沥青路面裂缝成因及防治措施

摘要：沥青路面是现阶段高级别公路常用的柔性路面，沥青路面与二灰稳定碎石、水泥稳定碎石等半刚性基层组合是国家高级别公路常用的结构模式。根据数据调查统计发现，我国有90%以上的高等级公路的沥青路面的基层采用半刚性材料，这种半刚性材料具备了强度高、承载性能良好、抗冲刷行以及良好的抗疲劳性能等特征，但是其也存在着抗变形能力偏差、脆性较大以及在湿度、温度发生改变时极易开裂等缺点，从而造成了沥青路面的反射裂缝。这就是高级别公路中沥青路面早期损坏的原因。笔者从分析沥青路面裂缝的成因入手，提出了防治沥青路面裂缝的有效措施。

关键词：沥青路面；裂缝成因；防治措施

由于沥青路面具有车行舒适、噪声污染小、扬尘少以及便于维修等优势，而被广泛应用，但是裂缝则是沥青路面常见的病害。沥青路面裂缝的出现会下降路面品质，也会带来沥青路面病害的恶性循环。通过长期实践和探索，随着施工工艺与机械化施工程度的不断提高，多数病害在逐年减少，裂缝造成沥青路面的损坏问题得到了改善，但是沥青路面裂缝这一病害并未得到解决，降水会造成路基整体强度的下降。假设路面出现了裂缝，降水就会沿着裂缝浸入基层中，也有可能会浸入路基中，进而造成了路基的软化，而在行车荷载的循环影响下，将会造成路面的下陷；假设路面发生冻胀，沥青路面就会隆起，在春融季节会出现翻浆现象。

1.沥青路面裂缝成因

（一）荷载裂缝 荷载裂缝主要是因为我国交通量的进一步增长与重载车辆的不断增加而导致的。在车轮荷载的作用下，半刚性基层底部发生了拉应力。当这种拉应力比半刚性材料抗拉强度大的情况下，基层底部就会出现裂缝。在荷载反复的作用下，裂缝将会扩散到沥青面层。这时候的裂缝具体表现为稠密型、网状裂缝。严重情况下会出现车辙或是沉陷等。

（二）非荷载裂缝 因为沥青基层自身出现的温度裂缝，而这种温度裂缝主要是横向裂缝，将会贯通全路面，在出现中央分段隔带的情况下，将会贯通单幅。这种裂缝的主要特征是从路基边缘朝着路中心过渡，边缘裂缝较宽，路中裂缝较窄。温度裂缝存在着两种情况，其一，温度收缩裂缝，即随着温度的下降，沥青层面就会不断收缩。因为内沥青面层各面存在着不同的强度，而结构强度偏弱的断面则会出现断裂。其二，温度疲劳裂缝，即气温在反复的回升、下降，昼夜温差较大的情况下，沥青面层出现了疲劳裂缝[1]。

因为半刚性基层出现的发射型裂缝与应对裂缝，导致了结构裂缝的出现。放射型裂缝：主要是由于半刚性基层温度的收缩开裂导致了了沥青面层出现了反射型裂缝。特别是温缩性偏大的石灰土与水泥土的基层上，温缩裂缝更为明显。通过实践发现，在沥青面层偏厚的情况下，对半刚性基层就会有较好的隔温保护效果，并可以降低半刚性基层顶面的负温效应，并且保护了沥青层面，有效降低了沥青层面的反射型裂缝。应对裂缝：主要是因为半刚性基层的干缩开裂导致了应对裂缝。随着混合材料中水分的不断减少，新铺筑的半刚性基层会出现干缩与干缩应力。而随着水分的快速减少，出现的干缩应力也会不断加大。通过数次测试发现，干缩可以让水泥稳定碎石基层表面出现较大的拉应力，而干缩应力在施工后的前一个星期左右就会达到最大数值，施工后不断降低。但是在利用沥青封层养护的基础上，应力将会减少为85%左右。所以科学的养护能够减少裂缝与干缩应力[2]。

2.沥青路面裂缝防治措施

影响沥青路面裂缝的主要因素有：沥青以及沥青混合料的性质、施工因素、基层材料的性质、结构类型和组成情况、气候条件、交通量与车辆类型等。沥青路面裂缝的出现是上述多种因素共同的結果，所以应该对沥青路面进行综合型防治。

（一）合理设计 其一，明确路面厚层，作为柔性路面，需要结合其道路等级、工程地质具体情况、交通量、施工季节等综合因素来计算出设计的厚度。其二，使用土体固结剂、粘层油以及嵌缝料，土体固结剂的适当使用能够提高土体水的稳定性能，进而提升路基的整体强度与刚度；粘层油的使用能够有效减少放射型裂缝[3]。

（二）合理选材 合理选择抗裂性能良好的原材料做沥青基层。为有效降低收缩裂缝，应该增加粗骨科的含量，并降低施工的含水量，全面提高基层的压实度，最大限度地防止采用水泥以及石灰等干缩性强的结石材料，而应该选择级配碎石与工业矿渣等材料。此外，还可以利用优质改性的沥青，选择合适的矿材料，制约碱性骨科的使用。其中改性沥青在低温粘度以及耐老化等指标方面都优先于普通的沥青。目前使用较为普遍的改性沥青主要有：热塑性橡胶弹性体、橡胶类等。改性沥青的混凝土造价比较高，但是长期经济效益比较好，所以通常情况下用于新建的道路。

（三）正确施工 严格保障所有道路结构层的质量，能够有效地防治沥青路面的裂缝，基层与底基层的养生应该符合相关要求。在面层施工的过程中，应该保障在制备沥青混合材料时不会造成到沥青的过于老化[4]。

（四）加强养护及时进行维修 完善路面基层面的基础排水设备，保证沥青路面排水的顺畅，防止面层和基层间集水槽的形成。同时，针对沥青路面出现的早期损坏应该及时采取处理措施，防止基层被破坏，从而加重了沥青面层的损害，延长了路面大幅度维修的时间。

3.结语

沥青路面出现裂缝主要是因为交通荷载、材料受拉疲劳、环境温度、水分、空气的老化作用以及受拉屈服等作用的影响。而沥青路面的防治属于一项综合治理工作，需要从设计、选材、施工以及维护等环节入手，充分考虑裂缝问题，才能够有效防治沥青路面裂缝，单纯采取常规方式，对路基表层进行处理，或是薄层封层并不能治本。

参考资料：

[1]杨丹，沙庆林，孙华政.高等级公路半刚性基层沥青路面[M].北京：人民交通出版社，2011，10（03）：121-125.

[2]王铁梦，邓学军，黄晓明.水泥混凝土路面设计理论与方式[J].交通科技与经济，2010，22（09）：112-115.

[3]姚祖康，孙立军，李同祥.沥青混凝土路面裂缝产生的原因及其危害与防治[J].公路交通科技，2011，21（07）：145-146.

[4]杨小园，张军平，董青云.基于力士学剪应力理论的沥青路面开裂分析[J].长江大学学报（社会科学版），2011，20（06）：1121-1122.

作者简介：

宋焕荣 男 汉族 陕西周至人 1979年生 助理工程师 主要从事道路桥梁施工工作。