沥青混凝土路面裂缝的成因及防治

高欣华

随着我国公路建设飞速发展,越来越多的路面投入了运营,一些较为严重的病害就突显出来,尤其是沥青混凝土路面裂缝病害较为普遍,从表观来看有横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝,本文着重对沥青混凝土路面的横向裂缝和纵向裂缝形成的原因进行分析。

1 横向裂缝和纵向裂缝产生的原因

1.1 横向裂缝

横向裂缝与道路中线基本垂直,从沥青混凝土路面开裂的主要原因分析,可分为两大类:荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

1.1.1 荷载型裂缝

荷载型裂缝是在车轮荷载反复作用下,路面会产生弯拉疲劳裂缝,基层的底部产生拉应力,该拉应力大于基层的抗拉强度时,底部就很快开裂并反射到沥青混凝土表面。

1.1.2 非荷载型裂缝

1)由于沥青混凝土配合比不当、搅拌不均匀、施工质量没保障造成的路面整体强度不足而产生裂缝。

2)由于路面基层设计不合理、配合比设计不当、拌和、施工等方面的原因造成基层承载力差,产生裂缝而反射到面层。

3)由于施工缝未处理好,接缝不紧密。

4)外界温度的变化是产生横向裂缝的主要原因,随着温度的下降,沥青混凝土面层开始收缩,当收缩的拉应力大于混合料的抗拉强度时,路面出现裂缝。

1.2 纵向裂缝

与行车方向基本平行,纵向裂缝产生的原因主要有以下几种:

1)拓宽路段与老路基交界处沉降不均匀,路基发生滑动,将路面拉裂,出现道路纵向裂缝。

2)纵向沟槽回填土压实质量差,自然沉陷或车辆荷载作用下产生纵向裂缝。

3)纵向接缝处理不合理而产生的裂缝。

2 裂缝形成后对道路的危害

1)道路出现横向裂缝要及时治理,否则灌进雨雪水冬天冻融后,对道路的破坏将非常严重。轻者表现为裂缝部位鼓胀,沿裂缝逐渐形成微量冻融松散灰土粉化,材料密度降低,将面层材料拱起,出现驴脊背现象;随着病害的发展,沿裂缝灌入的雨雪水存于水泥碎石与沥青路面的结合层之间,由于行车碾压推挤摩擦作用,将水泥和微粒材料同雨雪水在行车的压力作用唧出。如遇连阴雨天气水泥碎石层以上灌入的雨雪水使路面出现严重推挤,将沥青粒料和水泥碎石粒料磨成浆状物唧出,即通常所说的唧浆病害。形成病害后由于一年四季在雨雪水作用下长期出现唧浆,路面出现坑凹,甚至出现搓板路,随时间的推移,将导致龟裂病害的发生。严重时路面粒料被行车推挤带走,出现路表面开裂性坑槽。

2)道路纵向裂缝如治理不及时,长时间雨雪水的灌入,行车道在重载车的作用下,严重时会对路面产生条块形碎裂,对行车的影响非常大。

这些病害如得不到及时治理,对社会车辆形成一种潜在的危害,也极大地缩短道路的服务寿命,给国家造成极大的经济损失。

3 道路裂缝病害的治理措施

沥青混凝土路面产生裂缝的原因很多,需要综合分析,我们应该合理设计、准确施工、及时养护,采取切实可行的措施减少和防止沥青混凝土路面裂缝的产生。

1)设计方面:必须根据道路等级、交通量、自然地基地质情况、道路情况和施工季节等综合因素计算设计路面厚度;沥青混凝土的级配设计时,要根据沥青混凝土面层类型、施工条件、气候环境、施工季节、矿料的分布和性质及尺寸等因素确定沥青的标号,保证沥青的低温抗裂性和高温稳定性。沥青混合料的骨料设计优先选用碱性石料且级配良好、针片状骨料。

2)施工方面:严格控制半刚性基层施工时的含水量,碾压时选择合理机械,完成后要及时养生,防止因基层产生裂缝反射到面层,养生结束后,应立即喷洒稀释沥青或沥青乳液,并撒3 mm～8 mm的碎石,做成下封层以使保护基层中的水分不致迅速失去。下封层做完后,应尽快铺筑沥青面层;沥青混合料各层摊铺时要满足各层最小厚度要求,尽可能连续作业,避免冷接缝,如不能避免,应先将已压实的摊铺边缘切割整齐,烤热接缝壁并涂刷粘层沥青,再摊铺新料;对于软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的补强措施;对于旧路加宽改造,接槎处采取阶梯式填筑方式,并加强压实,使新旧路基强度和均匀性保持一致,避免纵向裂缝的产生。

3)养护方面:提倡预防性养护,及时维修各类裂缝病害,一般可根据裂缝的宽度和深度确定具体的修补工艺,常用修复裂缝的方法有 4种:压浆法、普通沥青灌缝法、SBR改性乳化沥青灌缝法和进口灌缝胶修补裂缝法;完善路基路面的排水设施,确保路面排水顺畅,基层与面层之间不得形成“蓄水槽”。

4 结语

随着科技的不断进步,道路裂缝的防治会有更先进的措施。

[1] 童 徽.沥青混凝土路面裂缝原因分析及防治措施[J].山西建筑,2009,35(24):309-310.