浅谈半刚性基层沥青路面裂缝防治

李 静

1 半刚性基层沥青路面裂缝产生的原因

我国现行JTG D50-2006沥青路面设计规范中推荐沥青路面采用半刚性基层。在实际应用中存在半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青路面层产生的反射裂缝或对应裂缝。此类裂缝主要是非荷载作用产生的，在某些情况下也可能是由温度和荷载共同作用的。

还有沥青路面的结构性破坏裂缝主要是由于行车荷载引起的。在车轮荷载作用下，半刚性基层承受的应力大于其使用材料的抗弯拉强度时，半刚性基层的底部就会开裂。在行车荷载的反复作用下，特别是超限车辆作用下，底部的裂缝会逐渐扩展到上部，同时也使沥青面层产生开裂破坏。

2 影响裂缝产生的主要因素

2.1 沥青基沥青混合料的性质

沥青混合料是一种热胀冷缩型材料，其在温度变化超出沥青混合料的极限拉应力后，便产生低温裂缝和温度疲劳裂缝。沥青混合料的低温抗裂性等指标是决定沥青路面是否开裂的最根本因素，沥青原材的低温抗裂性又是决定沥青混合料低温抗裂性的关键。在沥青性能指标中，影响最大的是温度敏感性，温度敏感性大的沥青更容易开裂。

2.2 基层材料的性质

基层材料的收缩性愈小，面层裂缝愈小。目前崇信公路管理段养护的公路路面基层类型有两种:水泥稳定砂砾基层和石灰稳定砂砾基层，砂砾的性质决定了基层的强度和对温缩等变形的抵抗能力。

目前在半刚性基层施工中均采用天然砂砾，集料级配控制不严格，为提高强度，在配合比设计时采用加大水泥含量的方法提高混合料强度，水泥含量提高，基层的强度也相应提高，但脆性也增大，易出现收缩开裂，是基层早期出现裂缝现象的主要原因。

2.3 气候条件

极端最低温度、降温速度、低温持续时间、升降温循环次数是气候条件影响路面温缩裂缝的重要因素。

2.4 交通量和车辆类型

半刚性基层中的最大拉应力，通常是由最重的车轮荷载产生的，目前就崇信公路管理段养护的公路来看，大部分为超重的拉煤车，交通量大于设计。车辆类型大于设计标准轴载BZ-100，是造成沥青路面裂缝破坏严重的主要原因。

2.5 施工因素

主要有半刚性基层混合料施工碾压时的含水量、压实度、基层的养护时间及养护质量、暴晒时间等因素，对裂缝的产生都有较大的影响。

3 沥青路面裂缝的防治

半刚性基层沥青面层的荷载性裂缝和非荷载性裂缝，可从如下两方面进行防治:

1)在施工期间从材料到施工工序都严格按设计及规范控制，同时可采用相应的预防裂缝或处理措施;

2)在维修养护时选用合适的加铺层体系。有条件时未获得最佳效果可综合应用这两类方法。

3.1 半刚性基层施工应有合理厚度和施工方法

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

在施工过程中一般二级公路由于半刚性基层设计厚度为25 cm～27 cm，为保证施工压实度，施工单位将一层分为12 cm+13 cm，15 cm+12 cm或13 cm+14 cm两层施工，使半刚性材料结构厚度小于最小压实厚度，在重载车的作用下，薄的半刚性基层易产生过大拉应力而出现开裂。在施工时应避免设置过厚或过薄的基层，一般摊铺层压实厚度宜为18 cm～20 cm，在有特重型的压实设备并经实测能保证压实度的条件下，可适当增加压实厚度。

3.2 选择符合规范要求的材料

1)选用级配符合要求的半刚性材料作基层。目前半刚性基层采用天然砂砾，施工级配难控制，施工所用材料与标准试验送样样品差别较大。就平凉地区来说，几乎没有符合规范要求级配范围的天然砂砾，各地的天然砂砾都缺少4.75 mm以下的细集料，只有掺配水洗砂方可符合规范要求级配。

2)选用性能好的优质沥青做面层，保证沥青的针入度，延度等指标符合设计及规范要求，并结合当地的交通量及气候条件采用改性沥青以提高沥青的低温抗力性能。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。

3)采用密实型沥青混凝土面层。空隙率对面层的疲劳寿命有较大影响，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。

4)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，确保混合料的抗剥落性能不小于4级，使用机制砂代替圆颗粒的天然砂。

3.3 改善约束条件，设置应力吸收层

在基层与层面之间铺设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，可分散应力，起到延缓甚至能阻止裂缝的发生，由于成本较高，目前在二级公路路面设计中运用较少，大部分在高速及一级公路上使用。今年总段凤嵋一级高

等级公路养护维修工程中采用同步碎石封层作为应力吸收层——改性沥青路面，对裂缝进行处治，处治后行车至今效果很好，长期效果有待进一步观察。

3.4 施工时控制裂缝发生的措施

1)施工方面，控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量，在混合料拌合过程中，随时检测集料含水量，使混合料含水量与最佳含水量偏差不超过1%，压实度必须达到规范要求，同时要防止过压现象发生，碾压完成后要及时保湿养护，防止基层干晒，养护结束后立即喷洒透层沥青，尽快铺沥青面层，缩短基层暴晒时间。在半刚性基层混合料拌合时严格控制水泥含量，水泥剂量不得超过6%。在施工前应根据料场材料做验证，在强度达不到要求时，首先调整。改善集料的级配和混合料结构形态，使其达到设计强度要求，不宜盲目地增加水泥剂量。

2)拌合沥青混合料时控制好加热时间和加热温度，既不使沥青老化也不能使施工温度低于规范要求，面层在铺筑时要及时碾压，使沥青混合料达到规范要求，也可预防反射裂缝的产生。

3)提前进行预防性养护，减少裂缝发展。在工程竣工后，交由养护单位进行养护时，应及时调查路面裂缝等破损情况，及时进行预防性养护，以延长路面使用寿命。目前预防性养护采用较多的有:沥青混凝土罩面，同步碎石封层，稀浆封层和微表处等，都能较好的对已出现的路面裂缝进行处治，防治裂缝进一步发展。

4 结语

半刚性沥青路面由于交通量和地理环境不同，在行车过程中总会出现裂缝，目前还没有一个能完全杜绝裂缝的产生措施，但随着施工机械化程度的提高和施工工艺水平的不断提高，注重原材选择，重视施工监测，提高施工质量，严把施工细节，使半刚性基层沥青路面收缩性降低到最小，能大量减少裂缝的产生，延长半刚性沥青路面的使用寿命。

［1］ 张满海.浅析沥青路面裂缝的原因及防治［J］.山西建筑，2010，36(34):278-279.