公路工程中沥青路面裂缝的预防

张 卓

(黑龙江省公路勘察设计院)

1 设计方面充分考虑材料性质并选用适合材料

在进行半刚性路面设计时，首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下，应采取改善沥青性质的措施。在稳定度满足要求的前提下，优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。沥青面层采用密实型沥青混凝土。采用合适的沥青面层厚度，确保半刚性基层在使用期间不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。为进一步提高表面层抗温度裂缝性能，可采用橡胶沥青或聚合物沥青在沥青混凝土表面做一封层，也可设置应力消减(应力吸收)中间层。

沥青选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下，可在沥青中掺加各种类型的改性剂，以提高其性能指标。骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时应尽量降低骨料的含水量。混合料级配确定沥青混合料的高温稳定性、疲劳性和低温抗裂性，路面表面特性和耐久性是相互制约的，照顾了某一方面性能，可能会降低另一方面性能。所以混合料配合比设计，实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计，根据当地的气候条件和交通情况做具体分析，尽量互相兼顾。

2 施工期间采用的预防处理措施

(1)提高路基的强度和稳定度。

路基是路面的基础，路基又是经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的强度和稳定性极为重要，否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。因此，必须采取有效措施处理好影响路基工作区的稳定性和强度的关键环节，最大限度地减小路基完工后的沉降量。

路基的强度主要是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、砂、砾类土，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。

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的最经济、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，每层的松铺厚度不应大于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。

降低地下水位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。当开挖后发现地下渗水，无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，确保其强度和稳定性。

(2)基层应有合理厚度。

当基层厚度增加时，其承载能力也迅速增加，试验证明，半刚性基层厚度由10cm增加到25cm时，其承载力提高为原来的3倍。

(3)修筑防裂路面。

研究表明，面层反射裂缝明显地受沥青面层厚度的影响，厚度超过15.0cm的面层可有效地防止受拉疲劳所产生的裂缝，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10.0cm的沥青面层时，在形成反射裂缝前可累积通过标准轴载10×10次。如果沥青面层加厚到15.0cm，则可通过20×10次。如沥青面层加厚到17.5cm则可放心使用。

(4)选择防裂性能好的材料

选用抗冲刷能力好，干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料做基层，最好使用温度膨胀系数低的骨料。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;在缺少优质沥青的情况下，应采用某些添加剂或聚合物，以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。在稳定度满足要求的前提下选用针入度较大的沥青做面层，国外的研究表明:在沥青混凝土中使用软的沥青可以阻止低温收缩及高温疲劳作用两种机理引起的裂缝扩展。采用密实型沥青混凝土面层空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响，密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢，同时也延缓了裂缝的扩展。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。同时应合理选配混合料级配，兼顾其高温稳定性，疲劳性能和低温抗裂性能，以及路面耐久性等各方面的要求。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。也可采用橡胶沥青或聚合物改性沥青在沥青混凝土表面做封层，以进一步提高表面层的抗温性。

(5)设置应力吸收层。

在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。

(6)新铺半刚性基层的开裂预防技术。

在半刚性基层上锯缝，即在结构层碾压前切割一条缝直到底层。缝宽为0.5mm，内填沥青砂或沥青乳液，随即将切缝快速封闭，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2～3mm)，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和减缓裂缝贯穿沥青层。