探析市政道路工程沥青路面裂缝成因与防治策略研究

林燕

[摘要]由于沥青路面在经济性与耐久性上相较其他材料路面具有一定优势，因此沥青路面在市政道路工程建设中得到广泛使用。本文结合福清市音西街道京东方北路的建设，分析了市政道路沥青路面裂缝的成因与其种类，并讨论了相应的防治策略。

[关键词]市政道路；沥青路面；裂缝；防治

文章编号：2095 - 4085（2018） 08 - 0121 - 02

半刚性基层沥青路面已经成为当前我国市政道路工程建设的主流选择，相较于其他种类的路面，沥青路面具有表面平整度达标、不产生接缝、耐久性好、行车噪音低、平稳舒适、养护方便、成本低等特点，且沥青路面的施工周期也较短。同时沥青路面的一大缺陷是容易产生裂缝，这种病害一旦出现，会使沥青路面强度下降，伤害路基质量，降低道路使用寿命。随着道路建设技术与施工机械化程度的提高，当前沥青路面的建设质量已经有了较大提升，但是由于受自然环境、载荷、不当养护等因素，沥青路面的裂缝问题仍未能完全解决。为保证市政工程道路的建设质量，必须对沥青路面裂缝问题加以重视，通过分析其种类与相应的成因，探寻其相应的防治策略，以做到沥青路面的高质量建设与养护。

1 京东方北路建设工程简介

京东方北路位于福清市音西街道内，本次工程性质为新建道路，道路呈东西走向，西起福百大道交叉口，东至福俱大道交叉口，地势总体较为平坦、开阔、局部起伏较大，主要地貌有沖洪积平原地貌。道路沿线大部分为耕地、荒地、洼地、水沟，零星见有居民区、河、塘、乡村电网、土路及水泥路等；未见有其它明显标志地上、地下管线分布。道路等级为城市支路，路面结构为沥青混凝土路面。

2 沥青路面出现裂缝的危害

在裂缝出现的早期，裂缝在长度与面积上较小，对道路的正常使用没有太大的影响。但时间一长，通过汽车的载荷作用，裂缝会逐渐延展，使裂缝在长度与面积上慢慢增加，最终严重破坏路面，影响道路正常使用。雨水会通过初期的裂缝侵入路面，随着载荷作用与温度变化的影响，在路面内部形成动水压力，温度低时结冰，久而久之，水分会侵入沥青与集料之间，使得沥青从集料表面脱落，影响道路质量，同时使得麻面、洞坑、掉粒等其他病害的发生几率大大增加，影响道路正常使用，缩短道路使用寿命。

3 裂缝的种类与相应成因

沥青路面产生的裂缝种类不一，其相应的成因也不同，分析道路裂缝的防治策略必须明确其类型与成因，然后因地制宜，考虑相应的解决方法。裂缝即是路面承受的应变超过最大极限，以裂缝的形式将应力释放。一般来讲裂缝有两大类：载荷型与非载荷型。载荷型裂缝即是由于路面承受的车辆载荷长期超过设计负载，过大的使用强度使路面产生结构性破坏裂缝。非载荷型裂缝通常是由于温度的变化导致裂缝的出现，其中可分为温度收缩裂缝与温度疲劳裂缝两种。同时，半刚性基层可能会发生温缩或干缩裂缝，反射到沥青层就会引起裂缝，通常情况下这种裂缝由环境湿度与温度条件变化引起。

3.1载荷型裂缝

超过路面设计承受质量的重载荷，是导致沥青路面产生裂缝的主要原因。路面结构层本身具有一定的承载能力，小于路面承载能力的载荷一般不会对路面产生破坏作用，而超过路面承载能力的重载荷会使路面结构层产生弯拉应力，当弯拉应力的最大值超过沥青路面结构层的最大抗拉强度，就有可能导致路面结构层基层产生裂缝。因为结构层基层受到重载荷作用产生的弯拉应力会远远大于路面表层，因此，一般来讲，当路面表层出现了载荷型裂缝时，其结构层基层已经受到了严重的破坏，在车辆载荷的长期作用下，结构层底层出现的裂缝最终传导至表层，形成可见的载荷型裂缝（见图1）。

3.2非载荷型裂缝

非载荷型裂缝主要是由温度因素影响产生。沥青路面各结构层的材料性质与受热条件不同，导致温度在沥青路面各结构层中的传导程度不同，会使沥青路面的表层、中间层与底层以及各层面的表面与内部会存在较大的温差，在温度变化较大的条件下，会使沥青路面各结构受到不同温度应力的影响，最终导致裂缝的出现。通过受到温度应力以及裂缝的产生方式不同，可以将温度裂缝分为低温收缩裂缝与温度疲劳裂缝。

3.2.1低温收缩裂缝

沥青具有在高温条件下弹性高，具有良好的柔韧性，能够承受较高的变形应力的特点，因此，高温环境中的沥青路面在温度变化中承受温度应力的能力往往较强，出现非载荷型裂缝的可能性低。但在低温中，沥青材料受到热胀冷缩的特性的影响，往往会产生收缩，同时变硬，使得沥青路面结构层的柔韧性降低，沥青表层受到各结构层的约束其自由形变的范围缩小，同时，变硬的沥青路面抵抗形变的能力也随着下降，当沥青表层受到的收缩应力超过材料的抵抗应变极限时，加之沥青路面的底层与表层之间的粘合效果不好，基层无法分担表层的应变时，极其容易产生裂缝。

3.2.2温度疲劳裂缝

在温度变化频繁、昼夜温差大的条件下，短时间的温度应力可能不足以使沥青路面无法承受，产生裂缝，但长期的温度变化，会使得沥青路面产生变形疲劳，加速沥青路面的老化，造成沥青混合料的弹性模量降低，沥青固化程度增加，沥青的抵抗应变能力降低，久而久之，温度变化产生的应力或应变超出沥青路面的承受能力，就会造成路面出现裂缝。

3.3反射裂缝

当前，沥青道路的建设多选择半刚性材料作为路面基层，京东方北路的建设也采用了这种方式。应用半刚性材料较之于其他材料做基层，会使道路的最大承受载荷增加，并且可以减小面层的厚度，这样一来，在道路使用性能提高的同时，建设成本也得到了节约。但是应用半刚性材料存在一定的问题，由于半刚性材料是一种水硬性材料，其内部的强度与刚度不会随着基层施工的结束达到最大值，而是随着时间的推移，基层材料的强度与刚度慢慢达到最大值。半刚性材料的使用性质与养护周期，致使应用半刚性材料的道路基层受温度与湿度变化影响极大，前期的施工如果不到位，温度与湿度的变化及其容易使道路基层产生温缩现象，同时受到路基的变形抵抗，导致无法通过变形将应力释放，得到在基层内部产生拉应力，当拉应力超出基层的最大抗拉强度后，基层会产生破坏，形成裂缝。基层产生裂缝处，会与表层的路面形成一个应力集中点，表层受到载荷与温度应力的作用，极其容易将裂缝反射至表层，最终形成反射裂缝。

4 沥青路面裂缝的防治策略

沥青路面裂缝的防治，必须根据施工道路的实际情况，考虑到容易引发裂缝的因素，在前期设计与施工完成后这两个阶段提出相应的对策，做到对沥青路面的良好保护。结合此次京东方北路的设计施工经验，对沥青路面的防治提出以下策略。

4.1前期预防

对道路建成后的车辆荷载进行有效的调查与预判，使道路设计荷载能够满足未来道路使用强度，保证未来道路投入使用后不会产生荷载型裂缝的必要工作。对于京东方北路的设计，考虑到重载车辆不多，车辆平均车速低，提出了相应的载荷设计。基层材料的选择也是影响沥青路面质量的重要因素，在施工中，选择了具有高强度、抗收缩性能好的碱性石灰岩石料，能够有效的保证基层结构的质量。在沥青的选择上，使用了抗开裂性能好、针度大的AH -70，以提高沥青路面的最大变形能力。在沥青的贮存中，不同来源、不同标号的沥青分开存放，使用期间，贮存沥青的沥青罐中的温度不高于130℃，并不低于80℃。存放过程中采取防水措施，避免雨水或加热管道蒸汽进入沥青罐，对沥青品质造成破坏。施工中，采用连续施工，避免层级间的污染，做到基层与沥青表层施工时间差在一年内。在压实成型中，采取多压路机同时进行，紧跟摊铺机进行压实，保证压实质量。

4.2后期整治

由于道路使用强度的提高、道路使用时间长等因素，部分道路的沥青路面难免会出现裂缝，出现裂缝后进行有效的整治.保证裂缝不再扩展，是道路养护中不可缺少的工作。沥青路面裂缝的整治一般有如下方法：

（1）灌缝是裂缝出现初期经常采取的整治方法，根据裂缝的深度不同，采取不同灌缝方式，路面表层出现裂缝一般使用改性沥青进行灌缝，道路基层裂缝一般采取压浆灌缝法。

（2）在道路的中大型养修中，针对出现裂缝的沥青路面，常采取罩面的方法。罩面作為一种综合性的道路养护方法，能够有效整治多种道路病害，对裂缝也具有较好的效果，但需要注意对深层裂缝的彻底整治，避免日后出现反射裂缝。罩面的使用成本较高，但是综合效果持久，能够有效延长道路使用寿命，因此，性价比较高。

（3）路面再生也是一种道路大修的方式，但是再生层相对于原生层效果有较大差距，使用寿命也有缩减。当前路面再生有冷再生与热再生两种技术，利用原有路面材料，经过一系列工艺形成再生层，再在再生层上做封层或沥青的加铺。

5 结语

沥青路面的裂缝问题，影响着道路使用体验，也影响着一个城市的市容市貌，因此，必须做到从前期设计施工到后期道路养护整治这一整个过程的严格控制，尽量保证在材料选择、材料贮存、路基压实、封路修养等一系列环节上的合理科学，为将来道路投入使用后的质量打好基础，延长道路使用寿命。

参考文献：

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