1、公路沥青路面裂缝成因分析及防治措施摘要：沥青路面是现如今采用最多的一种路面结构形式，本文首先分析了沥青路面裂缝的形态及原因，然后提出了防治沥青路面裂缝的危害措施。由于受到交通量增长、重载超载车辆的增多、温度变化、湿度变化，冰冻作用、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响，出现了多种沥青路面病害，路面裂缝病害就是其中之一，现就公路发生的一些裂缝的病害成因、危害以及防治情况作一探讨。关键词：公路；沥青路面；裂缝；措施 中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号： 引言： 沥青路面病害多而复杂，各种各样的裂缝是沥青路面的常见、最易发生和易早期产生的病害之一。初期的细微裂缝对行车无重大影响。随
2、着水分沿裂缝渗透，使基层及土基含水量增加，承载力降低。在车辆荷载作用下，裂缝进一步发展，导致路面沉陷、唧浆等破坏，对沥青路面的使用寿命和使用性能产生极大的危害。一、公路沥青路面裂缝形成后对道路的危害 由于交通荷载、环境等因素影响，沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能并无特别明显影响，但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生拉力大于路面的极限抗拉强度，让沥青路面在抗压薄弱处发生断裂，并且伴随路面使用时间延长。裂缝逐渐向上扩展到路表，横向裂缝不断增加。其产生结果是路面强度明显降低，并在大量行车荷载反复作用下，产生裂痕，路基沉陷等现象，最终导致路面产生结构性破坏，丧失抗压承载能力。如得不到合理
3、及时治理，将对社会车辆和交通安全形成潜在的危害，不仅会相应降低道路寿命，甚至会因此带来不可估量的经济损失。二、公路沥青路面裂缝的类型及其产生原因 1.低温裂缝原因 沥青路面的低温缩裂可分为两类，其一：温度下降造成的路面开裂,由于沥青路面在低温时受材料收缩受限影响而产生较大的拉力,当拉力超于沥青路面材料最大抗拉强度时路面会产生裂缝迹象。其二：由于路基收缩与冰冻产生的裂缝,此类裂缝是从路基开始向沥青路面层转移的过程。在沥青路面实际运行中由于纵向压力远远大于横向压力,因此低温产生裂缝绝大多数是横向的。导致低温开裂的影响因素较多,主要由沥青性质、气温状况、沥青老化程度、基层的种类和路面结构层次厚度等。
4、另外施工过程中沥青面层与基层粘附状况、基层使用材料特性、交通运输状况等也能对开裂造成一定影响。 2.横向断裂原因 材料收缩导致的横向断裂，一方面由于基层在成型过程中,因为基层材料失水收缩形成不规则的横向裂缝，另一方面基层材料由于温度差异性较大发生的低温收缩开裂。特别在冬季或环境恶劣情形下的沥青路面，这两种不同性质导致的收缩变形使面层底面承受较大拉力,当沥青面层拉力超过沥青面层的最大抗拉强度时会使沥青面层底部撕裂,导致沥青路面呈现不规则断裂状态；并伴随温度的不定期变化和交通荷载过大而导致沥青面层底面裂缝。 3.网裂形成原因 在沥青材料特性上，由于沥青质量较差、沥青老化、沥青承载力不够等在环境变化
5、的情况下产生网裂，此为非荷载型网裂。由于路面结构的强度欠缺，交通运输量较大，容易出现疲劳破损，造成路面网裂，此为荷载性裂缝。 沥青路面底层反射裂缝原因 沥青路面与构造物的连接处填土压实度不足，容易因台背沉陷形成横向裂缝。水泥路面加铺的沥青面层由于水泥路面的接缝处理不当，导致半刚性基层开裂，会造成沥青面层开裂并形成反射裂缝。 沥青路面裂缝防治措施研究 1.施工方面 路基是承受交通车辆荷载的重要部分，在交通运输过程中沥青路基强度和路基稳定性影响整个路面结构的强度以及稳定性，必须采取有效措施严格控制路基施工现场施工质量。在前期填土过程中努力做到严防腐植土进入路面施工土壤，压实度达到规定值。 应严格把
6、控沥青混合物料质量关，使沥青混合料级配最佳，矿料拌合粗细度应保持均匀一致，严格按配合比控制油石比；在拌制沥青混合料时防止沥青混合料加热过度“烧焦” ；混合料从原材料加工厂到现场气候较低时，应在外部覆盖油布保温；摊铺沥青混合料厚紧接着碾压，缩短碾压长度；应在实际施工过程中严格按碾压操作规程作业，避免不合理作业带来的相应故障。 在半刚性基层施工中，要严格控制压实的含水量，避免雨水含量过大对混凝土凝固性性能的影响；大风和降雨时应停止摊铺和碾压；采用全路宽整幅摊铺方式操作；半刚性基层碾压后，应及时覆盖洒水养生。 2.修筑防裂路面 反射裂缝明显的受沥青面层厚度的影响，厚度超过 150mm 的沥青面层可有
7、效的防止受拉疲劳所产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。在贫混凝土上铺筑 10cm 的沥青面层时，在形成反射裂缝前可累计通过标准轴载 10106 次，如沥青面层加厚到 15cm，则可通过 20106次，如沥青面层加厚到 17.5cm 则可放心使用。加铺层厚为 5cm 时，使用4 年后裂缝全部反射，厚 10cm 时有 95%反射，厚 15cm 时只有 24%的裂缝反射，但过分的增大沥青面层的厚度会在经济上造成浪费。 3.沥青路面设计方面 3.1 在进行半刚性路面设计时，首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。 3.2 选用优质沥青做沥青面层，在缺少优质沥
8、青的情况下，应采取改善沥青性质的措施。 3.3 在稳定度满足要求的前提下，优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。 3.4 沥青面层采用密实型沥青混凝土。 3.5 采用合适的沥青面层厚度，确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。 3.6 为进一步提高表面层抗温度裂缝性能，可采用橡胶沥青或聚合物沥青在沥青混凝土表面做一封层。 3.7 设置应力消减(应力吸收)中间层。 4.严格控制路基压实度 路基作为承受交通车辆荷载的重要部分，路基强度和路基稳定性影响整个路面结构的强度以及稳定性，必须采取有效措施严格控制路基施工现场施工质量。针对当前道路超载现象异常普遍的情况，建议在实际路基施工过程中
9、，路基路面的实际深度应大于路基工作区的设计深度。现场工作人员或管理人员应严格控制路基填筑，严格过滤填筑材料，粉质土，有机土，枯枝烂叶等一律不得用于路基填料。在运输过程中，由于碾压不均匀，使路基承载力不足，产生不同程度的沉陷，形成裂缝。因此，在施工中必须严格检测控制压实度，使其达到规定值。 5.材料方面 根据道路所在地区的气候条件和混合料类型选择防裂性能好的材料。如：5.1 选择抗冲刷能力好，干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层，使用温度膨胀系数低的骨料；5.2 选用优质沥青做面层，保证沥青的针入度、延度等指标，在缺少优质沥青的情况下，应采用某些聚合物或添加剂，以提高沥青的低温抗裂性及
10、高温稳定性；5.3 采用密实型沥青混凝土面层。空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响，密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢，同时也延缓了裂缝的扩展。5.4 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、与沥青黏附性好的材料。如果集料呈酸性，则应添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圆形颗粒的天然砂。 设置应力吸收层 6.1 在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层等均匀应力吸收层。6.2 采用应力吸收薄膜，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
11、时大为减少，明显降低应力强度因子。而吸收薄膜的弹性模量越低，防裂效果越好。可见应力薄膜应选用低模量高韧性、大变形率的材料为好。6.3 用土工格栅加筋沥青路面的主要功能是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝，不同类型的格栅性能显著不同。6.4 橡胶沥青吸收膜，是使用废橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后，施于面层中间，形成一薄膜或与砂石成一薄层。有试验结果表明此应力吸收层在面层中间效果最佳。 四、现场再生维修法 沥青路面再生利用技术，目前已普遍应用。就现场再生利用来讲，首先是用再生系列设备，将旧油面加热至混凝土融化松散，加入再生剂、一定数量的沥青和骨料就地拌合成新的沥青混合料，经摊铺碾压成为性能较好的路面。裂缝的
12、再生维修是先用已研制成的轻便型路面加热器，在裂缝处宽 510cm 范围内，加热数分钟后，约 1m 长的裂缝处混凝土便可变软，缝深则加热时间长。此时用油壶倒入适量热沥青，掺入少量沙子或石屑，人工就地热拌，使裂缝处自上到下左右两边形成含油量较大的新混合料，并找平撒砂养护，这样处理后的裂缝含油量大而且柔软，可吸收各种因素引起的应力。试验证明这种方法可消除裂缝，人工操作，无需大型设备，是代替传统灌油缝的好方法。 五、结束语 通过以上的分析可知，由于沥青路面裂缝的存在，加速降低了路面使用功能，缩减了路面使用寿命，提前了路面维修，加大了公路的造价成本。可见，应该对沥青路面的裂缝予以重视，采取有效的措施预防
13、及处理沥青路面的裂缝，保证路面的平整性和行车稳定性，以取得良好的经济效益和社会效益。参考文献： 1方福森.路面工程.北京.人民交通出版社.1987 年.55-60 页2文德云.公路施工技术M.北京:人民交通出版社.2003. 3.杨小院.张军平.沥青路面裂缝分析与防治J.交通科技与经济.20064.韩长新.段姝.赵恒伟.高速公路沥青路面裂缝病害原因及处治J.辽宁省交通高等专科学校学报.2006.8（1） 作者简介: 张涛（1979-） ，男，工程师，1999 年毕业于陕西交通职业技术学院路桥专业，现中煤西安设计工程有限责任公司露天（路桥）所从事设计工作。 陈凯（1981-） ，男，工程师，2003 年毕业于中国矿业大学交通运输专业，现中煤西安设计工程有限责任公司露天（路桥）所从事设计工作。
