公路沥青路面裂缝成因分析及防治措施探析

韩玉娟

摘要：在公路沥青路面的使用当中，由于经过长期的应用以及存在的自然因素和大量的车辆荷载等问题的作用，有时会产生很多种影响路面使用功能的裂缝，影响了使用功能，本文就此进行简要分析。

关键词：公路沥青路面；裂缝；成因；防治措施；

沥青路面一般是由道路石油沥青、液体的石油沥青、煤沥青、乳化石油沥青以及不同种类的改性沥青作为主要的结合料，并对其粘结各种矿料从而来修建的公路路面。在公路路面的应用当中，其中沥青路面是具有比较安全、快速、以及较舒适的主要功能，并且它已经成为在公路路面中最为重要的建设结构。所以在公路建设及养护中必须重视裂缝的预防，分析它产生的原因，做出科学合理的处理措施，对于延长它的使用寿命，减少养护成本有着重要意义。

一、公路沥青裂缝形成的原因

1、公路沥青路面载荷过重。目前，造成公路沥青路面裂缝的原因有很多，其中，公路车流量较大，重载车辆数量越来越多，很多载重车辆严重超载，是其荷载裂缝的主要原因。车辆在公路上行驶时，车轮的载荷使得公路基层底部出现拉应力现象，这种拉应力一旦超出基层的抗拉强度，就会造成基层底部裂纹及裂缝的出现。如果公路基层底部长期处于这种载荷状态下，基层的裂缝就会延伸及公路的沥青层面，这种情况下，沥青层面的裂缝主要是网状裂缝。

2、由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝，称之非荷载裂缝。沥青路面面层温缩裂缝分为两种：一种是低温收缩裂缝，即沥青混合料在较高温度下，具有良好的应力松弛性能，温度升降产生的变形不至于产生过高的温度应力。但在冬季，随着温度的下降，沥青混合料的应力松弛不及温度应力的增长，面层材料中产生的收缩拉应力一旦超过沥青混合料的抗拉强度，沥青面层就会开裂。由于沥青面层的厚度都不很大，收缩所受到约束力小，所以低温裂缝主要是横向裂缝。另一种是由于温度反复升降导致温度应力疲劳，是混合料的极限应变变小，又加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低致使沥青劲度增高，应力松弛性能降低致使沥青面层产生疲劳开裂，其开裂的主要形式为横向裂缝。

3、反射裂缝。若面层以下的半刚性基层产生裂缝并产生垂直和水平位移，其中车辆荷载导致下卧路面结构在裂缝部位出现差动位移表现为垂直位移，基层内温度或水分变化导致的膨胀和收缩导致基层产生的水平位移最终表现为水平位移，该种裂缝一般自下而上出现，且面层越薄则裂缝形成越早且缝隙越多；对于新铺筑的基层随着内部水分减少而产生干缩应力，水分减少的越快则产生的干缩应力越大，若在已经产生干缩裂缝的半刚性基层表面铺设面层，基层裂缝则会因温度应力致使面层底部开裂而形成反射裂缝，如面层行车产生的拉应力和温度应力结合则反射裂缝会更快形成，若沥青面层较厚则表面形成的温度应力较大，因而基层裂缝将自表面开裂开始而向下传播。

4、沥青材料不佳导致的裂缝。（1）沥青及沥青混合料的性质。沥青和沥青结合料的性质是影响沥青路面温度开裂的最主要原因，沥青混合料的低温劲度是决定沥青路面是否开裂的最根本因素，沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。在沥青性能指标中，影响更大的是温度敏感性，温度敏感性大的沥青更容易开裂。（2）基层材料的性质。基层材料的收缩性愈小，面层裂缝愈少。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。

二、公路沥青裂缝的预防措施

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數低的骨料。（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）在稳定度满足要求的前提下，选用针入度较大的沥青作两层。（4）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。（5）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。（6）沥青混合料的级配也是一项重要因素。在合理选配混合料级配时，应兼顾其高温稳定性，疲劳性能和低温抗裂性能，以及路表特性和耐久性等各方面的要求。

2、加强公路沥青结构设计

（1）增加沥青面层厚度。增加沥青层厚度可有效降低半刚性沥青路面的反射裂缝，但对于由于温度引起的低温开裂所起的作用十分有限。同时由于加厚沥青面层厚度可大幅度增加建设投资，其经济性值得考虑。（2）采用柔性基层。因为柔性基层具有很强的柔性和变形能力，同时可起到应力消散作用，可以有效地减少路面结构的应力集中现象，因此可有效降低半刚性基层的开裂和温缩裂缝的综合作用。同时，国内有许多学者已经开始研究柔性基层和半刚性基层的优化组合技术，将是更为有效的预防反射裂缝的措施。（3）设置级配碎石过渡层。这是在面层和基层之间增加一层由级配碎石构成的过渡层，将原半刚性基层下放成为底基层，而级配碎石层则成为上基层。（4）应力吸收层。应力吸收层是指在基层与面层之间设置薄层封层，起到吸收尖端应力，延缓开裂的目的。国内外研究主要集中在低弹性模量、高韧性的材料开发上。目前常用的有稀浆封层、碎石封层、同步碎石封层、橡胶沥青封层、纤维封层等。（5）加铺土工织物或格栅。土工织物包括聚丙烯或聚醋织物和聚乙烯、聚丙烯或聚醋无纺织物，厚度不超过几个毫米。无纺织物夹层的主要作用与应力吸收薄膜相似。而织物由于模量稍高，可对加铺层起少量加筋作用。

3、加强沥青路面的合理施工

（1）保证路基强度。对于公路来讲，公路质量是否能够得到保证则主要取决于它的路基是否有足够的各项能力。否则一旦公路路基的稳定系数和刚度系数得不到保证就会使公路产生不规则的沉降病害。故路基的填筑与开挖必须严格按照施工工艺，尤其要控制好路基工作区的深度及工作区内路基的强度与稳定性。（2）半刚性基层要控制好水泥剂量及灰剂量，控制好压实度。（3）基层碾压完成要及时保湿养生，养生完毕要及时喷洒透层油铺筑面层，尽量减少路面的反射裂缝。（4）在填挖结合部设置路基错台，确保路基不发生沉降。（5）严格控制沥青混合料在拌和、运输、摊铺、碾压时的有效温度，保证沥青不过分老化，也可减少裂缝的产生。

4、做好相关的管理工作

（1）防止车辙的形成。由于沥青混合料的高温抗剪切强度不足而产生的侧向流动变形的程度与沥青混合料的高温稳定性直接有关，使用温度稳定性好的沥青是提高沥青混合料稳定度的最重要措施，在规定沥青标号范围内使用较稠和粘度高的沥青可以提高沥青混合料的抗变形能力。（2）要严格控制车辆荷载的超限行驶。由于我国经济高速发展，交通量的增加及车辆违规超载运输日益严重，超出了路面设计荷载，使路面承受着严峻考验。（3）要搞好公路排水系统养护工作。尽量减少地表水及地下水对公路的影响，有些公路路基路面排水横坡不够，造成积水，特别是地下水的渗入会软化路基，从而影响到路面产生变形，出现裂缝。

综上所述，沥青路面因为具有养护时间短、行车舒适、适应性强、养护维修方便等优点而被广泛采用。但是沥青路面因为种种原因容易产生各种裂缝，因此，我们要加大沥青路面裂缝的预防，把沥青路面裂缝问题控制在一定的范围内，保障沥青路面的功能期限。

参考文献

[1]李智.浅谈公路沥青路面裂缝的预防和处理[J].中国新技术新产品.2009（4）

[2]高军.沥青路面的裂缝及预防[J].黑龙江交通科技.2009（9）