控制主要是要严格控制水泥剂量和用水量，合理地级配各种规格集料，严禁施工人员随意浇水和提浆，避免出现严重的干缩裂缝，同时拌合时间对抗拉强度的最终形成也起到了决定性作用。

3.3低温裂缝的施工工艺控制

我国目前常见的施工工艺有灌油修补和乳化沥青稀浆封层两种。灌油修补是在已经出现裂缝之后用沥青油直接进行填补修复的方法，务必要将接缝处清理干净，再在缝口撒布碎砂石起到保护作用；乳化沥青是一种沥青和水、水泥、石屑、粗细砂的混合料，采用专业的封层设备铺设，同灌油修补类似，是一种较之更快捷方便的整体修补方法。

3.4水损害的施工工艺控制

现有的水损害防治手段主要是在施工过程中对给排水措施的设置和优化，尽量减少水与沥青混合料的接触，但其根本防治方法还是要从原材料和级配出发，合理控制空隙率，增强沥青与集料的耐水性能。

参考文献：

[1]李如敏.半刚性基层沥青路面裂缝成因分析及处治对策[J].河北交通科技，2007年第4卷第4期

[2]林巧飞，郑丹燕。半刚性基层沥青路面裂缝成因及对策分析[J].上海市政工程设计研究院，浙江交通技术学校

[3]朱玲，王辉.道路路面病害成因及维修对策[J].山西建筑，2007年第33卷第11期

[4]郝培文.沥青路面施工与维修技术[M].人民交通出版社，2001年1月

[5]朱洪鹏.高速公路沥青路面裂缝预防与处治措施[J].科学之友，2007年7月