公路路面施工裂缝的成因

郭华红

(山西晋城路桥建设有限公司，山西 晋城 048000)

1 公路路面裂缝原因

1.1 基层的干缩和温缩

半刚性基层出现的干燥收缩开裂的问题主要是因为混合料的失水严重而造成的。干缩现象的出现与材料的性质和含水量存在直接的联系，无机料稳定细粒土要比稳定粗粒土的干缩变形量会比较大，所以容易容易发生开裂的问题。在失水量达到25%时，石灰土的干缩系数达到(1 200～1 500)×10-6并产生(3 000～3 750)×10-6的干缩应变。

低温干缩开裂主要是因为半刚性基层在施工的过程中因为高温与常温的影响作用，在冬季温度下降比较快，混合料会出现急剧收缩的情况，此时会导致下层受到约束影响而产生收缩应力，如果在该应力超出材料的抗拉性能时，就会导致温缩裂缝的存在，一般宽度会达到2～16 mm，温差越大、约束越大就更加容易出现开裂的问题。路面开裂的发展与应力变化为：混合料因为温度下降比较快而导致拉应力超出材料的抗拉强度时，就会出现裂缝的问题，在开裂之后其内部的应力会发生一定的变化，如果还有内部应力，就会继续产生更加严重裂缝的问题。直到最终的裂缝发展到一定程度，应力消除之后才能逐渐的缩小裂缝。

1.2 路基压实度不够或不均匀沉陷

路基路面在进行设计的过程中，车辆荷载应用的是标准额定轴(BZZ-100)来进行分析。在公路项目建设完成投入使用之后，路基的工作区域深度已经达到了要求。投入运营后，车辆的持续重载碾压作用之下，路基工作区的深度会持续的增加，但是往往会因为超载的影响而导致其实际深度超出预设深度，从而导致了部分的路基出现稳定性、强度严重不足的问题，路基也就会出现裂缝、沉陷、车辙、变形等问题。

1.3 沥青面层的弯拉疲劳和老化

沥青材料的是一种粘弹性的材料，具备较高的温度敏感性。沥青材料在高温使用之下，应力松弛性能比较好，温度的变化所产生的变形不会产生较大的温度应力，但是气温持续下降之下，沥青材料会逐步的发硬并且开始收缩，如果材料的低温性能无法满足该地区的温度变化过大的温度应力，此时半刚性基层也会产生严重的拉应力作用，沥青混合料的应力松弛无法达到温度应力的变化，混合料的劲度会有很大的提升，沥青面层也会直接说道路面的约束，面层中所存在的拉应力超出材料的抗拉强度，就会导致开裂问题的出现。

1.4 反射裂缝

反射裂缝是因为基坑开裂反射现象的存在而导致面层开裂，也可能会造成基层开裂问题的出现。温度裂缝的主要形式就是上大下小，有些裂缝是从面层直接开裂到基层结构中，有些则是只在面层结构上开裂。从温度膨胀系数的方面进行分析，沥青面层要比无机结合土大，在同期、同路段中，面层收缩应力会大于基层结构，此时会造成比较严重的接缝问题。新铺设施工的半刚性结构结构，随着水含量的逐渐降低，会导致干缩应力的存在，水分流失速度越快，就会导致干缩应力越大，此时也会导致严重变形的问题。在已经存在的干缩裂缝的面层结构，如果面层比较薄的情况下，半刚性沥青基层部分的裂缝会先在面层底部出现，并且在短时间内就会形成发射裂缝的问题，如果在车辆持续的作用之下，拉应力与温度应力联合作用会导致反射裂缝发育较快，严重性也会比较大。

2 预防沥青路面裂缝的对策措施

2.1 应用抗裂性能较强的施工材料

基层材料的性质往往会因为水分、温度的影响而导致其出现开裂的问题，因此，在进行板刚性路面设计的过程中，需要使用具备较强抗冲刷、干缩性能较小的材料进行施工， 同时要满足工程所需要的抗拉强度性能。应用水泥来取代石灰的方式，其抗裂性能更好。在施工中，应该加强对于半刚性基层材料的含水量控制，保证其处于工程要求的范围内，并且碾压施工结束之后需要立即进行养护施工， 同时还可以选择在表层铺设乳化沥青封层。从大量的实践经验分析可以发现，将基层厚度从10 cm增加到25 cm之后，承载性能提升约3倍。由此可见，在成本合理性的基础上，可以适当的增加基层厚度。

2.2 提高路基强度和稳定性

路基是整个结构部分的承载结构，同时也是主要承载车辆载荷的部分，其强度性能和稳定性也会直接影响工程的质量，所以需要加强施工的质量控制。

当前的公路运行中超载问题比较严重，所以在路基施工阶段，其工作范围内的深度应该大于设计深度尺寸，从而可以全面提升结构的承载性能。严格控制路基的填筑施工工艺，选择合适的施工材料，以达到工程的质量要求。公路项目的建设施工，还容易存在碾压不均匀、压实度不足的情况，其承载性能就无法达到规定的要求，同时也会导致不同程度的沉陷问题，进而产生裂缝病害。因此，在施工过程中需要加强压实度的控制，确保其强度和稳定性达到要求，否则将会导致工程质量出现严重问题。

2.3 选择符合工程要求的混合料

根据工程的施工需要，选择合适的沥青施工材料，并且需要加强技术参数的控制，在达到稳定性的要求下，应该采用针入度比较大的沥青材料制作面层，此时可以消除低温收缩与高温疲劳而导致的裂缝问题。如果没有优质沥青材料，可以在施工中加入一定量的添加剂或者聚合物，以保证材料的低温抗裂与高温稳定性达到要求。沥青混合料中的集料应该使用粗糙度、坚硬度、耐磨性等都能够达到要求的集料制作，以保证其达到要求。空隙率对于面层结构部分的疲劳性能产生直接的影响，密实性沥青混凝土结构中的沥青硬化速度比较慢，并且可以缓解裂缝的延展。

2.4 设置应力吸收层

深入的分析反射裂缝的形成原因与工作原理，明确基层与面层中的沥青材料进行施工，可以根据需要在中间层的位置上设置吸收基层反射应力，以防止裂缝出现严重扩散的问题。

3 结束语

伴随着公路事业的发展和进步，沥青混凝土被大量的应用到工程实践中，但是在长期的使用过程中，因为外部自然环境、车辆荷载的影响而导致出现裂缝的问题，并且容易出现沉陷、翻浆、松散等问题，并且会持续的扩展，导致整体结构出现损坏的问题，承载性能也无法满足要求。基于此，在施工中需要充分分析裂缝原因，并且采取合理的处理措施，提升养护质量，满足交通运行安全性与舒适性的需要。