分析沥青混凝土路面裂缝的形成原因与治理措施

分析沥青混凝土路面裂缝的形成原因与治理措施

袁伟成

袁伟成

青海省天翔工程科研检测有限公司青海西宁810028

【摘要】沥青路面裂缝作为一种较为普遍的路面病害正引起越来越广泛的重视，注意积累经验，树立预防为主的思想，加强施工控制，最大限度地防止裂缝的产生。对出现的裂缝要因地制宜地采用合理的方法加以治理，防止路面病害的扩大，最大限度地延长沥青路面的使用寿命。本文简述了沥青混凝土路面裂缝主要存在的几种常见现象与各种形式裂缝形成机理和原因，从设计和施工提出了相应的治理措施。

【关健词】沥青混凝土、路面裂缝、治理措施

前言：

沥青混凝土路面具有行车舒适、低噪音、少扬尘、维修方便等点优点在工程设计中被广泛采用，但裂缝却是该类路面类型的常见病害之一。裂缝的出现使路面质量明显下降，同时也带来路面病害的恶性循环，渗水导致路基整体强度降低。在荷载作用下，出现局部区域弱化，使外部水侵人路基，引起路基路面下陷;如果发生冻胀，路面会隆起，春季气温回升会引起翻浆等病害。

一、分析裂缝的种类及产生裂缝的原因

目前，城市道路路面使用周期大大缩短，远达不到设计使用年限即出现破坏现象。沥青路面的裂缝尤其严重，其中有网裂，龟裂，纵缝，横缝等。其原因是多方面的，有执行标准、设计、施工方面的原因；有交通量迅猛增加的原因；有原材料质量的原因。沥青路面开裂的主要原因可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝，一般称之为荷载型裂缝。另一种主要是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疲劳裂缝，一般称之为非荷载型裂缝。由于我国现行沥青路面设计规范中规定或推荐沥青路面采用半刚性基层。所以还存在着因为半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝；由于施工的原因产生的横向裂缝和纵向裂缝。

1.1强度裂缝由于路基路面整体强度不足引起的裂缝，表现为裂缝附近弯沉值较大，出现沉陷、车辙等病害

1.2老化裂缝由于沥青材料老化，变形能力减弱、路面被拉断，呈现龟裂等状。

1.3沥青面层弯拉疲劳裂缝由于使用材料性能所致，路面材料弯拉强度不足，在车轮荷载反复作用下，路面发生弯拉疲劳裂缝，这种裂缝往往先纵向出现后发展为网状裂。

1.4低温收缩裂缝由于温度季节变化，温度下降时，里面发生就爱哦犬的收缩应力，在外荷载作用下也会发生疲劳断裂。

1.5路基不均匀沉陷和施工接缝处理不佳导致沥*混凝土路面裂缝

1.6路基冻涨裂缝由于路基被水渗后，在含水量较大的部分，冬季冻涨将路面拱起而断裂。

1.7基层反射裂缝，在沥青面层与水泥碎石稳定砂基层结合良好的前提下，基层接缝处应力集中使得裂缝直接扩展至沥青面层，而应力集中多来源于温度的变化和行驶车辆荷载反复作用;同时在车辆荷载下使沥青混凝土面层在接缝处产生较大弯沉而相应产生最大的应力，从而使接缝处顶部的沥青面层成为反射裂缝产生的最可能部位。

1.8检查井周围沥青混凝土路面的裂缝，沥青混凝土路面由于温度、应力、弯拉等联合作用使检查井周围的沥青混凝土路面更易破坏，破坏的形状随着通车时间的长短呈现宽度、厚度不等的环状裂缝。

二、简述治理裂缝的有效措施

沥青混凝土路面裂缝产生的原因是多方面的，所以裂缝防治也要综合考虑，只有在设计、选材、施工、养护等方面充分考虑防裂病害，才可能有效防止沥青混凝土路面裂缝的产生。

2.1合理设计

2.1.1路面厚度的确定，沥青硷路面为柔性路面，必须根据道路等级、交通量、自然地基地质情况，道路基层情况和施工季节等综合因素计算其设计厚度。对旧水泥路改造过程中，沥青混凝土面层厚度的确定应充分考虑结构强度因素，与结构强度有关的设计层厚度应该以经验确定。与非结构强度因素有关的面层厚度确定，主要考虑道路沿线高程的控制，沥青混凝土最小摊铺厚度要求，面层与板的结合问题以及工程费用控制等，有效的加罩厚度以10~15cm为宜。

2.1.2沥青混凝土的级配设计，为了提高路面的抗滑能力和抗车辙能力，国内高等级道路普遍采用较粗级配，用油量少，空隙率偏大，传荷载能力削弱，容易开裂，耐疲劳能力降低，建议在设计过程中应考虑多方面作用，并根据设计厚度选择适当的混合料类型。

2.1.3使用土体固结剂，在经济条件许可的条件下，从长远考虑，可尝试将土体固结剂用于高等级公路的路基、路面及护坡等处，以提高土体的水稳定性。

2.1.4使用粘层油，在封层之间或具有裂缝的路面层之间涂刷粘油，它能有效的去除反射裂缝。

2.1.5设计应力吸收层与加筋层，通过对反射裂缝产生的原因分析，再结合国内外的实践经验和近年高等级公路的发展情况，为防止反射裂缝，可针对工程具体情况采用如下措施。

(1)应力吸收:在沥青混凝土面层与原路面之间采用弹性模量较少的材料，如土工布、砂、石屑等，目的就是消除应力集中。

(2)加筋:采用强度和弹性模量较大的材料，以提高面层的抗拉强度，如钢筋网、玻璃纤维格栅，纤维沥青混凝土等。

2.1.6使用嵌缝材料，在旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土时，常常在胀缝处出现横向反射裂缝，原因是嵌缝料不饱满或日久老化，采用耐水、耐油、耐大气老化等优良的耐腐蚀性和防水密封性的嵌缝料。

2.1.7检查井周围沥青混凝土路面易损的防治措施

(1)改善面层与基层的接触条件：面层与基层之间是滑动还是连接，相应在面层底面产生的弯拉应力，前者比后者大的多，两者至少相差50%以上，最大可达10倍左右，故在施工过程中应洒粘层油可增加与其基层的接触程度，使弯拉应力最小。

(2)加强基层：基层增加弹性模量可有效的减少沥青层底面的弯拉应力，在设计及施工中应着力提高检查井周围基层材料的强度和密度。

(3)加铺网状格栅：在面层的底面加铺纤维格栅一类的加筋网片，使温度产生的收缩应力和车轮荷载的弯拉应力由网格状的加筋来承担，可大大的提高局部沥青混凝土的使用寿命，较好的解决检查井周围沥青混凝土过早裂缝的问题。

2.2合理选材

2.2.1选择抗裂性好的材料作基层：为减少收缩裂缝，宜在沥青混合料中适当增加粗骨料(4.7Scm以上)的含量，降低施工含水量，减少结合料和提高压实指标。

2.2.2推广应用抗裂性好的改性沥青：改性沥青和普通沥青相比，在低温粘度、感温性、耐老化等指标方面均占优势。

2.2.3选择合适的矿料：无论采用何种骨料，为使沥青与骨料发生强烈的吸附作用应使用抗剥落剂，以延缓荷载和温度的反复作用发生沥青剥落而产生的水毁限制矿骨料间作用。

2.3正确施工

确保施工质量，保证摊铺质量，碾压强度，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。

基层、底基层养生期要满足要求，切勿不要为赶工期提早铺筑面层，以防基层破坏而导致面层产生的反射裂缝。

加强运料车的保温工作，保证适宜的摊铺、碾压温度，及时摊铺并保证供料和施工的连续性。

2.4加强养护，及时维修

完善排水设施，确保路面排水顺畅，基层与面层之间不得形成蓄水槽。沥青路面的早期破损应及时处理，避免基层破坏进而加剧面层的破坏，增大路面维修费用及时间。常用的维修方法有:灌油修补法;乳化沥青稀浆层;沥青混合料罩面及现场沥青再生法。

三、结束语

总之，对出现的裂缝要因地制宜地采用合理的方法加以治理，防止路面病害的扩大，最大限度地延长沥青路面的使用寿命。有效防止和控制沥青混凝土路面裂缝的发生，要从路面设计、材料选材、施工工艺、养护方法等环节考虑，综合大局及长远利益，才能达到延长路面使用寿命的目的。

参考文献:

[1]邓学钧.路基路面工程.人民交通出版社.

[2〕公路沥青路面设计规范(JTGDSO-2006).人民交通出版社.