探讨高海拔区沥青路面裂缝成因与裂缝防治

探讨高海拔区沥青路面裂缝成因与裂缝防治

张锦钰

甘肃省武威市天祝藏族自治县小城镇建设办公室733299

摘要:沥青路面病害多而复杂，各种各样的裂缝是沥青路面的常见、最易发生和易早期产生的病害之一。初期的细微裂缝对行车无重大影响。由于水分沿裂缝渗透，使基层及土基含水量增加，承载力降低。在车辆荷载作用下裂缝进一步发展，导致路面沉陷、唧浆等破坏。对沥青路面的使用寿命和使用性能产生极大的危害。增加行车不安全因素。本文主要针对高海拔地区沥青路面裂缝的种类及其成因展开论述，并提出相应的防治措施。

关键词:高海拔地区;沥青路面;裂缝

0引言

我国西藏、青海、云南等地区由于具有海拔较高、气候寒冷、昼夜温差大、冻融循环频繁等特殊的气候和环境条件，致使沥青路面开裂严重。同时半刚性基层由于稳定性强、承载力大以及抗疲劳性能良好，在我国高海拔地区公路建设中得到了大规模应用。高海拔地区恶劣的气候条件使半刚性基层强度降低，难以形成板体结构，半刚性基层的开裂逐渐反射至沥青面层，造成路面整体的承载能力和抗变形能力下降，严重影响了路面的使用性能和使用寿命。因此，分析高海拔地区沥青路面裂缝出现的原因，并采取相应的处治措施对高海拔地区公路建设和养护具有重要的指导意义。

1高海拔地区沥青路面裂缝类型及成因

高海拔地区沥青路面产生的裂缝最多的是横向裂缝，而引起横向裂缝的原因很多，如温度变化、地基或路堤的不均匀沉降、半刚性基层的反射裂缝以及刚性路面的接缝等。综合来看，高海拔地区沥青路面的裂缝主要可以分为以下几种类型。

1.1温度裂缝

温度裂缝是高海拔地区沥青路面开裂破坏的主要形式。高海拔地区由于昼夜温差大、紫外线辐射强烈，沥青老化速度快。气温骤降会引起沥青路面面层的温度收缩，在一般情况下由于沥青混合料的应力松弛性能较好，温度骤降时沥青混合料产生的温度应力较小，但高海拔地区的沥青老化引起的沥青混合料变形性能差，因此产生的温度应力大，当温度应力超过沥青混合料的抗拉强度时就会产生温度裂缝。

温度裂缝往往是由沥青路面表面产生，并向下发展。温度裂缝的出现，不仅破坏了沥青路面的整体性和美观性，而且水分会通过温度裂缝进人路基内部，使路基软化，承载能力下降，进而使沥青路面发生沉陷，引发龟裂，使沥青路面的使用性能大幅降低，对道路的质量和使用寿命受到极为不利。

温度疲劳裂缝是温度裂缝的另外一种形式。高海拔地区由于气温变化无常，温度的反复升降容易使沥青混合料产生温度疲劳应力，加之高海拔地区沥青混合料的极限拉伸应变小，沥青混合料的应力松弛能力低，即使在温度应力不太大时也容易引发温度疲劳开裂。此后，随着年份的增长，温度疲劳裂缝会不断增多，形成网状裂缝。

此外，沥青材料性能不足和沥青路面结构设计不规范也会引发温度裂缝。改善沥青材料的性能能极大地减少高海拔地区沥青路面的温度开裂现象;沥青路面越窄，温度裂缝的间距越小;适当增大沥青路面的厚度能大幅减少温度裂缝的数量;施工时，路面的压实程度也是决定温度裂缝是否出现的主要因素，因此必须保证路面的压实度。

1.2反射裂缝

由于我国的沥青路面基层大都选用半刚性基层，半刚性基层虽然具有强度高、可提高路面承载能力、减少道路材料用量、节约工程造价等优点，但半刚性基层同样存在着自身难以克服的缺陷和不足。半刚性基层的强度和刚度较大，由于干缩和温度开裂容易使其形成一个具有一定宽度和间距的板块，又由于该模块的弯曲应力和回弹模量较大，因此就降低了路基土顶面的垂直压应力。半刚性基层的干缩裂缝和温度裂缝逐渐向上传播，逐渐反射至沥青路面面层，导致了反射裂缝的出现。当降雨发生时，雨水通过反射裂缝下渗，集聚于面层和基层之间，在车辆荷载作用下，水对基层造成冲刷，出现基层哪泥现象，哪泥使沥青面层和半刚性层之间的赫结力降低，在车辆荷载作用下加速了沥青路面结构的破坏。

1.3疲劳裂缝

疲劳裂缝是沥青路面常见的裂缝之一。疲劳裂缝是自下而上进行传递，当沥青层层底的拉应变大于极限拉伸应变时，沥青路面将发生疲劳破坏。造成高海拔地区沥青路面出现疲劳裂缝的原因主要有两个:一是施工时基层的压实度不够，甚至没有成型，引发疲劳裂缝的产生;二是路面基层强度太大，在沥青层铺筑之前基层已严重开裂，使用过程中在车辆荷载的反复作用下，此类裂缝逐渐向上扩展，直至沥青面层。

1.4冻胀裂缝

高海拔地区季冻时间长、季冻期温度极低，路基中的水分结冰使得路基发生膨胀。由于水分补充作用改变了路基中水分的渗透性能，春季时冰融化，路基的冻胀使路基开裂并传播至沥青路面面层，且其宽度大、深度深。此种裂缝在路面和路肩的交界处最为常见，是一种边缘裂缝。

2高海拔地区沥青路面裂缝的防治

2.1温度裂缝的防治

造成高海拔地区沥青路面出现温度裂缝的原因多种多样，主要可以从原材料选择、沥青路面结构设计、施工控制等方面加以防治。

(1)原材料选择

①合理选用沥青材料:高海拔地区应该选用针人度、低温延度较大，勃度较低的沥青材料。沥青材料应该在保证高温性能的前提下，有较大的变形能力。另外，应选用温度敏感性较小、低温延伸性能好、应力松弛性能好的沥青材料，采用PG分级较小的沥青结合料。

②集料的选择:为了保证沥青混合料的变形性能，减少由于温度变化产生的温度裂缝，成型沥青混合料时必须选择吸水率较小的集料，粗集料的吸水率应该严格控制至小于2%;另外，粗集料应该选用100%轧制的碎石。

③油量的控制:适当增大沥青混合料中沥青的用量能在一定程度上改善沥青混合料的低温抗裂性，防止温度裂缝的出现，但必须要保证沥青混合料的高温稳定性满足要求。

④添加纤维:纤维在沥青混合料中具有吸油和加筋作用，能阻止沥青混合料的低温开裂，防治沥青路面出现温度裂缝。

(2)沥青路面结构设计

①适当增大沥青面层的厚度，采用柔性基层，或者在半刚性基层与沥青层之间设置级配碎石过渡层都能减少温度裂缝。

②选用不透水的密级配沥青混合料作为路面的面层，或者选用摩擦系数大、粗糙的基层都能减少温度开裂。

(3)施工控制

①充分碾压、合理安排施工工序都能减小沥青路面的温度开裂。

②做好接缝处理，避免冷接缝，做好排水。

2.2反射裂缝的防治

①尽量降低无机结合料稳定料的收缩性能和抗裂性能，减小半刚性基层产生裂缝的可能性，从源头上遏制反射裂缝的出现。

②合理增大沥青面层的厚度，在沥青面层与半刚性基层之间设置应力吸收层，或者采用柔性基层都能防治反射裂缝的出现。

③施工时合理选择水泥和集料等原材料的品种和用量，减小水泥稳定集料的强度和刚度。

2.4冻胀裂缝的防治

冻胀裂缝主要是由路基的冻胀引起的，因此必须做好路基的排水，采用透水性较好的材料填筑路基;在季冻较严重或者粉性土路段还可以用粗砂或炉渣等透水性材料铺筑透水隔离层，防止路基冻胀，进而阻止冻胀裂缝的出现。

3结论

高海拔地区由于常年气温低、昼夜温差大、紫外线辐射强烈，沥青路面会出现温度裂缝、反射裂缝、疲劳裂缝和冻胀裂缝等各种形式的裂缝。裂缝的出现极大地损害了道路的使用性能，严重缩短了道路的使用寿命。针对高海拔地区沥青路面裂缝现象进行分析，认为造成路面开裂的原因较多，可以通过调查取样，选择合理的防治措施，对高海拔地区沥青路面裂缝进行防治。

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