沥青路面裂缝成因与预防探析

朱昱

摘 要：裂缝问题是沥青混凝土路面普遍存在的现象，沥青路面产生裂缝的原因有环境温度、施工、交通荷载等多重因素。裂缝对于车辆行驶舒适性与安全性以及道路使用寿命都有较大影响。该文首先分析了沥青路面裂缝类型，进一步探讨了沥青路面裂缝成因，最后提出了几点沥青路面裂缝预防的措施。

关键词：沥青路面 裂缝 成因 预防

中图分类号：U416.27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）08（c）-0019-02

沥青混凝土路面有着表面平顺、耐磨、噪音低、振动小、防水性能强等诸多优点，目前被广泛应用于道路建设当中。而裂缝问题则是沥青混凝土路面存在的通病，沥青路面裂缝对路面的平整性与连续性有着较大影响，不仅干扰了车辆行驶舒适性与安全性，也对道路的使用寿命有着一定影响。分析与处理沥青路面裂缝问题，是确保道路行车质量以及延长道路使用寿命的关键。

1 沥青路面裂缝种类

沥青路面裂缝按照裂缝形状具体可分为横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝以及不规则裂缝。横向裂缝为与行车路线近于垂直的裂缝，这种裂缝形状在沥青路面中也最为常见。一般情况下，沥青路面横向裂缝能够通过面层暴露出来，而少数情况下道路横向开裂没有影响到面层。纵向裂缝为与行车方向大致平行的裂缝。纵向裂缝中有路基与基层沉降所引起的裂缝，通常绵延较长；也有施工搭接所引起的裂缝。網状裂缝为相互交错的裂缝，将路面分割成网状或者龟纹状的小块。这种裂缝最初为一条或者数条平行纵缝，随着荷载作用使纵缝之间出现斜向以及横向的连接缝。不规则裂缝是指路面裂缝呈现不规则的形状，且不规则形状块最长边长不超过100 cm，主要由温度周期性变化以及面层材料收缩导致。按照沥青路面裂缝成因分类，裂缝又可以分为荷载型裂缝与非荷载型裂缝两类。其中荷载型裂缝为交通荷载作用所产生的裂缝，而在沥青路面设计合理、施工优良的情况下，由荷载而引起裂缝的可能性较小。非荷载型裂缝则主要为温度性裂缝，具体包括温度疲劳开裂与低温收缩开裂等形式。

2 沥青路面裂缝成因分析

2.1 材料问题

沥青路面产生温度开裂的主要成因为沥青与沥青混合料性质影响，沥青混合料低温劲度为影响路面是否开裂的根本原因，温度敏感性也是沥青性能指标中的另一重要因素，沥青的温度敏感性越大，越容易产生裂缝。沥青道路面层裂缝也受着基层材料性质影响，若材料的收缩性越小，道路面层的裂缝也就越少。

2.2 施工因素

施工因素也是导致沥青路面产生裂缝的主要因素，其影响主要有以下几个方面：基层混合料碾压或者离析不密实，使得基层上部1～2 cm的细粒上浮并构成强度较小的薄层，导致在车荷载的作用下产生裂缝。无机结合料未搅拌均匀，其底部存在素土夹层，使得沥青面层存在块状裂缝。沥青面层分幅摊铺施工中，如果衔接施工没有做好，也容易产生路面裂缝；相邻车道铺设时横向施工缝以及纵缝等都是施工的薄弱环节，一旦施工不当，就会使得这些问题暴露在温度变化以及行车荷载作用下，进而产生裂缝。此外，针对水泥稳定类半刚性基层，一旦水泥的用量过大，其刚性就大，强度提升，基层材料同下层材料模量比增加，导致基层容易因行车荷载作用而开裂。

2.3 气候与交通条件因素

上文有所提及，沥青面层非荷载裂缝主要为温度裂缝，其裂缝的特点为从路基边缘向路面中心延伸。当温度下降时，低温持续时间过长，沥青面层逐渐收缩，一旦收缩的拉应力大于沥青混合料抗拉强度，就会产生裂缝。而降温速率、升降温循环次数以及极端最低温度等气候条件也都会对沥青路面温缩裂缝产生影响。同时，雨水等的损害也能够加剧路面裂缝的产生，水分逐渐渗透入路面裂缝以及空隙当中，在外力作用下，使得沥青以及集料之间的粘结力受到影响，再加上汽车行车载荷的反复作用，导致水分进一步渗透到沥青与集料的界面当中，逐步形成网状裂缝。此外，车辆与交通量荷载也是裂缝产生的主要因素。通常情况下最终的车轮荷载易产生半刚性基层最大拉应力，即便重荷载通过的次数非常少，也会对路面损坏产生裂缝造成影响。

3 沥青路面裂缝预防措施

3.1 提升材料质量

沥青路面裂缝产生受材料影响因素较大，因而施工中要选取抗裂性能较好的材料。具体来讲，基层材料需要选取温度系数较小、干缩以及抗冲刷抗拉能力较强的半刚性材料，为有效减少收缩裂缝，需增加粗骨料的含量；面层应选取松弛度较高的沥青，保证沥青针入度以及延度等指标达到要求，若缺乏足够的高质量沥青，可通过使用添加剂或者聚合物来提升沥青低温抗裂性以及高温稳定性。沥青混合集料应选取耐磨性强、石质坚硬、有着良好嵌挤作用，并且同沥青有着良好粘附性的材料。集料呈酸性的前提之下，需要增加一定量的抗剥落剂以及石灰粉，尽量降低集料的含水量。沥青混合料级配也是非常重要的因素，针对混合料级配的选择，需要兼顾疲劳性能、高温稳定性以及低温抗裂性。此外，条件允许的情况下，可应用改性沥青，改性沥青在耐老化、低温粘度等指标上都要比普通沥青好，当前使用较多的改性沥青有橡胶类、热塑树脂类以及热塑性橡胶弹性体等。

3.2 合理设计与施工

针对道路结构设计，为有效预防路面裂缝，首先应增大沥青面层厚度，有效减少半刚性沥青路面的反射裂缝；注重对柔性基层的应用，由于柔性基层有着一定的柔性与变形能力，能够有效消解应力，从而减少路面结构应力集中的问题，合理缓解半刚性基层以及温缩裂缝开裂问题；加铺土工织物，土工织物如聚乙烯、聚醋以及聚丙烯织物等，其厚度通常在几毫米，能够有效起到加筋的作用。同时，施工质量优劣直接决定路面的各类性能，因而保障道路施工质量，可有效预防沥青路面裂缝的产生。具体来讲，底基层与基层的施工需严格按照施工要求进行，不可因赶工期而过早铺筑面层而导致基层损坏，进而产生反射裂缝；面层施工时需要确保沥青混合料的制备过程中对沥青的加热时间与加热温度严格控制，避免沥青过分老化；确保适宜的摊铺与碾压温度，提升供料与摊铺的延续性，有效减少因混合料表面温度降低而产生离析裂缝，通过碾压的加强使沥青混合料达到更高密实度；混合料的摊铺过程中，运距不能太远，其摊铺的温度需要控制在130 ℃～160 ℃之间，碾压的遍数不能过少，确保沥青面层压实度。

3.3 日常养护与维修

日常管护中，应及时维修路面所产生的各类裂缝病害，注重预防性养护，提升路基路面排水设施质量，确保路面排水性能优良，提升路面线形与断面几何指标的合格率；严格按照工艺进行接缝处理，加强养生与交通管制，避免产生干缩裂缝以及结构受力裂缝。其次，一旦发现路面裂缝现象，应及时修补，具体结合裂缝深度与宽度明确修补工艺，通常使用的裂缝修补方法有普通沥青灌缝法、压浆法以及SBR改性乳化沥青灌缝法等。其中针对裂缝较多的路段，应使用裂缝现场再生维修法，通过对路面的加热，喷洒一定数量稀沥青以及再生剂后，实施进一步碾压成型。

4 结语

总之，沥青路面产生裂缝的原因有环境温度、施工、交通荷载等多重因素。为有效预防道路裂缝等病害发生，必须要深入研究各种裂缝的成因以及预防维护措施，通过合理设计、选择材料以及精心维护管理等方法，预防控制沥青路面裂缝的产生，全面提升道路建设质量，延长沥青路面的使用寿命。

参考文献

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