公路沥青路面裂缝的预防和处治

公路沥青路面裂缝的预防和处治

许建峰

许建峰（宝鸡公路管理局麟游公路管理段，陕西宝鸡721500）

摘要：依据省道306线K177+000—K190+000段路面产生的裂缝、推移病害现状，在分析病害成因和现状的基础上，采用了几种处治方法，收到了良好的效果。

关键词：公路沥青路面；裂缝；预防；处治

我段管养的省道306线K177+000—K190+000段为2001年通县油路路面大修工程，结构层为基层22cm二灰碎石，面层4cm细粒式沥青砼，通过近年来的使用，油路面的推移、裂缝较为严重，多次修复，其效果不佳，为此我们采用了以下几方面的处治方法，其效果良好。

在半刚性基层沥青路面中，随着路面使用时间的延长，路基中的干缩和温缩裂缝逐渐向上扩展到路表，致使横向裂缝不断增加，缝宽增大。横向裂缝再不断产生纵向裂缝，最终路面出现大小不等的独立板块。在表面水的作用下，裂缝附近的基层含水量增大，甚至饱和，路面强度明显降低。在大量行车荷载反复作用下，含水路基受冲刷不断产生唧浆和沉陷等现象，最终导致路面很快产生结构性破坏，道路结构也逐渐丧失承载能力。

通过实际施工是我们体会到，延缓和减轻半刚性基层沥青砼面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝，可采用以下两种方法：一是在施工期间就采取相应的预防或处理措施；二是在维护养护时，选用合适的加铺层体系。在有条件时，为获得最佳效果，可综合运用这两种方法。具体说，沥青路面裂缝的预防和处治措施有如下几种：

1提高路基强度和稳定性

路基是路面的基础，路基工作区又是路基承受行车荷载影响较大的深度区域，该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构强度和稳定性极为重要，否则将产生不均匀沉降，使路面产生开裂。因为，必须采取有效措施处理好影响路基工作区稳定性和强度，最大限度地减少路基完工后沉降量。

路基工作区的强度主要在填筑过程中形成的，必须严格控制路基的填筑工艺，确保路基强度。填筑材料首选石、砾、砂类土；其次选用含砾、砂低液限粘土；再次选用低液限粘土。粉质土和有机土不能用于填筑路基。

在路基、路面设计时，车辆荷载是按标准额定轴载（BZZ-100）考虑的，公路路基成型后，路基工作区的深度就固定成型了。公路交付使用后，当公路上车辆超载运行时，路基工作区的深度必会随之加大。由于超载的缘故，路基工作区的实际深度超出了预设深度，这样未经处理的超出部分的路基强度、稳定性、刚度明显不足，在实际使用中，路基、路面就会产生裂缝、沉陷、车辙、变形过大等病害。因此，面对当前公路超载现象十分普遍的情况，建议在路基施工时，路基工作区的控制深度最好大于路基工作区的设计深度，以防患于未然。

压实度是反映路基强度的重要指标，也是提高路基强度和稳定性最经济、最有效的技术措施，施工中必须严格检测控制，使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响，施工中要插杆挂线，每层松铺厚度不应大于30cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面，凡是检测结果达不到规定值的要加压处理或推除重填。

降低地下水是提高路基强度的重要措施，路面底下80cm路床是路基的关键部位，它直接承受和吸收路面的扩散应力，要有足够的强度和稳定性。如果开挖路床后发现底下渗水，不论流量大小都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑，土质差的地段要进行换填处理，确保基强度和稳定性。

2基层应有合理的设计厚度

当基层厚度增加时，基承载力也迅速增加，试验证明，半刚性基层厚度由10cm增加到25cm后，基承载力提高为原来的3倍，因此，应在投资允许的情况下，尽可能增加基层厚度。

2.1修筑防裂路面

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。厚度超过15cm的沥青面层可以有效地防止路面拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。

国外资料介绍，在贫混凝土上铺筑10cm的沥青面层后，其在反射裂缝形成前可累积通过标准轴载10×10次。如果沥青面层加厚到15cm，则可通过20×10次。如沥青面层加厚到17.5cm，则可放心使用。

2.2选择防裂性能好的材料

选用好的防裂材料也是预防沥青路面产生裂缝的关键之一，在采取此种技术手段时，应注意以下几个问题：

（1）选取用抗冲刷能力好、干缩、温缩系数小抗拉能力高的半刚性材料作基层，最好使用温度膨胀系数低的骨料。

（2）选用松弛性能好的优质沥青做面层，保证沥青的针入度、延度等指标，在缺少优质的情况下，应添加一些添加剂或聚合物，以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。

（3）在稳定度满足要求的前提下，选用针入度较大的沥青作面层。经查阅有关资料，美国和英国研究表明，在沥青砼中使用较软的沥青，可以阻止低温收缩及高温疲劳两种作用机理引起的路面裂缝扩展。

（4）应尽量采用密实型沥青砼面层，空隙率对面层的疲劳寿命影响很大，密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢，同时延缓了裂缝的扩展。

（5）沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性，则应填加一定数量的抗剥落剂或灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时，应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂。

（6）沥青混合料的级配也是一项重要因素，在合理选配混合料级配时，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。

（7）在条件允许的情况下，可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石（SMA）混合料和采用改性沥青。SMA混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、抗车辙性，使用寿命长等优点，是防裂路面设计时应选用的一项新技术。

（8）用橡胶沥青或聚合物改性沥青作沥青砼表面的封层，可进一步提高表面层的抗温度裂缝能力。

2.3设置应力吸收层

设置应力吸收层也是预防沥青路面裂缝的重要措施之一，在应用该技术时，也应该注意以下几个问题。

（1）基层与面层之间可铺橡胶沥青中间层，预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层，使粘度沥青砼层等，这些中间层可以均匀吸收路基反射上来的应力。

（2）采用应吸收薄膜，对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产生应力传到面层时大为减少，明显降低应力强度因子。吸收薄膜的弹性模量越低，防裂效果越好，因此，在选用应力薄膜时，应选用低模量、高韧性、大变形率的材料。就目前常用的材料而言，土工织物与沥青橡胶薄膜的弹性模量都较低，变形率较大，不存在低温脆裂问题，效果更佳。

（3）采用土工格栅来为沥青路面结构加筋，能在一定程度上控制路面车辙，反射裂缝和疲劳裂缝的产生。

（4）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，施于面层中间形成的一薄膜，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。

3半刚性基层新的预开裂技术

在半刚性基层上锯缝，即在结构层碾压前切割一条缝直到层底。缝宽为0.5cm，内填沥青砂或沥青乳液。切割填充沥青砂或沥青乳液后快速封闭，然后以正常方式碾压该层，其目的就是预先制造更直、更多规则间距的裂缝（通常间距为2~3cm），这样它比自然裂缝更细、裂缝位移更小，从而避免裂缝边缘的快速恶化减缓裂缝贯穿沥青层。