高速公路沥青路面裂缝形成原因及防治对策

李春霞　王在峰

摘要：裂缝是高速公路沥青路面诸多病害中最为典型的一种，也是路面早期破坏的一种通病。文章首先高速公路沥青路面裂缝的类型，然后分析成因，最后提出了防治对策。

关键词：高速公路 沥青路面 裂缝 对策

1 裂缝类型

沥青路面的开裂表现形式是多种多样的，主要有横向、纵向、网状和反射裂缝。

1.1 横向裂缝 裂缝与路中心线基本垂直，缝宽不一，缝长有的贯穿整个路幅，有的贯穿部分路幅，裂缝弯弯曲曲、有枝有叉。横向裂缝中的唧浆导致裂缝两侧凹陷，桥头跳车处的路面横向裂缝，在路面积水的作用下加速跳车发展的速度，同时会对路基造成冲刷。

1.2 纵向裂缝 裂缝走向基本与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一。一般都发生在高填方的路基上。纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状，影响行车舒适性。

1.3 网状裂缝 裂缝纵横交错，将面层分隔成若干多边形的小块，一般缝宽1mm以上，缝距40cm以下。网状裂缝导致沥青路面松散或坑槽，严重影响沥青路面的综合服务水平。

1.4 反射裂缝 基层产生裂缝后，在温度和行车荷载作用下，裂缝将逐渐反射到沥青表面，路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多，对于柔性路面上加罩的沥青结构层，裂缝形式不一，主要取决于下卧层。

2 裂缝形成原因

2.1 材料因素 基层材料的收缩性愈小，面层裂缝愈小。基层上有透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的，基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响。①干燥收缩开裂。主要是由于混合料失去水分引起的，混合料中游离水分的减少缩小了颗粒间的空隙。②低温收缩开裂。半刚性基层多在高温夏季和常温时施工成型，入冬后温度骤降，混合料遇冷收缩，在收缩过程中受到下层的约束产生收缩拉应力。如果收缩应力大于当时的极限抗拉强度时，就会产生温度收缩裂缝，温差越大，温度变化越快，则约束越大，混合料就容易开裂。

2.2 设计原因 我国沥青路面的真正开发、研究及大规模设计、施工，还是近10多年伴随着高速公路建设而发展起来的。因此，还有不少设计问题有待研究。设计问题主要如下:①结构设计不合理。如基层厚度不够，面层分层及材料配合比设计不当，面层厚度不合理。②路面、基层、底基层排水设计考虑不周。③路面所处段土质和水文情况与实际出入大，使得路面设计参数不符合实际。

2.3 施工原因 路基施工时天气干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足，致使路基压实不均匀；暗埋式构造物因构造物长度限制，使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够。有些加减速车道与行车道衔接段不同步施工；还有的半填半控处，因衔接处理不好，致使路基沉降不均匀，引起纵向裂缝；另外沥青面层分幅摊铺时两幅衔接未处理好，在行车荷载作用下形成纵缝；有时车辙边缘也会产生纵缝。

2.4 其他因素 气候温度条件。极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素；交通量和车辆类型。刚性基层中的最大拉应力，通常是由最重的车轮荷载产生的；并且对于半刚性路面，不同轴载对路面的破坏作用远不是4次方的关系，而约为16次方的关系，即使是通过次数较少的重荷载也对路面破坏起着决定性的作用。

3 裂缝防治措施

3.1 选择防裂性能好的材料 ①选用抗冲刷能力好，干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层，最好使用温度膨胀系数低的骨料。②选用松弛性能好的优质沥青做面层，保证沥青的针入度、延度等指标；在缺少优质沥青的情况下。应采用某些添加剂或聚合物。以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。③采用密实型沥青混凝土面层。空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响，密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢，同时也延缓了裂缝的扩展。④沥青混合料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，则应填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原形颗粒的天然砂。⑤采用橡胶沥青或聚合物改性沥青在沥青混凝土表面作封层，可进一步提高表面层的抗温度裂缝能力。

3.2 设计 ①面层厚度。严格按照沥青路面设计规范执行，尤其要使路面结构层厚度与沥青混合料类型相一致，即沥青面层厚度与沥青混合料类型相比，要满足集料最大公称尺寸三倍的经验法则。保证最小的面层厚度。②基层厚度。在面层厚度一定的条件下，路面结构厚度越大，承载力越高。有关资料表明，在其他条件不变的条件下，水泥稳定基层厚度从10cm增加到15cm，板底拉应力减小50%；从15cm增加到20cm，板底拉应力减小30%。由此可见，增加结构层厚度是提高路面承载力的主要措施。③做好排水设计。降低地下水位是提高路基乃至路面强度的重要措施。当开挖路基后发现地下水渗出，不论流水量大小都要进行处理。对分散水源要设置纵向、横向网状盲沟，对上边坡渗水要设置腹式盲沟。土质地段盲沟深度应低于路床80cm，石质路段应低于路床40cm。

3.3 施工 在路面施工中，要保证拌和、运输、摊铺时的有效温度，尤其注意控制好碾压温度。对于多幅摊铺施工，尽量采用多台摊铺机械呈阶梯形队列摊铺，而且采用热接缝。碾压时，尽可能采用初压、复压和终压的步骤，保证压实度和表面稳定性以及表面平整度。在养生过程中，注意渠化交通和检测表面弯沉值。高速公路沥青路面中，裂缝是不可避免出现的现象。出现裂缝的原因是多方面的，既有设计的原因，又有施工的原因，还有自然因素与车辆荷载作用的原因，非常复杂。只要我们认真分析，结合工程实例，抓好每个环节，实事求是，规范施工，质量过硬，就可以控制或者延缓裂缝的产生，从而延长路面的使用寿命，提高路面的服务性能。

参考文献：

[1]交通部公路司.公路工程质量通病防治指南[M].北京:人民交通出版社2002.

[2]JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].

[3]郭忠印，李立寒.沥青路面施工与养护技术[M].北京:人民交通出版社2003.