公路沥青路面裂缝现状及防护策略研究

薛玉海

(山西平阳路桥有限公司，山西临汾 041000)

随着城市化建设的不断深入发展，城市交通道路建设也逐步升级。许多城市的道路也逐渐由之前的水泥道路慢慢升级为沥青路面，沥青路面由于其材质的特性以及施工工艺的局限，使得沥青路面在使用一段时间之后容易产生裂缝，裂缝处经历长期的风吹雨淋将大大降低路基强度。尤其是交通频繁地段，裂缝经过反复碾压对路面产生了较大的破坏，因此，沥青路面的裂缝防治就至关重要，以下将就此展开探讨。

1 沥青路面裂缝现状

1.1 沥青路面裂缝类型

我国道路上沥青路面裂缝的主要类型从外观形状来划分主要有横向裂缝、纵向裂缝、龟裂和不规则裂缝等。横向裂缝即裂缝走向与道路走向呈垂直分布，且周边通常出现少量的支缝，最初可见于道路两边，逐渐贯穿道路中央。纵向裂缝走向与道路走向一致，其产生的原因有很多，如路基沉降不均，施工搭接不良，结构承载力不足等多种因素，不同因素造成的裂缝表现形态也是各不相同。龟裂现象表现为纹路如龟壳纹路，且随着车辆的反复碾压纹路逐渐增多扩散。而不规则裂纹表现为裂纹形状和走向缺乏统计学规律，在负载反复作用下扩大贯通。

1.2 沥青路面裂缝危害

沥青路面初期出现裂纹或者裂纹形态较小的时候并不会对道路产生太大的破坏或影响，但随着裂纹的不断扩散和车辆的反复碾压，裂缝逐渐增大增多尤其是出现贯穿性裂缝后，以及随着风吹日晒和雨淋雪冻，道路路基的强度将明显降低，严重的甚至危及行车安全。沥青路面裂缝的危害逐步发展通常需要经历以下三个阶段，初期表现为裂缝处出现鼓胀，裂缝周围路基趋于灰土粉化，路基强度降低，路面材料轻微凸起。而在裂缝形成中期，由于雨水冰雪的灌入，往往容易对路基材质产生腐蚀风化，同时随着车辆长时间的碾压作用，裂缝形态进一步扩散，裂缝周边路面已不在同一平面，在相同负载的作用下，显得尤为脆弱。尤其是在雨雪天气，雨雪灌入路基后，在过往车辆的碾压摩擦作用下使路面出现严重推挤，将沥青粒料和水泥碎石粒料磨成浆状物唧出，即通常所说的唧浆病害。而沥青路面裂缝的最终阶段也是危害最严重的阶段，即沥青路面裂缝在反复唧浆危害的作用下，路面出现大量的坑坑洼洼，路面起伏变化非常明显，不仅不利于行车，而且有可能发生更为严重的龟裂现象。甚至更严重的出现路面或者桥面坍塌的现象，危及行车安全。这就是沥青路面裂缝危害发展的三个阶段，因此，非常有必要对路面裂缝进行防治，一方面能够提高道路服务年限，节省国家道路交通支出，另一方面能够确保行车的安全和舒适性。

2 路桥工程中沥青路面裂缝产生的原因

2.1 沥青及沥青混合料的性质

当前我国道路沥青路面的主要材质为沥青和沥青混合物，而沥青是由石油中提取出来的，因此沥青的提取以及沥青混合物的比例是否恰当对沥青路面裂缝的产生有着直接的影响，一旦沥青提取不纯或者混合比例不科学，容易造成路面材质对于温度较为敏感，在长期的热胀冷缩应力作用下容易产生裂缝。

2.2 基层材料的性质

基层材质也即路基的材质，基层材质与路面通过粘结作用而紧密联系在一起，但是路基材质与路面材质收缩或者膨胀的幅度不一致也容易产生路面裂缝。目前，基层材料的收缩开裂情况主要有两种，一种是干燥收缩开裂，另一种则是低温收缩开裂。干燥收缩主要是由于基层材质混合过程中缺乏水分，使得基层材质颗粒间隙缩小时产生裂缝。低温收缩开裂，顾名思义是由于温度变化引起的，因为基层铺设往往是在高温下进行的，而环境温度如果与作业温度反差过大的话，施工后由于低温使得材质收缩产生收缩应力，当收缩应力超过路面抗拉强度时就容易产生裂缝，这些现象在北方冬天的施工路面较为常见。

2.3 施工原因

施工工艺与沥青路面质量直接挂钩，正所谓三分材料七分施工，一旦施工不当，路面质量就很难保证。如在路面软土基础施工过程中，应当对地基进行反复碾压确保地基强度，否则基础不牢出现沉降或者塌陷，由此产生的路基剪应力很容易对路面造成损伤。另外一些缺乏资质的施工队伍在施工过程中为了赶工期不按照要求施工，甚至在材料使用过程中以次充好，虽然工程结束后路面看起来正常完好，但是往往道路使用寿命不长。在路桥工程施工过程中，由于沥青材料属性和车辆的碾压作用，使得沥青路面层集料容易离析，这就减小了路基材质与沥青路面的粘合力，路基不容易压实，在长时间的应力作用下容易产生路面开裂现象。

3 路桥工程中沥青路面裂缝的防治策略

3.1 提高路基工作区的强度和稳定性

路基是路面的基础，车辆行车过程中对路面的作用力最终将会传递到路基深度区域，因此，路基的铺设应当确保路基具有足够的强度从而保证路基和路面的整体稳定度，减少车辆应力作用下产生的路基沉降等破坏并造成无法完全修复的损伤。提高路基工作区的强度和稳定性的手段主要有以下几个方面:1)严格控制路基的填筑工艺，确保路基强度。路基强度的提高主要依靠填筑过程的工艺质量，在填筑材料选取方面应当合理选择刚性和强度较高的砂石，而严禁使用结构强度差的粉土和有机土。在高速公路的沥青路面工程中，由于高速公路重型车辆较多，且在高速状态下对路面作用力更大，因此，在有条件的情况下可以适当扩大路基工作区的广度和深度，提高路基强度。2)路基应当压实提高强度，这就需要对路基的压实度进行反复多点实地测量，确保路基整体强度和稳定性。3)降低地下水位，提高路基强度。地下水的存在将对路基整体强度产生很大的影响，因此一旦出现地下水渗透，应当进行严密处理。

3.2 设置应力吸收层

沥青路面裂缝的出现很大程度上是应力作用的结果，因此，设置应力吸收层能够很大程度的降低路面受到的载荷冲击，可以从以下几个方面着手进行应力吸收层设置:1)可以在基层与面层结合处的中间层铺设橡胶沥青，加入橡胶沥青可以缓解路面和基层相互作用时产生的拉应力与剪应力。2)采用专用薄膜吸收应力。专用应力吸收薄膜可以有效减少裂缝出现位置由于相对位移而产生的应力，可以避免裂缝的进一步扩散。通过有效降低应力强度因子，减少应力对路面的破坏和影响。通过专用薄膜的吸收应力，能够有效的将沥青路面的基层与基层之间紧密的联系在一起，不会因受到外力的作用而轻易受到破坏。3)采用土工格栅加筋沥青路面进行路面加固，采用这种方式能够控制车辙对路面的负载作用，减少反射裂缝和疲劳裂缝的反复作用。

3.3 施工控制裂缝发生

裂缝的产生一方面与沥青路面铺设路基的材质有关，另一方面也与施工的工艺和裂缝控制技术手段紧紧联系在一起，通过提高施工工艺能够有效的降低裂缝发生的概率，可以考虑从以下几个方面着手进行:

1)施工过程中可有效控制裂缝的发生，理论上来说，半刚性基层碾压时的含水量应当保持在最佳含水量的九成左右，同时确保合理科学的压实度。路面压实后，还要进行保湿养护，防止由于暴晒基层出现干燥性收缩裂纹，在路面保湿养护结束后，应立即喷洒沥青乳液，形成透层或粘层，然后尽快铺沥青面层。

2)沥青混合料如果达到规定的压实度，也可以减少反射裂缝，所以需要在制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度，防止沥青的老化，通过重复碾压使沥青混合料达到规定的压实度，也可起到减少反射裂缝的效果。

4 结语

路桥工程沥青路面裂缝的类型和产生的原因都是多种多样的，但是都会或多或少的对道路使用产生一定的影响，缩短道路的使用寿命，因此，实现防治沥青路面裂缝，早期一旦发现进行及时补救是非常有必要的，同时在施工过程中应当注重对裂缝产生的可能进行工艺控制和改进。本文就此进行了相关的研究，希望能够从路桥施工的各个环节和阶段采取相应的措施，从源头解决裂缝危害，从而加强道路养护质量。

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