浅议风积沙地带高速公路沥青路面反射裂缝问题与防治

黄运华

中路高科交通检测检验认证有限公司陕西分公司 陕西 西安 710065

引言

该高速公路在竣工验收时，经路面检测发现，风积沙地带沥青路面出现较多等间距横向裂缝，针对该裂缝的成因进行了调查研究，得出该裂缝为反射裂缝。为此对反射裂缝的成因和防治措施进行探讨，达到提升高速公路施工质量及使用年限、降低道路隐患、保障行车安全等目的。

1 反射裂缝成因

沥青面层主要是为了满足路面的功能要求而设置的，具有平整、耐磨、防水、防尘、减小噪声等作用。但由于其本身的强度与半刚性材料相比很小，所以在路基、基层发生不均匀沉降和温度变化出现裂缝时，会反射到沥青路面上来，形成反射裂缝。国内外沥青路面调查研究表明，半刚性路面基层的反射裂缝主要是非荷载型的，是由于温度的冷缩和材料的干缩而引起的，在某些情况下也可能是由温度和荷载共同作用而产生的[1]。

结合该高速公路所处地理与气候状况、施工过程质量控制情况调查发现，反射裂缝的形成有以下主要原因。

1.1 地理与气候状况

该高速公路处于半干旱大陆性季风气候区的沙漠边缘，全年有风天气较多、冬季严寒漫长、夏季降雨时间短且集中、昼夜温差较大，都易引起半刚性基层温缩产生开裂，诱发反射裂缝；由于气温的降低使沥青的延度降低，所以在冬季时半刚性基层的温缩裂缝，更容易引起沥青面层产生反射裂缝。

1.2 施工过程质量控制情况

由于路基采用风积沙填筑，风积沙的透水性与吸水性均较大，会使基层混合料处于失水状态；以及该地区处于半干旱区域、日照强烈、风力大、蒸发量较大等施工条件。同时因工程进度关系，施工半刚性基层混合料在配置时选择了较高的胶凝材料掺量，使混合料早期强度较高，利于下一道工序开展；但较高的混合料胶凝材料掺量，最终将使混合料龄期强度增高，使半刚性基层变为刚性基层，刚性基层在没有预裂切缝的情况下，会等间距产生干缩裂缝。再者地处风积沙地带，施工养护用水困难，部分施工段落存在养护不到位的情况。以上原因会造成新铺筑的半刚性基层随着混合料中水分的减少产生干缩和干缩应力，水分减少的越快、越多，所产生的干缩应力越大。所以在铺筑沥青面层前未产生干缩裂缝的半刚性基层，在铺筑面层后不易再产生干缩裂缝，但若在铺筑面层前基层已产生了干缩裂缝，铺筑面层后原来的干缩裂缝会继续拉开和扩展。

2 预防措施与治理

（1）半刚性基层目前最普遍使用的是水泥稳定碎石与石灰粉煤灰稳定碎石两种类型。从强度和刚度来说，水泥稳定类早期强度、刚度高，增长速度快，一个月以后基本可达到设计强度的要求；而石灰粉煤灰稳定类早期强度低，增长速度慢，半年后才能达到设计强度。从变形能力和裂缝数量来说，水泥稳定类比石灰稳定类更为严重，前者的干缩系数约为后者的5倍以上，水泥稳定类的反射裂缝更为严重。因此，在条件允许的情况下，最好选择石灰粉煤灰稳定类基层，这样可大大减少反射裂缝的产生。

（2）合理控制胶凝材料掺量与及时养生。应重视过高的胶凝材料掺量对于半刚性基层的负面作用，同时注重已成型基层的养生，可对基层进行覆盖洒水、喷洒养护剂、改性沥青乳液封闭等措施防止水分快速流失，减少裂缝的产生。

（3）适当控制基层材料中细集料的含量及塑性指数，细集料中小于0.075mm的颗粒含量不应超过5%。工程实践证明，基层混合料中小于0.075mm颗粒含量较大，及塑性指数较高时，在混合料硬化过程中，自身收缩较大，极易形成干缩裂缝。

（4）为避免或减少出现反射裂缝，基层混合料应具有严格的级配范围，对于水泥稳定类型、石灰粉煤灰类型与无机结合料级配碎石应按规范规定的级配范围确定参配比例，或者进行专项的试验论证选取抗冲刷能力好、干缩、温缩系数小的半刚性基层材料作为基层，最好使用温度膨胀系数低的骨料，减少温缩与干缩。

（5）选用松弛性能好的优质沥青作沥青混合料，保证沥青的针入度、延度等指标，在缺少优质沥青的情况下，可对沥青进行改性处理，以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。对沥青混合料中的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性能强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。在选配混合料级配时，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。

（6）对于基层已经出现干缩和温缩裂缝的部位，必要时可铺设土工布或玻璃纤维网，增强两者之间的连接，防止在这个薄弱部位出现的开裂向路面反射。对于沥青面层出现的反射裂缝，应及时对裂缝进行清理后，注入改性沥青进行封堵，防止雨水渗入基层及路基，造成进一步破坏。尤其在冬季时，由于沥青的延度降低，裂缝的开裂程度会加剧，宜在此时对反射裂缝进行灌缝封闭处理。

3 结束语

通过对该高速公路所处自然环境及施工过程质量控制的调查研究和分析不难发现，风积沙地带高速公路建设的一些自然环境的制约和施工过程质量控制中存在的不足，是反射裂缝形成的主要原因。反射裂缝不仅沥青路面有裂缝，更严重的是路面基层的裂缝，如果雨水顺着这种裂缝渗入路基，会造成路基软化、强度下降、冰冻膨胀等一系列的质量问题；同时反射裂缝会影响沥青路面的整体性，造成路面松散、行车噪声增大等质量问题。应重视反射裂缝的产生原因和预防处理措施，避免路面出现过早损坏及使用寿命降低。