1、沥青混凝土路面的裂缝及预防【摘 要】沥青混凝土路面质量通病，尤其路面裂缝，是现行城市道路工程中普遍存在的问题。我根据理论和施工实践，在这里系统地论述沥青混凝土路面裂缝的种类、现象、危害及其产生的原因，并加以针对性地提出防治措施。 【关键词】沥青；路面；裂缝；防治措施 近年来，因沥青混凝土面层具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性，城市道路从以前的水泥路面逐渐演变为现今的沥青混凝土路面。但随着城市道路交通量日益增大，车辆迅速大型化且严重超载，致使道路面面临严峻的考验，其中沥青路面在使用期的裂缝是比较普遍的问题，且不论其基层是柔性的级配碎石还是半刚性的水泥稳定砂砾。路面裂缝的危害在于从裂缝
2、中不断进入水分，使基层甚至路基软化，导致路面承载力下降，产生翻浆、台阶、网裂等病害，从而加速路面破坏。1、沥青路面裂缝的种类 沥青路面裂缝可分为两大类：一类是荷载型裂缝，主要是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝。另一类是非荷载型裂缝，主要是由于沥青路面温度变化而产生的温度裂缝（包括低温收缩裂缝和疲劳裂缝）和半刚性基层收缩裂缝引起沥青路面的反射裂缝。 2、沥青路面裂缝应力分析 （1）结构性破坏裂缝的应力分析 沥青路面的结构性破坏裂缝主要是由于行车荷载引起的。当行车荷载作用下产生的拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时，半刚性基层的底部就会很快开裂。并逐渐扩展到上部的沥青面层。影响拉应力的主要
3、因素有面层的厚度、基层本身的厚度、基层的回弹模量和下承层的回弹模量。 （2）温度裂缝的应力分析 低温收缩裂缝的应力分析： 沥青材料在较高温度条件下，具有良好的应力松弛性能，一般情况下，温度升降产生的变形不致于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐硬化并开始收缩。半刚性基层的底部将产生拉应力，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。由于沥青路面宽度有限，收缩受路面结构的相互约束小，所以低温裂缝主要是横向的。 温度疲劳裂缝的应力分析： 这种裂缝主要产生在日温差较大季节。由于温度反复升降导致沥青道路面层应力疲劳，
4、使沥青混合料的极限拉伸应变量变小，加上沥青的老化，应力松驰性能降低，最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。 由于面层底部与基层表面的粘结作用，裂缝呈现上宽下窄现象。 由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝： 通常假设造成反射裂缝的机理是处于沥青面层下的半刚性基层已经开裂，并且允许有垂直位移和水平位移。垂直位移是由行车荷载引起的下层路面结构在裂缝处的位移，水平位移是由温度变化引起的膨胀和收缩位移。 进入冬季时，在结合得好的沥青面层下，开裂的半刚性基层的水平位移使得直接在裂缝上的面层内产生大的拉应力或拉应变，由于在较低温度下沥青面层硬化，它只能承受较小的拉应力或拉应变，因此容易被拉裂，并且裂缝的扩展途径
5、是由下至上的。沥青面层的厚度越薄，反射裂缝形成的越早和越多。 由半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝和对应裂缝： 对于新铺的半刚性基层，随着混合料中水分的减少，要产生干缩应力和干缩应变；水分减少得愈多愈快，产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层，在较薄沥青面层的情况下，半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂，并较快形成反射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合，反射裂缝会形成得更快。在较厚沥青面层的情况下，由于温度应力在表面最大，基层的裂缝将促使面层先从表面开裂，然后逐渐向下传播形成对应裂缝。 3、影响裂缝产生的主要因素 （1）沥青及沥青混合料的
6、性质 沥青和沥青结合料的性质是影响沥青路面温度开裂的最主要原因，在沥青性能指标中，影响更大的是温度敏感性，温度敏感性大的沥青更容易开裂。 （2）基层材料的性质 基层材料的收缩性愈小，面层裂缝愈少。基层上的透层油加强了与面层的粘结，能够有效的抵抗路面开裂. （3）气候条件 极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环数次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。 （4）交通量和车辆类型 半刚性基层中的最大拉应力，通常是由最重的车轮荷载产生的；对于半刚性路面，即使是通过次数较少的重荷载也对路面破坏起着决定性的作用。 （5）施工因素 主要指半刚性基层材料的碾压含水量，半刚性基层完成后的养护时间
7、等因素。 4、减少沥青路面裂缝的措施 荷载型裂缝，可通过路面结构设计和厚度计算来满足沥青路面强度和承载能力要求加以解决。 非荷载型裂缝的产生如何避免或减轻，应从以下两个方面来进行考虑。 设计方面的措施： （1）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。 （2）选用针入度较大的优质沥青拌制的小粒径密实型沥青混凝土做面层。 （3）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。 （4）为进一步提高路面抗温度裂缝性能，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。 （5）设置应力消减（应力吸收）中间层。 施工方面的措施： （1）严格控
8、制水泥稳定砂砾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控制在施工规范容许的范围内。 （2）水泥稳定砂砾碾压完成后，要及时养生。 （3）水泥稳定砂砾碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。 （4）透层或粘层完成后，应尽快铺筑沥青面层。 （5）尽量采用全路幅一次摊铺，如分幅摊铺时，前后幅紧跟，避免前摊铺混合料冷却后才摊铺后半幅，确保热接缝。上下层的施工缝应错开 15 m 以上，前后幅相接处为冷接缝时，应先将已施工压实完的边缘坍斜部分切除。切线须顺直，侧壁要垂直。清除碎料后，宜用热混合料敷贴接缝处，使其预热软化，然后铲除敷贴料，并对侧壁涂刷粘层沥青，再摊铺相
9、邻路幅，摊铺时控制好摊铺系数，使压实后的接缝结合紧密、平整。 综上所述：按照现行沥青路面设计规范要求，沥青路面厚度设计相对偏厚，目前采用的水泥稳定砂粒基层收缩性都比较小，施工工艺水平有很大提高，所以确定，新建沥青路面上出现的裂缝绝大多数是沥青路面本身产生的温度裂缝。因此说，提高沥青面层的防裂性能、改善沥青及沥青混合料的使用品质，更加完善工程设计措施，特别正确、一丝不苟地实施施工措施，是当务之急，也是重中之重。 5、结束语 经验是积累的。短短的几年工作实践，通过书本理论研究，结合现场施工实践，总结归纳了造成路面裂缝的主要因素和防治措施，这将有利于今后的工作。在计划经济转变为市场经济的大潮驱动下，提高、优化市政工程质量，打造精品工程，是建立、提高企业信誉和寻求企业立足点最中之最的手段之一。
