1、沥青混凝土路面裂缝成因分析及其预防处理措施初探摘要：随着交通量的增加，汽车轴载的增大和高等级公路上行车速度的提高，按照传统沥青路面施工规范修建的道路出现了严重的裂缝现象， 而沥青路面的裂缝问题又是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，论文结合本人总结多年路面工程的施工经验以及相关文献资料的论述，对沥青路面工程中常见的一些裂缝问题进行了探讨分析，并针对具体情况提出了一些预防、处理措施。 关键词：沥青路面裂缝 成因分析 及 处理措施 中图分类号： TU535 文献标识码： A 一、前言 沥青路面在使用过程中，由于受到车辆重荷载和温度的反复冻胀作用，会出现各种形式的裂缝。裂缝的产生使雨季雨水很容易
2、渗入路面面层、基层、甚至路床内部，在路面排水不畅的情况下，很容易形成路面的水损害，降低路基、基层的结构强度和面层的耐久性，并会进一步导致局部路面沉陷、唧泥，裂缝、松散、坑槽等许多病害的出现，裂缝的出现，使裂缝周围的路面成为薄弱地带，在车辆荷载的反复作用下会加速路面的损坏，因此裂缝的出现如果处理不当会加剧路面的损害，缩短路面的使用寿命，并降低路面的行驶质量。为了维护道路的资产延长寿面，保证行驶质量，必须采取科学的手段对裂缝进行及时处理。 二、常见裂缝类型及形成因素 沥青路面裂缝的成因复杂而繁多，甚至是多种因素互相影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。按照裂缝的形式分为这五种形状纵向裂
3、缝、横向裂缝、块状裂缝、网裂、龟裂。我们根据这五种裂缝的形成因素从以下几方面分析 1、设计方面 设计与实际路段情况相差大，设计结构不合理。沥青面层结构选用不当，混合料类型不合理，沥青混合料配比设计不准确；路面厚度设计不足导致路面强度明显不能满足行车要求，交通运输发展迅猛，路面回弹弯沉值逐渐增大，满足不了交通量迅速增长和汽车载重明显增大的需求，沥青路面过早产生疲劳破坏，路面网裂伴随着纵向裂缝和形变产生。路面排水系统设计不合理，对地形不够了解，设计的排水系统真正起不到排水的功能。 2、施工方面 2.1 路基施工方面影响 路基填料不符合规范要求，路基填土含水量偏大，在冻胀作用下使路面形成裂缝；路基碾
4、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的沉陷，形成裂缝；旧路拓宽时，新旧路基衔接处理不符合技术规范要求，新路基压实度不够，造成路基不均匀沉陷或滑坡，形成裂缝；傍山公路半填半挖地段、桥台与填方接头处、路基施工未按规范要求，易造成自然沉降，经长时间行车作用易形成裂缝。 2.2 基层施工方面影响 目前，高等级公路路面结构基本上是半刚性基础层的结构，采用这样的结构有很多毛病，半刚性基层容易开裂，反射到表面，路面进水后，又很难排出，容易造成路面界面条件和受力状态的变化；基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前，若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净，在雨
5、水作用下，浮层油料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆，进而波及到沥青面层表面；由于施工质量不好，无机结合料稳定基层没有拌和到底，底部留有素土夹层，在行车反复作用下导致路面产生块状裂缝；基层松散及系数控制不严而导致的二次补加层；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；部分基层压实度不足，在最大干密度确定的情况下，基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关。 2.3 路面施工方面影响 沥青混合料的组成。矿料级配，沥青含量，集料品种不符合设计规范要求，对原材料检验不严，对沥青混合料的配合比控制不够，特别是矿粉和沥青用量不准，使沥青路面早期出现推拥，油包
6、，松散，露骨，坑槽，裂缝等；当沥青面层的空隙率较大时，沥青面层的通透性增大，外界水易侵入结构内部；施工当中未按照施工工艺和程序进行施工，部分路面混合料离析和不均匀容易造成局部渗水，使路面出现病害；施工中压实不足，片面追求平整度，不能在温度较高的时候及时压实，不敢采用轮胎压路机，这样就造成了路面表层看起来很平整，通车不久就很快衰减；施工机械设备陈旧，不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响；沥青混合料加热温度过高，沥青和矿料拌和时，沥青便被矿料的高温灼焦、使沥青老化、路面强度不足，产生松散、坑槽等病害。 3、养护管理方面 养护不及时。沥青路面在行车作用下出现小面积松
7、散，个别坑槽后，未及时进行养护。 4、 周围环境影响 （1）老化和环境因素。在严冬，沥青材料最易破碎，其强度将难以承受由温缩引起的拉伸应力，可能由于路面的温缩和翘曲在路表出现微裂缝。 （2）沥青路面裂缝扩展的影响因素。沥青路面开裂主要由交通和环境因素引起，与行车荷载有关的沥青路面开裂的典型例子就是龟裂。这种类型裂缝是由于温度下降或干缩变形时沥青路面结构层收缩引起的。（3）交通荷载诱发裂缝。根据经典的疲劳强度理论，交通荷载引起的沥青路面裂缝产生于受约束层底部，然后向上扩展到路表。这种裂缝应出现在车轮轮迹处，应为横向裂缝。 （4）环境因素诱发裂缝。事实上，由环境因素诱发的裂缝通常呈现为横向裂缝，这
8、是因为温度下降或干湿变化而收缩变化的应力一般在纵向最大。在特殊条件下，如高摩擦力和温度或含水是急剧下降，就可能产生横向裂缝，在这种情况下也可能产生典型的块裂。 （5）荷载与环境因素对沥青路面开裂的综合影响。与交通荷载和环境因素相关的应力不是彼此孤立的，而且在许多气候条件下，沥青路面裂缝在白天主要受交通影响，而夜晚主要受环境因素影响。 三、沥青路面裂缝的预防 （1）材料的选择。根据道路所在地区的气候条件和混合料类型选择结合料，对于水泥处治基层，如果条件允许，最好使用温度膨胀系数低的骨料。沥青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。如果集料呈酸性，则应填
9、加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂；采用橡胶沥青或聚合物改性沥青在沥青混凝土表面作封层，可进一步提高表面层的抗温度裂缝能力。对于沥青结合料，使用某些聚合物或添加剂可以提高其抗裂能力。沥青混合料中的集料应选用表面粗糙，石质坚硬，耐磨性强，嵌挤作用好，与沥青粘附性的材料，尽可能使用人工砂代替圆形颗料的天然沙。 （2）路面结构设计。显然，所设计的道路必须能适应客观存在的交通荷载水平和温度条件。若道路随载力不足，将加速路面疲劳开裂过程。在设计中应特别注意路面排水与防水措施。沥青混凝土配合比设计中沥青混合料级配也是一项重
10、要因素，在合理选择混合料级配时，应兼顾其高温稳定性，疲劳性能和低温抗裂性，以及耐久性等各方面的要求。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，是防裂路面设计时应选用的一项新技术。 （3）设计应力吸收层。设计应力吸收层，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，可明显减弱裂缝尖端应力的奇异性，降低应力强度因子，而吸收层的弹模越低，防裂效果越好。就目前常用的材料而言，土工织物与沥青橡胶薄膜的弹模较低，变形率越大，且不存在低
11、温脆化问题，效果最佳。（4）施工质量。铺筑路面材料时，应该遵循正确的施工原则。在施工方面，控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的 09 倍，压实度达到规范要求，碾压完成后要及时保湿养护，防止基层干晒，养护结束后，立即喷洒沥青乳液，做成透层或粘层，然后尽快铺沥青面层；制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度，不使沥青老化、加强碾压，使沥青混合料达到规定的压实度，也可减少反射裂缝；为了减少沥青面层由于半刚性基层的收缩裂缝而产生反射裂缝或对应裂缝应尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝。 四、裂缝处治 （1）宽度小于 5mm 的裂缝 处治此类裂缝，可以采用进口沥青胶灌缝。将路面裂缝彻底
12、清理干净后使用灌缝机进行灌缝。灌缝胶完全干燥后即可开放交通。 （2）对于宽度大于 5mm 的裂缝 a.此类裂缝要开槽灌缝。检查开槽机、吹风机，确保其处于良好的工作状态。 b.启动开槽机、灌封机、吹风机，确保其处于良好的工作状态。 c.启动灌封机并向热熔釜内添加灌封胶，灌封胶加热至最低灌入温度或施工温度，但不能超过灌封胶安全加热温度（具体加热温度以灌封胶使用说明规定温度为准） ，热熔釜内应保持至少 13 的容量以利于保持灌封胶温度均匀。 d.开槽的尺寸选择深 1.5-3cm，宽 1-2cm，按照深度宽度比不超过2:1 的原则确定开槽尺寸，预先调节好开槽机深度，然后进行开槽作业。作业时，根据裂缝宽
13、度，及时调节开槽尺寸。 e.用肩背式吹风机将槽内的碎渣及裂缝两侧至少 10cm 范围内的灰尘彻底清除，保证槽口新鲜、干净、干燥。 f.在灌封胶加热温度达到 193左右时，用灌封机上带有刮平器的压力喷头将灌封胶由低向高均匀地灌入槽内，并在裂缝两侧保持一定宽度，灌封胶厚度均匀，线形流畅。 g.灌封胶充分冷却或固化直至不粘轮才能开放交通，一般冷却时间为 15min 左右，具体开放交通时间可根据气温情况灵活掌握。灌封过程中应及时把路面上的碎渣清扫干净。 五、结 论 裂缝是沥青路面结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低路面的抗渗能力，影响路面的使用功能，只有采取积极有效的措施，杜绝以上各种不利因素发生，严格规范施工，才能有效控制公路沥青路面的开裂缝问题，提高公路沥青路面的质量。造成沥青路面出现裂缝的原因是多方面的，但是只要加强对设计、施工管理，严格控制原材料质量，优化配合比设计，提高施工质量，沥青面层裂缝是可以得到有效的控制的。 参考文献 1公路沥青路面施工技术规范 (JTG F402004)，主编单位：交通部公路科学研究所； 2公路路基施工技术规范 (JTG F102006)，主编单位：交通部公路科学研究所； 3公路路面基层施工技术规范 (JTJ0342000)，主编单位：交通部公路科学研究所；
