浅谈路基路面开裂成因

周蓬涛

摘要：裂缝的形式有各种各样，如龟网裂、纵横向裂缝、反射裂缝和滑移裂缝等，其成因各有所不同。但不论是哪种形式的裂缝都应进行及时修补，尤其是做好裂缝的预防性养护，否则雨水及其他杂物就会沿裂缝进入下面层结构及路基，使下面层甚至路基软化，造成结构强度降低，最終导致沥青路面承载能力下降，造成路面局部或成片损坏。

关键词： 路基路面； 开裂； 成因

前言

沥青路面裂缝的形式多种，路面裂缝产生的原因不一，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。在工程质量控制中，做到事前积极防治、事中严格控制、事后及时处治，最大限度降低沥青路面裂缝的产生，将裂缝控制在允许的范围之内，确保沥青路面的使用寿命。

一、沥青路面裂缝的成因

沥青混凝土路面开裂一般与路面材料的特性、结构组成及形式以及交通荷载和各类环境因素的作用有关。为解决沥青混凝土路面开裂问题，必须对其成因有一正确的认识。归纳起来，引起沥青混凝土路面开裂主要有下述几方面原因。

1、荷载型裂缝

荷载型裂缝，即主要由于行车荷载作用而产生的裂缝。沥青面层在车辆荷载的作用下，其受力状态是： 车轮直接作用下的面层受到压应力，轮载边缘外的区域受到拉应力，这两种不同性质的应力形成一个合应力。在这个合应力的长期反复作用下，沥青混凝土路面发生疲劳效应，其抗弯拉强度降低，弹性模量减小，发生疲劳开裂。这种疲劳裂缝反映在面层上，往往不是单独的、稀疏的或较有规则的裂缝，而是稠密的、有时互相联系的裂缝，甚至是网状的裂缝。

2、温度裂缝

（1） 低温开裂。沥青路面的低温开裂主要有两种形式： 一种是温度收缩裂缝。位于路面面层的沥青结构层直接受到气温变化的影响，随着温度的下降，沥青面层会产生收缩变形。当出现温度骤降时，过快的降温速率将使路面内的应力来不及释放，出现过大的应力积累。与此同时，由于温度降低，沥青混凝土的应力松弛模量逐渐增大，应力松弛性能降低，也导致应力积累过大，当温度应力积累到超过沥青混凝土的极限抗拉强度时，路面将出现裂缝，以便将应力释放出去。由于一般道路沥青面层的宽度都不很大，收缩所受的约束小，所以此类裂缝主要是横向的，多从路表面产生向下发展。始发于磨耗层表面的裂缝，可能因在冬天严寒条件下的温度收缩和路面结构层翘曲引起。在贫水泥混凝土基层路面上大量的观测到这种现象。在寒冷天气中，上层的温度比下层的温度低，结果因深度不同而收缩量不同，会引起路面板的翘曲。这一影响加上沥青表层所产生的拉伸应力，当超过材料的抗拉强度时，就产生了这种裂缝。

（2） 温度疲劳裂缝。这种裂缝主要发生在太阳照射强烈、日温差大的地区。在这种地区，沥青面层白天温度与夜间温度之差相当大，在沥青面层中会产生较大的温度应力。经过长时间的温度循环，使沥青混凝土的极限拉伸应变减小，应力松弛性能下降，将在温度应力大于沥青混合料的抗拉强度时产生开裂。温度疲劳裂缝既可能发生在冬季，也可能发生在别的季节，北方冰冻地区的道路上可能发生这种裂缝，南方非冰冻地区的道路上也可能发生这种裂缝。

3、路基沉降产生裂缝

路基大部分为土质路基，土质路基的亲水性较好，受水的影响较为明显，路基弯沉值在下雨前后测得的结果相差甚大，很能佐证这一点。究其原因主要是： 路基边沟和顶面排水不畅，造成路基受到浸泡，水分渗入其内，使其含水量增大，压实度降低，回弹模量减小，造成路基弯沉值增大。在外界水分的长期浸泡下，路基在行车荷载的外力作用下，造成路面基层断裂，这种基层裂缝反射到沥青混凝土面层较难避免。同时，沥青混凝土路面上的水顺缝而入，在车辆荷载的反复作用下，裂缝进而形成网裂，坑槽等病害。

4、设计或施工不当

路面开裂也可能因路面设计的某些缺陷，或某层或多层路面结构的施工不当而引起： 第一，当老路拓宽时，由于基础承载力的横向变化，经常在老路边缘处出现纵向裂缝，尤其当车辆轮迹主要集中在老路边缘时。第二，纵缝出现在道路加宽处且原有结构与加宽部分之间的施工连续性没有保证的地方，这样的裂缝通常是直线裂缝且往往相当密。

二、常用的预防和处理措施

1、提高路基工作区的强度和稳定性

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发生的沉降量。

（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；

（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。填土层的厚度（ 松铺）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强处理，或推除重填；

（3） 降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下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。当开挖后发现底下渗水，不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。

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15cm的面层可以有效的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10cm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15cm，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

（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，最好使用湿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）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；

（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。尽可能使用人工砂代替圆形颗粒的天然砂；

（5）沥青混合料的级配也是一项重要因素，在合理选配混合料级配时，应兼顾高温稳定性，疲劳性能和低温抗裂性能，以及路表特性和耐久性等方面的要求。

结束语

总之，城市道路沥青混凝土裂缝具有非常大的破坏作用，不仅影响正常通车，还可能造成交通事故的发生。因此必须从设计、施工阶段就要采取必要的裂缝预防，有效预防和减少路面裂缝的出现。在使用过程中一旦发现路面出现裂缝，就必须采取修补方式，控制沥青混凝土路面裂缝，保证城市道路沥青混凝土路面的质量和通车安全。

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