市政沥青路面开裂的原因及预防措施

林佳梅

摘要：沥青路面裂缝的形式多样，产生的原因不一。本文重点分析了引起市政沥青路面裂缝产生的行车荷载、温度、水损坏、施工、超载等五种原因，并提出了设计、施工、材料及超载超重等四方面的预防措施，最大限度地降低沥青路面裂缝的产生，确保沥青路面的使用寿命。

关键词：沥青路面；裂缝；原因；措施

中图分类号：U416.217文献标识码：A 文章编号：

Abstract: cracks in the asphalt pavement of various in form, the reason of generation is differ. This paper analyses the cause of cracks in the asphalt pavement city driving load, temperature, water damage, construction and overloading of five kinds of reasons, and puts forward the design, construction, materials, and overload four aspects such as overweight prevention measures, maximize reduce the cracking of the asphalt pavement, ensure service life of the asphalt pavement.

Key words: the asphalt pavement; Crack; Reason; measures

一、引言

与其他类型的路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、振动小、噪音低、行车平稳舒适、养护维修简便等优点，因此沥青路面与水泥混凝土路面相比，更适用于公路建设和城市道路的建设。但是市政沥青路面存在着使用期开裂的普遍问题，初期裂缝对沥青路面的使用性能无明显影响，但随着表面雨水或雪水的侵蚀，使处于开裂状态下的路面病害日趋严重，特别是使裂缝附近路基的含水量增大，甚至达到过饱和，在大量行车荷载的作用下，导致沥青路面承载能力下降，产生沉陷、冲刷、唧浆和翻浆等病害，大大缩短沥青路面的使用寿命。

二、引起市政沥青路面裂缝产生的原因

1、行车荷载因素

当行车荷载在半刚性基层产生的拉应力大于材料本身的抗拉强度时，半刚性基层的底部就会产生开裂。随着行车荷载的逐步累积，底部的裂缝会逐渐扩展到上部，并使沥青面层也产生开裂破坏。这种开裂开始大都是形成细而短的横向开裂，继而逐渐扩展成网状，开裂的宽度和范围不断扩大。影响半刚性基层拉应力的主要因素有:面层厚度、基层厚度、基层的回弹模量和下承层的回弹模量等。

2、温度因素

沥青材料由于温度升降产生的变形不会产生过大的温度应力。当气温下降特别是急骤降温时，沥青面层受基层的约束而不能收缩，产生很大的温度应力，当累计温度应力超过沥青面层某一薄弱點(或面)的混合料的抗拉强度，路面便发生开裂。这种开裂一般为横向间隔性裂缝，严重时才发展为纵向裂缝。这些裂缝从表层开始向下逐渐延伸，并形成对应裂缝。由于沥青路面宽度有限，收缩受路面结构的相互约束小，所以低温裂缝主要是横向的。

3、水损坏因素

由于半刚性基层的透水性较差，大气降水、冬融水、超载车加水、中央隔离带绿化浇水、挖方路段裂隙水等进人路面后，不能从基层迅速排走，在基层与下面层之间形成部分滞留水，浸泡和冲刷碎石混合料，造成基层强度下降，形成龟裂、沉陷等病害。在行车荷载作用下，层间水沿层间薄弱处横向渗透，使基层与沥青面层的层面间逐渐成为不连续的状态，使路面处于不利的受力状态。

4、施工因素

基层混合料的离析或碾压不密实及机械组合不合理，造成基层上部细粒料上浮，形成强度较弱的薄层，在行车荷载的作用下，易产生龟状裂缝。另外，在施工填土时未压实，路基产生不均匀沉陷，接缝处压实未达到要求，在行车荷载作用下也会产生裂缝。

其他因素还有：沥青混合料摊铺时间过长，其表面温度低，但内部较热，用重型压路机碾压易引起路面表层切断。施工接缝处理不当、碾压方式不正确易产生横向裂缝。沥青混合料分幅碾压或纵向接茬时，由于接茬处理不当造成接茬开裂。

5、超载因素

由于车辆超载引起累计轴次的增大，从而引起设计弯沉值减小，使路面易产生裂缝。货车以大货车为主，其轮胎额定最大充气压力单轮组为0.84MPa，双轮组为0.77MPa，与路面设计规范中采用的轮胎接地压力值基本相当。由于车辆超载，轮胎的实际充气压力均不小于1.2MPa，最大达到1.45MPa，实测单轴最大重力300kN。试验表明，设计荷载为l0t的货车若装载20t(100%超载)，每通行一次，沥青路面受压相当于通行295次，加速路面的疲劳破坏，大大缩短了道路的使用寿命。另外，装载高度大的超载车因路拱坡度形成偏载，加上路面渗入水在的路面结构层间横坡向低处汇集，造成行车道外侧轮迹处的病害普遍比内侧严重。从路面大修过程来看，超载严重路段，行车道轮迹处半刚性基层基本碎裂，形成面层反射纵向裂缝、车辙或局部沉陷。

三、市政沥青路面裂缝预防措施

由于采用的基层的结构形式和选用的材料以及各种自然因素的影响，道路裂缝是不可避免的。而这些路表面的裂缝不仅影响路面美观、降低平整度，特别是路面开裂后水分通过裂缝渗透到路的基层、底基层甚至土层，削弱基层和土层的强度，从而加剧路面的损坏。对裂缝采取的常规养护处理手段是封缝，但封缝仅仅起到防水作用，反射裂缝处逐渐发展为啃边、坑槽、沉陷、唧浆、车辙等病害。

1、设计预防措施

在设计中，应充分预测远景交通量，考虑超载车辆的所占比例，适当提高路面结构层的标准，路面基层强度最好在3.5-4.5MPa之间。这样不仅能满足大交通量的要求，而且也能尽量减少收缩裂缝的产生。

在设计半刚性路面结构时，优先选用抗压性能好，干缩系数和温缩系数小并且抗拉强度大的半刚性材料作基层。

控制好沥青的三大指标，选择性能优良、温度敏感性低的沥青，再加上合理级配的集料和先进的施工工艺可提高路面的低温抗裂性能。也可以在沥青中掺加橡胶类高分子聚合物，对提高沥青路面的低温抗裂性有显著作用。为进一步提高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层封层。采用隔断裂缝中间层，例如用级配碎石做沥青混凝土面层和半刚性基层的裂缝隔离层，这种中间层具有良好的技术经济效益。

2、施工预防措施

(1)严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量，混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。

(2)严格控制沥青混合料的施工温度，在混合料运输过程中，应覆盖油布保温。

(3)严格控制沥青混合料质量关，使沥青混合料级配最佳，矿料拌和粗细均匀，严格按配合比控制配合比。

(4)严格控制沥青混合料所用的沥青延度，拌制沥青混合料时防止沥青混合料加热过度“烧焦”。

(5)严格按照碾压操作规程作业，压路机对沥青路面进行碾压时，车辆禁止在新压路面掉头，碾压速度不宜过快。

(6)掌握接缝的技术处理和注意要点，严格按规范要求的程序施工，充分压实，连接平顺。

3、材料预防措施

(1)选择合适的基层材料和面层材料，确定沥青路面厚度。当采用二灰碎石或水稳碎石作为基层时，集料级配尽量居中，4.75mm以下通过量在30%-35%之间。

(2)面层的沥青可选择低稠度、高延度、低含蜡量的优质沥青，在满足稳定度要求的前提下，选择针入度较大的沥青。在必要时可以采用改性沥青。一是可以采用SBS改性沥青等材料，提高路面沥青混凝土的高温稳定性和低温抗裂性，有效地延长路面的使用寿命，同时，结合SMA，Superpave等结构的应用。二是可以推广使用物理改性沥青。实践证明，纤维改性沥青具有良好的耐磨性、密水性、耐久性，特别是在薄层沥青中具有独到的优势。在我国“强基、薄面”的设计思想的指导下，纤维改性沥青有广阔的应用前景。

4、控制超载车辆

由于半刚性基层路面具有较高的轴载敏感性特点，为保证路面正常的使用状态，减少路面裂缝损害，最有效、最直接的措施就是限制车辆超载。

四、结语

在设计和施工及后期管理中重视各个环节，积极推广成熟的新技术、新材料、新工艺，采用高效先进的技术和新型的机械化设备，防止裂缝的产生，必将延长沥青混凝土路面的使用寿命，降低养护成本，获得更好的经济效益。

参考文献

[1] 中华人民共和国交通部.JTG D50-2006公路沥青路面设计规范.北京:人民交通出版社，2006.

[2] 中华人民共和国交通部.JTJ073.2-2001公路沥青路面养护技术规范.北京:人民交通出版社，2001.

[3] 高玉昌.沥青路面裂缝的成因及防治措施.北京:交通世界（建养.机械）,2007.5.