探讨沥青混凝土路面裂缝的成因及防治措施

王启升

摘要: 沥青混凝土路面裂缝是一种常见路面病害，本文介绍了沥青混凝土路面裂缝种类，分析沥青混凝土路面裂缝成因，并从裂缝产生的原因入手，并有针对性地提出了预防裂缝出现的相应措施和防治方法，延长沥青混凝土路面使用周期。

关键词: 沥青混凝土路面；裂缝种类；裂缝成因；防治方法

中图分类号： TU528 文献标识码： A

一、沥青混凝土路面裂缝种类

沥青混凝土路面建成通车后，在使用过程中会不可避免的产生各种类型的裂缝，引起沥青混凝土路面裂缝的原因很多，裂缝的形式也是多样的，按照开裂的最根本的原因，把沥青路面裂缝分为两大类[ 1]， 即施工型裂缝和非施工型裂缝。

1、施工型裂缝

施工型裂缝，是在沥青混凝土路面在路基及路面施工过程中，由于施工的不合理或者是由于施工工序产生的裂缝。这些裂缝分为：路基、基层施工不当引起的裂缝、沥青混凝土路面施工横向裂缝、沥青混凝土路面施工纵向裂缝。

2、非施工型裂缝

非施工型裂缝，是在沥青混凝土路面通车后，由于气候、行车荷载以及基层裂缝向上反射等原因产生的裂缝。这些裂缝包括: 低温收缩裂缝、疲劳裂缝 (包括温度疲劳裂缝和行车荷载疲劳裂缝)、基层反射裂缝。

影响裂缝轻重程度的主要因素包括: 沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、路基性质、气候条件、交通流量、车辆类型和施工因素等。

二、沥青混凝土路面裂缝成因

1、施工型裂缝成因

1.1施工不当造成的裂缝

施工不当裂缝主要是路基沉降和路面材料不合格造成的。从施工工艺、材料角度上分析，造成沥青混凝土路面裂缝的原因，主要是路基、路面未按规范要求施工。

1.1.1路基。路基强度和压实度达不到设计要求。 路基填挖结合部、新路与老路拼接处，压实程度不一样，容易造成其不均匀沉降。在软土地基与非软土地基交接处、地基处理方法变化处或构造物台背与路堤交接处，因地基或路基与构造物之间的路基衔接处引起的差异沉降导致基层开裂，并反射到面层，形成路面裂缝[ 2]。以上是路基原因引起的路面裂缝。

1.1.2砂砾垫层。砂砾垫层不符合规范要求，透水性不合格。施工期过长，下基层施工跟上不及时，下雨后雨水从砂砾垫层渗到路基表面，浸泡路基。路基的软弹、翻浆是沥青路面出现裂缝的隐患。

1.1.3水泥稳定砂砾（碎石）基层。砂砾（碎石）的级配不合理、水泥剂量未控制好，导致生产出来的混合料级配、强度不能满足要求。

1.1.4沥青混合料质量也是造成裂缝的重要原因。沥青的含蜡量较高，其延度小，粘结性和耐久性也差，沥青容易老化，裂缝更容易产生。碎石质量不合格，碎石含风化岩和硅质岩较多，压碎值不能满足要求；而且，由于杂质较多，沥青与碎石之间的粘结力下降，导致混合料之间的粘结力不足，使沥青路面裂缝更容易产生。

1.2沥青混凝土路面施工横向裂缝

沥青路面要求连续施工作业，正常条件下不得中途停工，但是由于天气变化、机械故障以及人员等原因，横向的路面接缝不可避免，冷热接缝处理不好，道路通车后，易发展成路面的横向施工裂缝。

1.3 沥青混凝土路面施工纵向裂缝

1.3.1沥青路面宽度超过7米后，全幅摊铺易造成离析，并且沥青混合料随着布料器往两侧送料时，温度下降过快，从而导致两侧的沥青混合料压实不好。施工单位摊铺时采用梯队作业，前后距离过长，接缝处温度下降，易造成纵向裂缝。

1.3.2沥青路面摊铺时，采用半幅摊铺形成纵向冷接缝，如处理不当，也易形成纵向裂缝。

1.3.3新旧路结合部纵向冷接缝，也易形成纵向裂缝。

2、非施工型裂缝成因

2.1温缩裂缝。

当气温下降时，沥青混凝土路面具有收缩的趋势，但由于路面与基层是一个整体，路面的收缩趋势受到了约束，沥青混凝土产生了拉应力和拉应变，当拉应力或拉应变超过沥青混凝土的抗拉强度或极限拉应变，就会产生沥青混凝土路面裂缝。

2.2疲劳裂缝

疲劳裂缝包括温度疲劳裂缝和行车荷载疲劳裂缝。

2.2.1温度疲劳裂缝。在日温差较大的地区，由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，加上沥青的老化，使沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变变小，最终达到极限抗拉强度，使路面产生裂缝。温度疲劳裂缝是水平横向力造成的。

2.2.2行车荷载疲劳裂缝。在行车荷载的反复作用下，沥青路面的拉应力超过沥青混合料的极限拉应力，或者当路面结构层底部产生的拉应力大于沥青混凝土的抗拉应力时产生的裂缝。行车荷载疲劳裂缝是水平横向力和垂直竖向力共同造成的。

2.3基层反射裂缝

在已经产生干缩裂缝的刚性、半刚性基层上铺筑沥青混凝土面层，由于温度变化使开裂的基层产生水平位移，裂缝上的沥青混凝土面层产生应力集中，当应力超过极限抗拉强度，基层的裂缝会反射到沥青面层上。这种裂缝一般都是贯穿于整个路面的。

三、裂缝防治措施

1、施工不当造成的裂缝的防治措施

1.1按照路基施工规范施工，路基填挖结合部、新路与老路拼接处、在软土地基与非软土地基交接处，要保证压实度相同。桥涵两侧必须按照规范要求，选用合格的砂砾并分层夯实，分层压实厚度不得大于20cm。

1.2控制砂砾垫层的施工质量。级配和含石量应满足规范和设计要求，砂砾垫层施工应与下基层施工相协调，砂砾垫层的施工段落不得超过2km。施工时，根据天气情况，严格控制洒水量，并做到及时碾压。

1.3控制水稳基层的施工质量。严格控制混合料的级配及水泥剂量，不符合要求时，必须立即予以调整。根据原材料的含水量和天气情况，严格控制混合料的含水量。加强基层的养生，必须使基层的表面一直保持湿润，养生时间不得少于7天。

1.4控制沥青面层的施工质量。在摊铺前，检查封层质量，发现破损必须提前进行补洒。必须严格按照沥青混合料的配合比设计进行生产。加强运料车的保温工作,保证适宜的摊铺、碾压温度, 及时摊铺, 保证供料和摊铺的连续性，减少由于混合料表面温度降低影响温度均匀性而产生的离析和裂缝, 加强碾压使沥青混合料达到较高的密实度(98%以上) 。

2、横向裂缝的防治措施

沥青路面施工要连续作业，尽量减少中途停工，注意收听天气预报，时刻注意天气变化，减少机械故障等原因引起的不必要停工，冷热接缝要处理好。

对于已产生的裂缝，为防止雨水又裂缝渗透至路面结构，对于小于5mm裂缝可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝，可用改性沥青灌缝。灌缝前，必须清除逢内、缝边碎粒、垃圾，并使逢内干燥。灌缝后，表面撒上粗砂或3mm-5mm石屑。

3、纵向裂缝的防治措施

严格遵守沥青路面施工规范，控制摊铺宽度不超过7米，避免造成沥青混合料离析，保证摊铺温度及沥青混合料压实。摊铺时采用梯队作业时前后距离不超过15米，已铺部分留100mm～200mm宽暂不碾压，作为后续部分的基准面，然后作跨缝碾压以消除接缝痕迹。

已产生的纵缝处理方法与横缝处理方法一致。

冷接缝时，宜加设挡板或加设切刀切齐，也可以在混合料尚未完全冷却前用镐刨除边缘留下毛茬的方式，但不宜在冷却后采用切割机作切缝。加铺另半幅或者接着上一段沥青路面施工前，接缝处应涂乳化沥青或热沥青。

4、温缩裂缝的防治措施

在设计上尽量采用抗裂性能更好的沥青玛蹄脂碎石路面（SMA）或胶粉改性沥青。

（2） 基质沥青的含蜡量一定要控制在规范规定的极限范围之内，含蜡量是导致沥青混合料低温抗裂性不好的一大因素。

（3） 基层材料优先选用强度高、收缩性小和抗冲刷能力强的水泥稳定粒料或二灰稳定粒料，以减少低温收缩裂缝的发生[ 2]。

5、疲劳裂缝的防治措施

选用温度膨胀系数与面层接近的基层材料，以减少温度疲劳。合理设计结构层厚度可以减少行车荷载疲劳，试验证明，当基层厚度增加时，基层承载力也迅速增加，因此，应在投资允许的情况下，尽可能增加基层厚度。有关实践证明，面层及射裂缝受沥青面层厚度的影响比较明显，面层厚度增加还可以降低车辆荷载引起的剪应力。6、基层反射裂缝的防治措施

在已经产生干缩裂缝的刚性、半刚性基层上喷洒乳化沥青或热沥青，撒布石屑（砂）后碾压作封层。必要时喷洒沥青后加铺土工织物，土工织物要铺平，保证无折叠。也可以铺设橡胶沥青吸收膜。橡胶沥青吸收膜是用疲橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后，在面层与基层之间形成一薄膜，试验结果表明，此应力吸收层在面层中间具有非常好的应力吸取效果。

四、结语

路面裂缝不但影响路容美观和行车的舒适性，而且容易扩展造成路面的结构性破坏，缩短路面的使用寿命。如何有效控制沥青路面裂缝的产生，是道路工程技术人员的职责。所以，分析沥青路面产生裂缝的原因，掌握控制裂缝的施工技术，精心组织、严格管理，才能铺筑出一条真正合格的沥青路面。

参考文献

[1]韩长新，段妹，赵恒伟. 高速公路沥青路面裂缝病害原因及处治[J]. 辽宁省交通高等专科学校学报，2006，3 ( 1) : 32.

[ 2]吴小平，张朝者，吴志永 高等级公路沥青路面裂缝的成因及防治[ J]公路与汽运，2007，9 ( 5 )：61.

①《公路路基施工技术规范》（JTG F10－2006）

②《公路软土地基路堤设计与施工技术细则》（JTG/TD31—02—2013）

③《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)