浅谈沥青路面裂缝产生原因及防治措施

2012-09-28任亚鹏陈亚东

河南建材 2012年1期

任亚鹏，陈亚东

长安大学公路学院（710064）

0 引言

沥青路面初期产生的裂缝对路面的使用性能常无明显影响,但随着表面雨水或雪水的侵入，在行车荷载作用下，使处于裂缝状态下的路面病害日趋严重，特别是裂缝附近土基的含水量加大，甚至饱和，在大量行车荷载作用下，产生沉陷、翻浆等路面病害，严重影响沥青路面的使用性能，因此为了保持道路的使用功能，必须加强沥青路面的预防养护及沥青路面早期裂缝的防治。

1 常见裂缝类型

裂缝是沥青路面主要的病害之一，裂缝的形式按形状分：横向裂缝、纵向裂缝、龟状裂缝和网状裂缝；按有无荷载可分：荷载裂缝和非荷载裂缝；按路面有无沉陷分为：沉陷性、疲劳性裂缝和非沉陷性早期裂缝。

2 裂缝产生的原因

2.1 设计原因

路面结构设计不合理或厚度不足路面强度无法满足行车要求或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小,致使路面强度不足,满足不了交通量的迅速增长和汽车载重明显增大的需要,以至沥青路面产生裂缝。

2.2 材料因素

沥青混合料中集料级配不佳,石料偏少，材料过细,结合料过少，使沥青混合料粘结力低，或沥青原材料低温延性差，造成路面早期裂缝。

2.3 气候因素

冬季气温下降，沥青面层或半刚性基层低温收缩易产生收缩缝或干缩裂缝，这种裂缝在路面重复荷载作用使沥青路面表面形成横向反射裂缝。

2.4 施工因素

1）路基或基层结构强度不足,路基局部下沉路面掰裂。2）沥青混合料摊铺时间过长,其表面温度低,内部较热,用重型压路机碾压易引起路面表层切断。3）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,在行车荷载作用下,易产生龟状裂缝。4）半刚性基层养生结束后,如果不及时洒铺封层或透层油,随着时间的增长产生干缩裂缝。5）施工接缝处理不当，碾压方式不正确，压力机加速或减速过猛,易产生横向裂缝。

2.5 超载因素

超载车辆引起累计轴次的增大,从而引起设计弯沉值减小。超载造成正常设计的路面基层或底基层抗拉强度不足,使其提前在层底产生拉裂。车辆在上下坡、刹车时因超载惯性增大，造成路面剪切破坏。

3 裂缝的防治措施

3.1 提高路基工作区的强度和稳定性

路基是路面的基础，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。

1）路基工作区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、砾、砂类土,其次选用含砾、砂低液限黏土,再次选用低液限黏土。粉质土和有机土不能用于填筑路基。2）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。3）降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下80 cm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。

3.2 选择防裂性能好的材料

1）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。3）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。4）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)混合料或采用改性沥青。5）采用橡胶沥青或聚合物改性沥青在沥青混凝土表面作封层，可进一步提高表面层的抗温度裂缝能力。

3.3 设置应力吸收层

1）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。2）采用应力吸收薄膜,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的应力传到面层时大为减少,明显降低应力强度因子。3）橡胶沥青吸收膜,是使用废橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后,施于面层中间,形成一薄膜或与砂石成一薄层。

3.4 施工时控制裂缝发生

1）在施工方面,控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,压实度达到规范要求,碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒。2）制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度,不使沥青老化。加强碾压,使沥青混合料达到规定的压实度,也可减少反射裂缝。3）为了减少沥青面层由于半刚性基层的收缩裂缝而产生反射裂缝或对应裂缝，应尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝。

3.5 完工后的防治措施

沥青路面一旦产生裂缝,应尽早对其进行封闭,可以减少甚至消除雨水下渗至基层。在裂缝的处理上应采取如下措施：1）一经发现裂缝后应立即修补以免水通过缝渗透到基层,造成基层破坏而影响面层。处治裂缝一般采用乳化沥青灌缝的方法。2）裂缝的处理应掌握好处治时间,对于不管是何种原因引起的裂缝，其处治时间宜为每年的3～4月份,即春季处治最佳。3）对于龟裂和网裂并伴有严重沉陷,进行单纯的灌缝已没有任何意义,应尽快进行挖补,以防雨水下渗形成大面积的翻浆；对于较轻微的龟裂和网状裂缝,应尽快进行封缝,然后应加强早期养护,注意观测,随其破坏程度的发展,应最终采用挖补的方法,彻底处治。4）碾压中出现微裂缝,可在终碾前,用轮胎碾进行复压,消除裂缝。

4 结语

沥青路面裂缝的形式有多种，路面产生裂缝的原因也各不相同，在材料选择方面必须确保材料合格，在施工中必须牢固树立预防为主的思想,严格把住施工各个环节。在施工过程中,应加强对路基、基层以及面层施工等各环节的质量管理,把影响面层裂缝的各种因素都减少到最小，将裂缝控制在允许的范围之内,确保沥青路面的使用寿命。