浅析沥青混凝土路面裂缝类病害的成因与防控措施

苏琦

（苏交科集团检测认证有限公司）

引言

沥青路面裂缝是公路常见且主要病害之一。原因主要是水文，地质，荷载，温差，沥青质量差，设计和施工不当，以及基层的影响。像国内二，三级公路，一般采用半刚性基层和薄沥青混凝土表面。半刚性基层具有很强的承载能力，但容易产生裂缝，并逐渐在沥青表层形成反射裂缝。

1 沥青路面裂缝的分类及成因

1.1 横向裂缝分类

横向裂缝可分为两种类型：荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

1.1.1 荷载型裂缝

荷载裂缝是由于路面设计不当和施工质量差，或者由于车辆严重过载引起的，导致沥青表面层或半刚性基层中产生的拉应力超过其疲劳强度。

1.1.2 非负荷裂缝

非负荷裂缝是横向裂缝的主要形式。有两种情况：沥青表面温度裂缝和基层反射裂缝。

（1）表面温度裂缝

温度裂缝有两种：①低温收缩裂缝：沥青材料在高温条件下具有良好松弛性能，温度升高引起的变形不会产生裂缝，但是当温度过低时，沥青材料逐渐硬化并开始收缩。此时，半刚性基层的底部将产生拉应力。当沥青混合料的应力松弛不能跟上温度应力时，混合物的刚度急剧增加。由于沥青表面层被约束在路面中，一旦表面层中产生的收缩拉伸应力或拉伸应变超过沥青混合物的拉伸强度，沥青表面层就会破裂。②温度疲劳裂纹：这种类型的裂纹主要发生在温差大的区域。

（2）基层反射性裂缝

碾压成型的半刚性基层，在温度、湿度和行车荷载反复作用下，经过几个月或1～2年后将产生水平位移、出现横向裂缝，并逐渐向上反射到沥青层表面而产生裂缝。

1.2 纵向裂缝类型

纵向裂缝可分为两种情况：①由于地下障碍物、软土地基处理不当或路基压实不均匀，路面不均匀沉降造成，例如在半填充和半切割的路基上发生；②当沥青表面层展开时，两个接头处理不好，在驱动载荷的作用下，很容易形成纵向接缝。

2 总体预防措施

2.1 提高路基工作区的强度和稳定性

路基是路面的基础，必须严格控制路基填筑过程，否则会出现不均匀沉降，路面破裂。

2.1.1 沥青混合料的抗裂要求比

沥青针入度适当提高可以有效地阻止反射裂缝向面层扩散，对抗拉疲劳的研究表明，适当增加沥青量的沥青混合物抗永久变形性差时，沥青混合物的稠度大大提高，稳定性提高，拉伸疲劳寿命也增加。

2.1.2 重视沥青路面的厚度

沥青面层的厚度必须保持一致，如厚薄不等，就会因各种条件下所产生的应力不能均匀分布，从而产生裂纹或裂缝。

2.1.3 横向施工缝施工工艺

在横截面5个位置，使用3m长的尺子放置在纵向上。铺砌部分末端的尺子悬挂在墙壁上。切口的位置由铺砌层和标尺的分层决定。切割机器后，取下刀片。当铺路继续进行时，应清洁缝合锯留下的砂浆，涂上少量粘性沥青，摊铺机熨平板从接缝处展开。在摊铺机离开接头后，碾压机在轧制过程中横向滚动。

2.1.4 纵向施工缝施工技术

纵向施工缝采用斜缝。当正常铺设时，两个摊铺机采用接缝铺设的形式。铺砌的铺砌部分的前部留下10～20cm宽，并且不作为后部高度基准面被压碎。约5～10cm的铺砌层重叠，最后以热接缝的形式卷起接缝以消除接缝。如果两个摊铺机相隔很短的距离，它们也可以被压碎一次。

2.1.5 半刚性基层反射裂缝处理

半刚性裂缝的处理对于沥青混凝土路面裂缝尤为重要，如不处治不当，将造成沥青混凝土路面反射裂缝。以往公路工程基层多为普通型水泥稳定碎石，为减少裂缝和不规则裂缝的产生，大多数采用了基层施工完成后进行预切缝，并做热沥青灌缝和玻纤布处理。现在基本上都改为了抗裂型水泥稳定碎石，这两种基层的设计除了在级配上有一定区别外，主要体现在于对抗裂型水泥稳定碎石对于小于0.075mm颗粒含量的控制更加严格。温度收缩裂缝和收缩裂缝大大减少，但所有裂缝都是不可避免的。为了减少或延迟沥青路面层上半刚性基层的反射裂缝，必须使用玻璃纤维来处理基层中的裂缝。

2.2 预防措施

2.2.1 横向裂缝的预防

（1）根据“公路沥青路面施工技术规范”的有关要求，结合当地气候条件和道路等级选择符合要求的沥青类型，以减少或消除沥青路面的温度收缩裂缝。

（2）合理组织施工，摊铺作业应尽可能连续，尽可能避免冷接缝。

（3）桥涵的回填应选用优质砂砾等材料，并按要求填充全压；在严重的沉降中，应首先进行软土地基处理，合理组织施工，以减少回填位置。均匀安顿下来。

2.2.2 防止纵向裂缝

（1）旧路加宽或半填半挖。应首先清理路基，并根据填充物的厚度要求逐步升高和完全滚动。

（2）尽可能采用全宽铺面进行表层施工。如果没有全宽铺设条件，则两个摊铺机可以尽可能地铺设前后铺设，以避免前宽混合物被冷却，并确保摊铺的后半部分，混合物是热连接的。

2.2.3 预防网状裂缝

（1）采用高低温变形能力的优质沥青，根据要求控制沥青混合料的搅拌质量。

（2）铺设沥青面层前，仔细检查下承重层的施工质量，及时清除泥灰等碎屑，处理弱层，确保下承层的稳定性。

3 沥青路面裂缝处理

在沥青路面产生裂缝后，应及时处理，防止水等有害物质的侵入，影响道路的使用寿命。通常对裂缝处理所用的原材料为乳化沥青或密封胶两种。

4 施工工艺

4.1 开槽

通常，对于裂缝宽度小于1.5cm的裂缝，根据所需的尺寸将沟槽沿裂缝方向开槽。在开槽过程中，凹槽的边缘必须是直的和整齐的。对于裂缝宽度小于1cm的裂缝，可不做开槽处理。

4.2 清理槽缝

压缩气体和鼓风机用于清洁接缝中的松散颗粒和碎屑。如果压缩气体不能除去接头中的碎屑，则必须通过铁钩等工具清除碎屑。

4.3 预热

外部液化气罐与喷火装置连接，在灌装前加热槽，温度达到80～100℃，有利于接缝胶与沥青混凝土的粘接。

4.4 填充

当密封橡胶加热温度达到188℃时，加热炉板自动停止加热并进入保温状态。此时，具有设置在灌装机上的压平装置的压力喷嘴均匀地将密封胶填充到罐中。填充接头填充两次，第一次填充到沟槽深度4/5，第二次填充完成。

4.5 传播保护

在新填充的密封胶表面撒上石粉或细砂。胶水冷却到常温后，可以打开流量。一般冷却时间为15min。裂缝处理完成后，应设立专人进行连续观察。如果发现关节填料被车轮压碎，则应重新填充以进行再加工。

5 结语

沥青路面裂缝已成为沥青路面的主要危害之一。我认为各级公路管理部门都应该给予足够的重视。根据其原因，从道路设计，原材料进入施工到施工线，采取一系列预防和改善措施，以减少裂缝或根本没有裂缝，或尽量减少不可避免的裂缝活动。同时，要建立健全的质量保证体系，从管理部门，设计部门到施工单位，加大重视力度、逐步落实到位，力求从本上减少沥青裂缝现象的发生。