半刚性沥青路面裂缝成因分析及防治措施

李慧姣

太原市政建设集团有限公司，山西 太原 030000

半刚沥青路面具有性价比高、机械操作方便、工程造价低、材料刚性和强度高、水稳性好、板体质量好等优点，这些优点使我国在道路工程中使用半刚性材料作为沥青路面基础结构的工程越来越多。当前，半刚性沥青的使用非常广泛，并在不断发展中技术逐渐成熟，也是未来道路工程基层的主要材料。然而在运行过程中，半刚性沥青路面仍然存在一定的结构缺陷，裂缝越来越多，也越来越大，在养护工作中不能彻底消除这些裂缝，造成了较大的安全隐患，因此需要结合半刚性沥青路面裂缝产生的原因进行分析，找到有效的解决方案。

1 半刚性沥青路面裂缝成因

1.1 车辆长期荷载作用

城市汽车数量的持续增加，不仅增加了市政道路交通的压力，而且因为大量客车与货运车辆在行驶过程中存在严重超载的现象，在一定程度上增加了沥青路面裂缝问题的发生概率。如果车辆实际荷载量超出沥青路面设计强度或载重，那么路面会出现严重损坏的问题。沥青路面在车辆最大载荷的作用下，路面结构层底层的拉应力就会随之处于最大值，一旦车辆行驶过程中产生的玩压力大于沥青路面结构底层的最大弯拉应力值，那么沥青路面的底层结构就会出现裂缝的问题，影响车辆行驶的安全性与舒适性。这就说明，沥青路面底层在车辆荷载反复作用力的影响下，半刚性沥青裂缝会逐渐扩大至路面上层结构，最终导致沥青路面上层结构出现裂缝的问题。

1.2 温度变化造成的温度裂缝

沥青路面各个结构层筑施工完成后，温度在沥青面层传递需要经过一定的时间，因此很多沥青路面的表面层、中面层以及下面层等各个层面出现温度差异，并由此形成了温度梯度。温度梯度现象的出现则是沥青路面各个结构层出现温度应力的主要原因，一旦各个结构层面的温度应力超出沥青路面各结构层的应力设计极限，那么沥青路面就会出现裂缝问题。

目前，常见的沥青路面温度裂缝可以分为以下两种：（1）低温收缩裂缝。混凝土作为一种黏弹性材料，其在高温条件上具有较强的柔韧性，正是因为沥青混凝土结构在高温条件下具有较高的抗变形能力，所以沥青混凝土结构在高温环境下不会出现温差应力问题。但是如果施工现场环境温度过低，那么沥青混凝土在后期硬化过程中会出现材料收缩问题，导致沥青混凝土结构产生收缩应力，而且一旦这一收缩应力超出沥青材料设计抗压强度，就会导致沥青面层出现裂缝问题。（2）温度疲劳裂缝。沥青混凝土铺筑施工完成后，一旦施工现场出现温度急剧下降或升高的情况，那么沥青面层就会在反复收缩、膨胀的过程中出现温度疲劳，导致沥青混凝土极限拉应力与弹性能力下降，加剧沥青混凝土的老化。

1.3 反射裂缝

为了达到促进混凝土稳定性、抗拉强度、抗疲劳等性能有效提升的目的，施工企业在施工过程中大多采取在沥青混凝土面层中添加半刚性材料的方式，利用半刚性材料与沥青混凝土凝结在一起形成的板体，达到改善和优化路基抗弯强度的目的。但是由于半刚性材料属于一种水硬性材料，很多沥青路面铺筑完成后，内部尚未完全稳定时，沥青内部结构就发生了化学反应。随着时间的不断延长，沥青混凝土材料的强度和稳定性也随之不断提高，再加上半刚性材料对周边环境温度、湿度变化的敏感性较强，如果沥青混凝土路面施工过程中出现了明显的温度变化，就会导致沥青面层出现收缩或温度裂缝等质量问题。此外，添加了半刚性材料的沥青混凝土出现裂缝后，沥青混凝土路面裂缝处形成的受力薄弱点，在受到车辆荷载应力与温度应力的双重作用下，不仅会导致沥青混凝土路面底部出现裂缝问题，而且随着底部裂缝的不断发展，还会导致沥青混凝土路面出现严重的裂缝问题，影响车辆的安全行驶。

2 半刚性沥青路面开裂防治措施

2.1 明确沥青路面开裂处置方法

半刚性沥青路面在出现裂缝的时候，主要有疲劳裂缝、低温收缩裂缝和结构裂缝，如果只是沥青面层出现裂缝，基层没有出现裂缝，在治理的时候通过灌缝的方式，可以进行治理。如果该道路对平整度要求较低的，那么在高温时段可以选择用喷洒沥青并撒料的方法进行修复，在低温时段可选用乳化沥青稀浆封层对裂缝进行处理。如果该道路对平整度要求较高，通常可采用沿着裂缝涂刷少量低稠度沥青的方法对裂缝进行处理。而针对结构性裂缝面层都出现裂缝的情况，灌缝的方式就不能取得很好的效果，需要通过开槽挖除的方法进行裂缝行处理。如果半刚性沥青路面出现反射裂缝，在刚出现的时候就可以利用灌缝方式进行处理，但是一旦这种裂缝发展的时间比较长，裂缝比较严重，形成了块状和网状裂缝，就需要通过开槽挖除的方式进行治理。

2.2 施工过程质量控制

在道路基层施工过程中，需要严格控制半刚性基层所需要的材料和级配，从而达到精准设计的目的，使材料的强度和刚度可以符合要求，避免因为路面荷载过重而造成路面和路基裂缝的现象。

（1）沥青混凝土面层的选材。沥青混凝土面层指以沥青混凝土为面层施工形成的路面。如果施工企业采用人工选配的方式，必须严格按照沥青混凝土材料配比的要求以及道路运行的要求设计沥青混凝土材料的配比，保证沥青混凝土面层的材料配比满足道路工程建设施工的要求。

（2）做好碾压工作。沥青混凝土的碾压施工是沥青混凝土摊铺施工结束后的重要施工工序之一，施工企业必须严格按照工程整体施工质量的要求，控制沥青混凝土路面的碾压工序，保证道路工程的整体施工质量达到设计标准，为后续道路的正常使用打下良好的基础。目前，针对沥青混凝土路面的碾压施工可以分为初压、复压和终压三个环节。首先，在初压环节，施工企业必须在高温条件下，使用缸筒式压路机对沥青混凝土路面进行反复碾压和平整，确保沥青混凝土表面的平整度满足设计标准，为后续施工工序的进行做好充分准备。其次，复压环节主要是针对初压过程中出现的问题进行相应的修正，在修正工作结束后，再仔细检查沥青混凝土路面的平整度，保证路基面层的平整度处在正常设计范围内。最后，在终压环节，施工企业应该使用双轮缸筒压力机对路面进行不少于2遍的碾压，直至路面平整度达到要求施工设计要求。

（3）缩缝切割。施工人员在进行混凝土表面的纵缝切割作业前，必须充分考虑施工现场气温与切割时间，这样才能保证纵缝切割的质量达到设计标准。

（4）填缝。沥青混凝土面层在施工过程中形成的接缝一般有纵向接缝、横向接缝。①面层的纵向接缝处理：一般是在两个摊铺带相接处安排一部分搭接，用以保证该处的厚度与其他部分的厚度相同，搭接宽度应前后一致；②面层的横向接缝处理：一般是在单层的面层施工中采用垂直平接缝方式，在铺筑接缝时将已成形面层预热软化，用以加强新旧混合料之间的黏结。填缝作业必须在混施工现场气候干燥的情况下进行，施工人员在填缝作业开始前，必须先清除封内残留的垃圾或杂物，再向缝内填充材料，直至填缝达到饱满且不渗水状态。

3 结束语

总之，在道路施工过程中，半刚性沥青路面常常会出现裂缝问题，这是道路基层病害最主要的形式，裂缝的种类很多，形成的原因也各不相同，在施工和养护过程中施工单位必须对其引起重视，否则不仅会影响路面的质量和安全，给司机带来不舒适的驾驶体验，还会影响城市市容。施工单位可以根据裂缝产生的原因，在设计阶段、施工阶段和养护阶段进行合理的控制，把握施工材料和施工气温，提高半刚性沥青路面的施工质量，延长道路的使用寿命。