沥青路面裂缝的成因及防治措施

文/高玉昌

随着公路建设的迅速发展，近年来，我国道路的建设大多采用半刚性基层沥青路面。与其他类型路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、振动小、噪音低、行车平稳舒适、养护维修简便等优点。因此沥青路面较水泥混凝土路面更适用于公路建设和城市道路。但沥青路面也存在着抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差等缺点。沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝，由于路表水的浸入，裂缝两侧的路面结构层和土路基的含水量增大，致使路基和路面强度降低。随着交通量迅速增加，特别是大吨位车辆行车荷载的作用，路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用，加快路面的裂缝产生，大大缩短沥青路面的使用寿命。

一、沥青路面裂缝的形式

沥青路面裂缝的形式按形状可分为：横向裂缝、纵向裂缝、龟状裂缝和网状裂缝；按有无荷载可分为：荷载裂缝和非荷载裂缝（温缩裂缝和干缩裂缝）；按路面有无沉陷分为：沉陷性、疲劳性裂缝和非沉陷性早期裂缝。

二、沥青路面裂缝形成的原因

1、设计原因

（1）路面结构设计不合理，其一是路面强度无法满足行车要求或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小，致使路面强度不足，满足不了交通量的迅速增长和汽车载重明显增大的需要，以至沥青路面产生裂缝；其二是基层材料设计强度太高，致使基层产生干缩裂缝，导致沥青路面形成反射裂缝。

（2）地下管道设计深度不够，导致基层压实不平引起沥青路面的横向裂缝。

2、材料因素

（1）沥青混合材料过细，其结合料过少（即油石比过低）；炒制过火。

（2）沥青混合料中集料级配不佳，石料偏少。

（3）沥青材料配合比不正确。

（4）沥青原材料低温延性差或沥青混合料粘结力低，造成路面早期裂缝。

（5）路面基层材料配合比过细，造成基层裂缝并反射到沥青路面

3、气候因素

冬季气温下降，沥青面层或半刚性基层低温收缩易产生收缩缝或干缩裂缝，这种裂缝在路面重复荷载作用使沥青路面表面形成横向反射裂缝。

4、施工因素

（1）路基或基层结构强度不足，路基局部下沉致使路面掰裂。

（2）半刚性基层在铺建时随着混合料水分的减少产生干缩应力，形成干缩裂缝。

（3）基层混合料的离析或碾压不密实及机械组合不合理，造成基层上部细粒料上浮，形成强度较弱的薄层，在行车荷载作用下，易产生龟状裂缝。

（4）半刚性基层养生不当直接影响干缩裂缝的产生。

（5）半刚性基层养生结束后，如果不及时洒铺封层或透层油，随着暴晒时间的增长产生干缩裂缝。

（6）施工填土未压实，路基产生不均匀沉陷，接缝处压实未达到要求，在行车作用下形成纵向裂缝。

（7）沥青混合料摊铺时间过长，其表面温度低，但内部较热，用重型压路机碾压易引起路面表层切断。

（8）施工接缝处理不当、碾压方式不正确易产生横向裂缝。

（9）压力机加速或减速过猛，尤其是转向时过猛易产生路面横纹。

（10）沥青混合料分幅碾压或纵向接茬时，由于接茬处理不当造成接茬开裂。

5、超载因素

（1）由于超载车辆引起累计轴次的增大，从而引起设计弯沉值减小。

（2）由于超载造成正常设计的路面基层或底基层抗拉强度不足，使其提前在层底产生拉裂。

（3）由于超载，加之车辆的振动冲击作用，可将路面压坏，即一次性破坏作用。

（4）由于超载，车辆在上下坡、刹车时将加速沥青路面层的剪切破坏。

三、沥青路面裂缝预防措施

1、 设计措施

（1）在设计中，充分估计和预测远景交通量，适当考虑超载车辆的比例，适当提高路面结构层的标准，路面基层强度最好在3.5～4.5Mpa之间（个别高速试验路段基层强度在2.5～3.5Mpa，使用效果也非常好），使其即能满足大交通量的要求，又能尽量减少收缩裂缝。在设计半刚性路面结构时，优先选用抗压性能好，干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半刚性材料做基层。

（2）采用柔性基层进行设计，但工程造价略高。

（3）设计地下管线的埋深低于路面以下30cm。

2、材料措施

（1）选择合适的道路材料和面层材料，进行合理的结构组织设计，确定沥青路面厚度，二灰碎石或水稳碎石做基层时，集料级配尽量居中，4.75mm以下通过量在30～35%之间（规范规定在30～50%）。

（2）可在沥青混合料中添加石棉或木质纤维料，还可采用较厚的沥青面层减少或延缓由半刚性基层产生的反射裂缝。

（3）面层沥青尽量选择底稠度、高延度、底含腊量的优质沥青，在满足稳定度要求的前提下，选择针入度较大的沥青，必要时可选用改性沥青。

3、施工措施

（1）填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物等，压实度达到规定值。

（2）严把沥青混合料质量关，使沥青混合料级配最佳，矿料拌和粗细均匀一致，严格按配合比控制油石比。

（3）控制沥青混合料所用沥青的延度，拌制沥青混合料时防止沥青混合料加热过度“烧焦”。

（4）混合料运输过程中，应覆盖油布保温。

（5）严格控制沥青混合料施工温度，温度参数如表1。

表1

（6）摊铺沥青混合料后紧接着碾压，缩短碾压长度。

（7）严格按碾压操作规程作业，压路机在对沥青路面进行碾压时，车辆禁止在新压路面调头，碾压的速度不宜过快。

（8）在半刚性基层施工中，控制压实的含水量。

（9）大风和降雨时停止摊铺和碾压。

（10）宜采用全路宽整幅摊铺，避免纵向分幅接茬。

（11）半刚性基层碾压后，应及时覆盖洒水养生，潮湿养护5 ～ 14d。

（12）半刚性基层施工后，养生期内严禁车辆通行，并在养生期结束后及时浇面层。

（13）掌握接缝的技术处理和注意要点，严格按规范要求的程序施工，充分压实，连接平顺。

（14）切缝时涂刷粘油层前，水一定要先吸干。

（15）在半刚性基层上锯缝，缝深为厚度的1/3 ～ 1/2，将缝口清扫干净后，浇灌乳化沥青，并跨缝铺设玻璃纤维土工格栅,防止基层开裂。

4、超载措施

（1）适当增加路面厚度，使用更优质材料提高路面整体强度。

（2）增加车辆的后轴，改善车辆对路面的作用，发展双后轴及对后轴大型载货车辆，避免道路的早期破坏。

（3）执法从严，限制车辆超载运输，避免道路的早期破坏。

四、裂缝的治理

1、一经发现裂缝后应立即修补以免水通过缝渗透到基层，造成基层破坏而影响面层。对于较小的横向裂缝和纵向裂缝，缝宽在6mm以内的，宜将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹去尘土后，可灌入热沥青或乳化沥青材料加以封闭处理；缝宽大于6mm的，将裂缝内杂质处理干净后，用沥青砂或细粒式沥青混凝土填充、捣实，并用烙铁封口，撒砂，扫匀；也可以采用乳化沥青混合料填封。

2、轻微龟裂可采用刷油法处治，或进行小面层喷油封面，防止渗水扩大裂缝；大面积龟裂、网裂可采用加封层或沥青表面处治。严重龟裂、网裂应对基层进行补强。

3、碾压中出现微裂缝，可在终碾前，用轮胎碾进行复压，消除裂缝。

4、因土基、路面基层的病害或强度不足引起的破损，应处理路基或基层，然后再修复路面。

五、结束语

沥青路面裂缝的形式多样，路面裂缝产生的原因不一，在施工中必须牢固树立预防为主的思想，严格把住施工各个环节。在工程质量控制中，做到事前积极防治、事中严格控制、事后及时处治，最大限度降低沥青路面裂缝的产生，将裂缝控制在允许的范围之内，确保沥青路面的使用寿命。

作者单位：衡水市交通局公路管理处