谈公路沥青路面裂缝成因及防治

肉孜买买提·哈力克

摘 要：文中对沥青路面裂缝的形成、危害、影响因素以及作用机理进行分析，总结提出了各种类型裂缝的预防办法以及对现有裂缝的处理措施。

关键词：沥青路面 裂缝 防治

一、沥青路面裂缝的成因

（一）路面疲劳。由于沥青路面所随的累积交通量超过其设计极限，将导致路面疲劳开裂裂缝，这种疲劳作用对面层甚至整个路面结构（底基层、基层和面层）均会造成影响。

（二）路面结构的收缩变形。当无限长的路面结构收缩时，一旦面层与下层表面间的磨擦约束力在面层内引起的拉伸应力超过其抗拉强度，就会引起面层的收缩开裂。

（三）路基土的变形。路基的变形或局部承载力的下降，也可以引起路面开裂，裂缝会贯穿路面各结构层，引起这种裂缝的原因各异。

（四）设计或施工不当。当老路拓宽时，由于基础承载力的横向变化，经常在老路边缘处出现纵向裂缝，尤其当车辆轮迹主要集中在老路边缘时。

（五）老化和环境因素。在严冬，沥青材料最易破碎，其强度将难以承受由温缩引起的拉伸应力，可能由于路面的温缩和翘曲在路表出现微裂缝。

二、沥青路面裂缝扩展的影响因素

沥青路面开裂主要由交通和环境因素引起。与行车荷载有关的沥青路面开裂的典型例子就是龟裂。它由车轮碾压引起。区别裂缝类型和各种类型裂缝（环境的和交通的）间的相互作用非常重要。这些方面会因路面结构层属性（柔性、半刚性和刚性）的变化而变化。

（一）交通荷载诱发裂缝。根据经典的疲劳强度理论，交通荷载引发的沥青路面裂缝产生于受约束层底部，然后向上扩展到路表。这些裂缝应出现在车轮轮迹处，而且根据理论计算，应为横向裂缝。然而，在车轮轮迹处观测到大量的纵向表面裂缝，它们产生于顶面，然后扩展到路面内大约40-50mm深入。

（二）环境因素诱发裂缝。事实上，由环境因素诱发的裂缝通常呈现为横向裂缝，这是因为温度下降或干湿变化而收缩产生的应力一般在纵向最大。在特殊条件下，如高摩擦力和温度或含水量急剧下降，就可能产生横向裂缝。在这种情况下，也可能产生典型的块裂。通常，环境因素诱发的裂缝与存在水泥处治层或高塑性指数的重粘土路基有关。这两者都对温度和湿度变化非常敏感。

三、沥青路面裂缝的防治

（一）新建沥青路面裂缝的预防

（1）材料的选择。根据道路所在地区的气候条件和混合料类型选择结合料。对于水泥处治基层，如果条件允许，最好使用温度膨胀系数低的骨料。对于沥青结合料，使用某些聚合物或添加剂可以提高其抗裂能力。沥青混合料中的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料，如果集料呈酸性，则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替圆形颗粒的天然沙；

（2）路面结构设计。显然，所设计的道路必须能适应所随客观存在的交通荷载水平和温度条件。若道路随载力不足，将加速路面疲劳开裂过程。对于水泥处治基层，应尽量减少反射裂缝。反射裂缝明显的受沥青面层的影响，厚度超过15cm的面层可以有效的防止受拉疲劳产生的裂缝。在设计中应特别注意路面排水与防水措施；

（3）沥青混凝土配合比设计。沥青混合料级配也是一项重要因素，在合理选择混合料级配时，应兼顾其高温稳定性，疲劳性能和低温抗裂性，以及路表特恶性循环 和耐久性等各方面的要求。对受拉疲劳开裂的研究表明，沥青用量从4.2%增加到6.2%，可以使用25m板长为基层的密级配沥青碎石路面的抗疲劳寿命由10年延长到45年；

（4）设计应力吸收层。设计应力吸收层，对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少，可明显减弱裂缝尖端应力的奇异性，降低应力强度因子，而吸收层的弹模越低，防裂效果越好。就目前常用的材料而言，土工织物与沥青橡胶薄膜的弹模较低，变形率越大，且不存在低温脆化问题，效果最佳；

（二）半刚性基层反射裂缝的预防

（1）结构层顶部切槽。这种方法是结构层碾压后在其顶部预切槽口，深度约为层厚的1/3—1/4；

（2）沥青乳液接缝。这种预开裂技术是在结构层碾压前切割一条缝直至层底，并在缝壁内注和速破沥青乳液。随即将切缝封闭，然后以正常方式碾压该层；

（3）嵌入硬质波浪形夹片。这种技术形成所谓的“活性接缝”。在结构层摊铺和初压后，制作深到层底的切口，然后将波浪形塑料材料插入，封槽后再以通常方式碾压；

（4）嵌入柔性塑料带。这种技术是在刚处理的摊铺材料中埋入柔性塑料带，以形成裂缝，其厚度大约为结构层厚度的1/3。保证了裂缝处有效的传递荷载能力；

（三）复合式沥青路面裂缝的预防

复合式路面是用沥青混凝土铺筑在旧水泥路面上，反向裂缝的预防如前所述,采取的措施还包括:(1)铺筑20cm全厚式沥青混凝土；(2)在水泥混凝土和沥青混凝土之间铺设应力吸收层；(3)采用裂缝固定技术后,再铺筑三层体系的防裂沥青混凝土面层；(4)在原水泥混凝土路面加铺一层3cm厚的钢纤维混凝土,再铺沥青混凝土；(5)锯开水尼混凝土面板；(6)用1-2mm厚,0-10cm宽的弹性沥青层覆盖裂缝；(7)用水泥砂浆或环氧树脂填充来限制混凝土板的移动和填充水泥混凝土板下脱空；(8)用沥青或改性沥青注入裂缝或接缝来阻止水渗入到下部结构；（9）在水泥处治基层接缝处上的沥青加铺层内预切缝并灌填缝料。

（四）沥青路面裂缝的维修。沥青路面裂缝产生后，及时时行维修以控制裂缝进一步发展可以防止路面早期破坏。

（1）灌油修补法，将纵横裂缝处清扫干净，直接用油壶灌入加热的沥青油或乳化沥青；

（2）乳化沥青稀浆封层，使用乳化沥青混合料封层时，一般厚度在1.5cm以内，可采用层铺法或拌和法施工；

（3）沥青混合料罩面法，常用标准的中粒式或细粒式沥青混凝土作罩面材料，厚度在1.5-4.0cm之间；

（4）裂缝现场再生维修法，对于裂缝多的路段，用加热车对旧油面实施两次加热，使表面裂缝深入全部融化变软，喷洒一定数量的再生剂和稀沥青后与掺入的适量骨料实施就地拌和或用再生机械、铣刨机、工人，然后再进行碾压成型。◆

参考文献：

[1]邱 韵，沥青路面裂缝的形成及防治[M],山西建筑，2008.12