沥青路面裂缝产生原因分析及其主要防治措施

王彦平

摘 要：导致沥青路面产生裂缝的原因主要两个，一个是基层不稳定、另一个就是温度变化。该文针对沥青路面产生裂缝的原因进行专业地，详细的分析，并对其防治方法进行了全面的论述。

关键词：沥青路面 裂缝 产生 防治

中图分类号：U416.217 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（a）-0070-02

混凝土路面在使用过程中经常会出现裂缝，其中，沥青是造成裂缝的主要原因，因为它不仅破坏了沥青混凝土路面的连续性，阻碍了车辆的正常通行，还在一定程度上缩短了道路的使用年限。因此，为了提高沥青混凝土路面的质量，提高道路的使用年限，我们要把研究沥青混凝土路面产生裂缝的原因及其防治，作为工作中的重中之重。沥青混凝土路面有四种裂缝形式，分别为龟裂和网裂，纵向裂缝和横向裂缝这四种形式。一般来说，产生裂缝的原因主要是因为温度变化，行车荷载不稳定以及路面其他部位的施工缝没有得到妥善处理，另外，路基沉陷，地下管线回填时，其压实度没有达到设计要求等，都会引起裂缝。下面对沥青混凝土路面产生裂缝的原因进行全面分析、并进行讨论，最终对其防治措施提出一些合理化建议。

1 沥青路面产生裂缝的原因

什么是沥青路面？沥青路面就是由沥青和砂石料混合而成的面层，在使用过程中，会受到环境和路基层的影响，使其粘结力慢慢下降，因此导致路面抗剪和抗拉的能力下降，在外力作用下，就会容易产生裂缝，裂缝的宽度会随着时间增加而逐渐加大。旧水泥混凝土路面上的沥青罩面也会出现裂缝，其裂缝产生的主要原因就是由旧水泥混凝土面板的移动，而这种移动又受温度和行驶车辆的影响，一般情况下，在两者的综合作用下，裂缝的宽度也会加大。另外，如果软土处理不当，路基土填筑的不密实，就会导致基层出现不均匀沉降，造成路面开裂的现象。

1.1 基层引起裂缝

基层裂缝是从基层开始，裂缝逐渐向上扩展，温度的变化导致基层产生热涨冷缩、使面层无法承受，因此产生裂缝，并导致裂缝沿竖向扩展。其扩展速度是由很多因素决定的，例如：基层板的长度、基层的温度变化幅度、面层对这种疲劳的抗扰性能以及基层材料的温度特性等因素。由于沥青混合料的导热性能比较差，因此会导致面层的上、中、下层的温度变化幅度不同，再加上寒冷的天气，会使其基层和表层的翘曲、收缩联合作用、使表层产生的拉应变远远超过材料的极限屈服应变，在拉力作用下，就非常容易产生裂缝，并且逐渐向下扩展，形成上宽、下窄的裂缝，这种情况就称为受拉屈服。在基层开裂的情况下，每当车辆通过时，相邻两个板块之间就会产生摩擦，其端部之间也会产生竖向位移差，这将会引起面层的剪切疲劳，从而导致面层出现开裂的现象，这种剪切疲劳就是产生裂缝的另外一个主要原因。

1.2 横向裂缝

横向裂缝也被称之为垂直于行车方向的裂缝，按其成因不同，主要又可分为非荷载形裂缝与荷载形裂缝两大类。非荷载型横向裂缝的形式一般比有规律，每隔一定的距离就会产生一道裂缝，其裂缝间距的大小也是由沥青面层与半刚性基层材料抗裂性能和当地气温所决定的。车辆严重超重就会导致拉应力超过其疲劳强度，从而出现裂缝，这种裂缝就被称为荷载形裂缝。这两种裂缝形式在一定程度上有着密不可分的联系。

1.3 纵向裂缝

纵向裂缝也是裂缝中一种常见的裂缝形式，其产生的原因主要有两种：一种情况是由于路基边缘受到雨水的浸蚀或路基碾压不均匀，其压实度没有达到设计要求，从而引起的不均匀沉降。另一种情况就是沥青面层分路幅摊铺时，没有将两幅的接茬处处理好，在大气因素与车辆荷载共同作用下，就会逐渐产生开裂。

1.4 温度变化而引起裂缝

我国现阶段有许多沥青路面，在刚刚建成后不久，还没有正式通车之前就已经产生了裂缝，不管这些裂缝是属于哪一类裂缝，引起它们的主要原因就是由温度变化而引起的温度裂缝，这种裂缝是从外表面开始向下扩展，与基层裂缝相接逐渐形成纵横裂缝。这不仅与当地的环境气候密切相关，路面结构的组合设计和路面材料特性也对其造成或多或少的影响。当外界温度开始下降时，路面材料就会逐渐变硬，并开始产生收缩，这时，因收缩而产生的拉应力远远超过路面材料的抗拉强度，沥青路面就会产生开裂现象。路面材料收缩时，由于路面结构对宽度的限制，受路面结构的相互作用约束就会变小，所以温度收缩裂缝主要出现在较薄的横向沥青路面中。基层受到较大的温差作用，基层温缩系数会随之增大，基层及面层底部的拉应力也就逐渐增大，一般来说，在这样的条件下，沥青面层底部裂缝的相对位置处会产生开裂，并迅速向上扩展，一直贯通整个面层厚度，当温度较高时，路面材料的疲劳寿命缩短，也就是说，高温情况下的材料的疲劳寿命要远远低于在低温情况下的材料疲劳寿命。

1.5 网状裂缝

导致网状裂缝出现的主要原因是由于路面的整体强度不足，也可能是因为路面出现纵向或横向裂缝后，工作人员没有及时进行封填，使水分流入下层，因此加剧了路面的破损情况。

2 沥青路面裂缝的防治

（1）一般来说，在设计面层时要考虑面层的防裂厚度，由经验可知，厚度超过150 mm的面层，不仅可以防止较低车辆荷载引起的剪应力还可以有效地防止受拉疲劳所产生的裂缝。另外，要严格控制沥青混凝土配合比，通过改变沥青用量就可以延长以25 m板长为基层的密级配沥青碎石路面的抗疲劳寿命，通常情况下，将沥青用量从4.0%增加到6.0%，就可以使其从10年提高到45年。为减缓裂缝的产生与扩展速度，在设计应力吸收层采用应力吸收薄膜，具有明显的效果。碎石玛脂沥青混合料具有较好的高温稳定和低温抗裂性，它可以使路面不易产生车辙和裂缝，并且，同普通沥青混凝土路面相比，其使用寿命增加1倍，且适合铺筑更薄的路面，所以非常经济，适合在面层广泛使用。

（2）在沥青中，较稀的沥青低温抗裂性一般较好，在改善沥青的低温抗裂性时，可以采用此种沥青，并且可以适当的增加沥青用量。但这一做法与沥青混合料的高温稳定性要求产生冲突，而且稀沥青还极有可能使路面产生车辙。因此，如何选择沥青的稠度显得尤为关键，要结合当地的气候条件、路面类型、施工季节、施工方法和矿料类型等综合因素进行考虑。通常情况下，在较热的气候区，且交通比较繁重，采用砂粒式或细粒式的混合料时，就应该采用稠度较高的沥青，反之，则采用稠度较低的沥青。在其他配料条件相同的情况下，使用较粘稠沥青配制出来的混合料具有较高的稳定性和力学强度，但如稠度过高，沥青混合料的低温变形能力就会变差，沥青路面就会容易产生裂缝。反之，采用稠度较低的沥青配制混合料时，其在低温时有较好的变形能力，但在夏季高温时，往往会因为稳定性不足而使路面产生拥挤的现象。

（3）将面层适当进行加厚，其厚度可在15～20 cm之间，这样既可减少裂缝也可以防止反射裂缝的产生。但这也是一种不经济的做法，因为它会增加工程造价，不提倡使用。

（4）为了保证半刚性基层与沥青混凝土面层间的粘结力，可在其中间加设一层过渡层，其材料可选用沥青混合料，这样就可以防止面层沿基层表面滑动而产生位移，防止基层裂缝直接引起面层开裂。

3 结语

目前，我国沥青路面裂缝日趋严重，严重威胁到公路交通安全。因此，我们要花费大量的人力和物力，对路面裂缝的成因及防治进行更深入的研究，将这些裂缝对沥青路面的损害降到最低，减少损失，保障行车安全。虽然我们不能彻底消除沥青路面裂缝，但可通过加强施工管理、优化设计、将其危害降到最低，从而延长沥青路面的使用寿命，减少经济损失，保障人民群众的生命安全。

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