沥青路面裂缝及预防措施研究

李晓刚?李巧珍

摘 要：沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便等优点，在我国公路修建中得以广泛应用。但许多新建公路沥青路面在建成早期便出现路面开裂情况，极大的影响了沥青路面的使用年限。为此，本文在分析沥青路面裂缝类型的基础上，对其预防措施及注意事项进行了探讨。

关键词：沥青路面；裂缝；预防措施

按沥青路面产生裂缝的原因，裂缝可分成荷载型裂缝和非荷载型裂缝。荷载型裂缝主要由于路面设计不周或施工原因，结构层本身强度不足，不能适应日益增长的交通量及轴载作用而产生的强度裂缝，最初一般表现为纵向开裂，然后发展为网裂，由于我国普遍采用半刚性基层沥青路面设计的前提下，这一类荷载裂缝并不是主要的。非荷载裂缝主要有两种，一种是基层开裂在路面形成反射裂缝，一种是沥青路面本身产生的低温裂缝。我国新建高速公路早期路面开裂主要主要为非荷载裂缝，应该给予极大的重视。

1 沥青路面裂缝的类型

沥青路面裂缝按裂缝的形状可分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝（龟裂）和不规则裂缝等四种型式。

（1）纵向裂缝

损坏特征：与道路中线大致平行的长直裂缝，有时伴有少量支缝。这类裂缝通常由路基、基层沉降、施工接缝质量不能满足要求或结构承载力不足而引起。路基、基层沉降引起的纵缝，通常断断续续，绵延很长。施工搭接引起的纵缝，其形态特征是长且直。结构承载力不足引起的纵缝多出现在路面边缘，由于路基湿软造成承载力不足，从而导致纵缝。

（2）横向裂缝

损坏特征：与道路中线近于垂直的裂缝，有时伴有少量支缝。横向裂缝多由路基、基层裂缝的反射或由路面低温收缩造成，最初多出现于路面两侧，逐渐发展形成贯通路幅的横缝。

（3）网状裂缝（龟裂）

损坏特征：相互交错的裂缝将路面分割成形似网状或龟纹状的锐角多边形小块，块的尺寸小于50cm×50cm。网状裂缝（龟裂）是行车荷载的重复作用而引起的疲劳裂缝，其最初形态是一条或几条平行的纵缝，随着荷载重复作用次数的增加，平行纵缝间出现了横向、斜向连接缝，形成多边的、锐角的、形似网状、龟裂状的裂缝型式。

（4）不规则裂缝

损坏特征：路面裂缝呈不规则形状，块的最长边长小于100cm。不规则裂缝主要由面层材料的收缩和温度的周期性变化所致。

2 沥青路面裂缝预防措施

1、找准裂缝修补时机

裂缝修补时机的选择非常重要 ，它关系到裂缝修补的成败。对于季节性冰冻地区，沥青路面裂缝在3月初至3月中旬 ，在路面即将解冻前明显扩大。因此 ，修补裂缝的最佳时机为解冻前裂缝最大时，这样可以防止路表面及裂缝内存留的冰雪雨水融化后渗入缝内破坏路基。

2、合理选用裂缝修补材料

密封胶。密封胶属于聚合物改性沥青材料 ，外观为固体状，使用前需要加热成液体。密封胶在常温和低温时均有着较高的弹性 ，可随着裂缝的胀缩而发生弹性变形，始终保持着密封作用，可长期、有效地密封沥青路面的裂缝。 壳牌“克裂王”和韩国路保沥青路面密封胶均属于该类产品。

集料品种，集料与沥青的粘附性对裂缝的产生影响很大，粘附性较小的话，沥青与集料的结合力较低，沥青混凝土的抗拉强度变小，抵抗温缩应力的能力就较低，裂缝就容易形成。

沥青用量，一般来说，沥青用量的增加，混合料的应力松弛性能提高，但是混合料的收缩应变也会相应增大。

矿料组成级配，不同级配组成的混合料的温度应力增长规律有较大的差异，粒径粗的，空隙率大的混合料内部微空隙较多，应力松弛极限温度降低，使温度应力有所减小；由于沥青混合料中加入了矿粉，沥青与矿粉结合后将变得更加粘稠，抵抗低温裂缝的能力将下降。

3、裂缝修补方法

（1）宽度小于6mm裂缝或轻微龟、网裂

方案：对宽度小于6mm裂缝用沥青再生养护剂直接灌缝，对轻微龟、网裂用沥青再生养护剂进行涂刷。

技术要求：1、裂缝。将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹去尘土后，将沥青再生养护剂直接灌入缝中，水分蒸发后，原灌满的裂缝会出现空隙，再经过6—10次反复灌注直到密实为止。2、轻微龟、网裂。病害刷扫干净直接涂刷沥青再生养护剂，直到裂隙填满为止。施工时严禁雨天施工和破乳前被雨水冲刷。

（2）宽度大于6mm裂缝

方案：开槽法灌注密封胶。

施工流程如下：

开槽： 开槽的几何尺寸对裂缝修补效果有较大的影响，开槽的宽深比（宽度与深度之比）越小，填缝料与裂缝两壁的粘结力越容易损失，较大的宽深比可提高填縫料与裂缝两壁的粘结力和增强裂缝的修补效果。一般宽深比为l：1.尺寸控制10mm～20mm之间。开槽时，开槽机的锯片应调整到适当高度，刀片必须沿着裂缝的走向进行切缝，槽口应保持规则形状。

清理：清槽和松散的碎料清理干净，以提高粘结力。

烘槽：必要时须用火焰枪对槽口进行烘烤，烘烤时注意对温度的控制，一般不得超过70℃。

备料：密封胶的加热温度应控制在200℃-210℃之间，出料温度应高于180℃，温度过高或过低均对处理效果不利。

灌胶：灌胶时要用压力式灌缝机灌注，胶体灌入时应控制好灌缝机的走向，在灌好第一遍的5分钟后再进行一次找平灌缝，并使裂缝表面形成T形密封层。注意控制灌入胶体的高度，如在气温相对较高的季节，胶体应该略高于路面（高出0.5-1毫米），气温低的季节，胶体应该略低于路面（0.5-1毫米）

开放交通：施工结束后开放交通时间一般为30min后，但如果在胶体表面撒上砂子或石粉，防止开放交通后车轮带走灌缝料，这样大约10分钟便可开放交通。禁止在路面潮湿或温度低于4℃的环境下施工，否则将会降低密封胶的粘合力，易造成脱落，影响施工质量。开槽扩缝后应进行清缝处理，最好使用鼓风机并配合钢丝刷把槽口内的灰尘。

3 沥青路面裂缝预防注意事项

在我国现阶段修建的高速公路沥青路面中，绝大多数采用水泥稳定碎石等半刚性类材料修筑路面基层，然而，半刚性材料的缺点在于抗变形能力低，在温度、湿度变化时易产生裂缝，裂缝处的应力集中现象使交通荷载产生在面层下部的拉应力比没有裂缝的部位大，当该处集中的拉应力大于沥青混凝土的极限强度时，沥青面层也将在此处开裂。沥青路面一旦出现裂缝就很容易导致水的下渗，当外荷载作用时在结构层内部产生冲刷，从而导致裂縫发展加快，而半刚性类基层水稳定性较差，极易产生水损害，造成基层松散破坏，最后导致路面结构性破坏，影响路面的使用功能。

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；对采用水泥作为无机结合料的半刚性基层，在保证强度的同时尽量降低水泥剂量；从而降低基层本身的收缩裂缝的产生机率。

2、在基层和面层之间设置土工织物、土工格栅中间层或在基层上加铺一层稀浆封层作为应力吸收层，使基层裂缝处的应力集中通过中间层的吸收扩散，从而均匀的传递到沥青面层。优化半刚性基层配合比，尽量降低细集料的掺配比例，从而降低干缩裂缝的产生。

3、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，养护结束后，立即喷洒沥青乳液，做成透层或粘层，然后尽快铺沥青面层。对分层摊铺的基层，应该使上下层之间接缝位置错开34m。

4、在我国现阶段沥青面层高速公路中，基层一般分三层摊铺，因此在摊铺上一层基层时必须对下承层出现的裂缝进行处理，应该将裂缝凿成1cm宽2cm深的槽，灌入改性乳化沥青，然后在裂缝上覆盖土工布或土工格栅；施工时应准确记录裂缝位置，以后摊铺更上一层结构层时都必须在此位置铺设土工布或土工格栅进行补强。

5、施工时严格控制摊铺和碾压温度，施工组织必须紧密，大风和降雨时停止摊铺和碾压；宜采用全路宽多机全幅摊铺，以减少纵向接缝。横向接缝施工前要涂刷粘层油并用摊铺机熨平板预热，保证接缝两端连接紧密。摊铺时上下层之间纵向接缝位置应错开15cm（热接缝）或3040cm（冷接缝）以上，横向接缝均应错开1m以上。

4 结束语

综上所述，目前，半刚性基层的沥青路面是我国高等级公路普遍采用的主要结构形式。但由于沥青材料自身的特性以及施工中不可避免的存在各种问题，沥青路面裂缝是一个普遍存在的结构顽疾，一直无法得到彻底解决。但实践证明：通过改善原材料性能、采用适宜的配合比、在施工中采取各种行之有效的措施，就能够有效减少沥青路面上出现的各种裂缝数量，大大地减缓裂缝出现的时间，延长沥青路面的使用寿命。由于沥青路面结构比较复杂，各种类型的裂缝都可能产生，这就要求我们在施工前进行认真调查研究，分析各种裂缝的类型，找出裂缝的成因，分析裂缝形成的机理，然后制定出切实可行的防治措施，确保施工质量。

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