沥青路面裂缝成因与维修对策分析

杨稷栋

山西交通养护集团有限公司侯马分公司（043000）

0 前言

在冬季，沥青路面材料因温度下降而收缩变形，产生温度应力；当温度应力超过路面材料的极限抗拉强度时，沥青路面开裂。如果裂缝没有及时修补，雨水渗入会使沥青路面开裂部位破坏加剧，甚至会产生新的裂缝。裂缝产生初期对沥青路面使用性能影响不大，但随着裂缝的发展，沥青路面的使用品质会逐步降低。在雨水和地下水的侵蚀作用下，沥青老化速度加快，逐步发展成为严重的龟裂、块裂；交通荷载的重复作用进一步加剧裂缝的破坏程度，严重降低沥青路面使用性能，使沥青路面提前大修，造成严重的经济损失。

1 沥青路面裂缝成因分析

1.1 反射裂缝成因分析

通过调查发现，半刚性基层反射裂缝是比较常见的裂缝形式，是一种贯通横缝。相关试验结果表明，当半刚性基层相对ACI 值较低时很容易产生开裂，进而发展为反射裂缝。缩裂是半刚性基层的主要缺点，目前还没有有效的防治措施。半刚性基层混合料存在矿料级配设计不合理、细集料含量不准确、水泥剂量过高、含水量高等问题，这些问题以及养护管理不合格等都会造成半刚性基层开裂。半刚性基层开裂会在沥青面层底部产生拉应力，并在开裂处产生应力集中，当拉应力超过沥青面层极限抗拉强度时，就会产生反射裂缝。由于冬季温度较低，沥青面层材料模量较大，很容易在应力集中位置产生反射裂缝。

1.2 温缩裂缝成因分析

沥青路面温缩裂缝有两种，一种是由于天气变化，沥青面层内部的温度应力超过沥青混凝土的极限抗拉强度所产生的裂缝；一种是由于长期温度变化而产生的疲劳裂缝。在温度应力小于沥青混凝土极限抗拉强度的情况下，长期反复作用导致沥青面层产生疲劳裂缝。沥青老化也会使沥青混凝土极限抗拉强度下降，在温度应力的作用下产生裂缝。

1.3 路基沉降裂缝成因分析

在沥青路面使用过程中，由于路基施工质量不合格、地基承载力不足等原因，路基会产生不均匀沉降，进而导致沥青路面开裂。路基沉降裂缝主要有以下几种形式:

1）涵洞两端开裂、路基填挖结合部位开裂。这是由于施工过程中没有进行严格的质量控制，涵背回填质量不合格、路基填挖结合部位处置不当造成的。涵背回填时，一次回填厚度过大，压实质量不合格，因而产生不均匀沉降；填挖结合部位时，未开挖台阶、回填压实质量不合格等原因都会造成结合部位产生横向开裂。

2）路基纵向裂缝。这种形式的裂缝通常出现在拓宽部位、 半填半挖路段和新旧路交接的部分。在路基拓宽改建后没有对填挖结合部位进行有效控制，在车辆荷载的作用下，雨水渗入等原因造成不均匀沉降，从而产生纵向裂缝。

3）路基沉降裂缝。地基为软土地基，承载力低，在路基自重和车辆荷载作用下容易产生沉降变形，造成路基路面结构出现龟裂和块裂。

2 沥青路面裂缝维修对策

2.1 贴缝带修补

贴缝带是一种滚卷式阻裂防水隔膜，是在0.3 mm 厚的抗皱抗重载型聚丙烯材料上部涂抹2 mm厚的聚合物防水膜，通过碾压后结合成为一个整体。贴缝带外部使用硅油涂纸包裹，防止其防水膜在搬运过程中产生粘连破坏。贴缝带抗拉强度高，黏度与韧性好，通常被用于半刚性基层裂缝的修补，可有效处治由车辆荷载和温度应力造成的反射裂缝。由于贴缝带黏度大，可以直接与基层表面材料结合为一个整体。贴缝带有多种型号，可以满足宽缝、窄缝、块裂三种裂缝的修补需求。宽缝修补采用15 cm 宽的面层贴缝带，通过灌缝处理后再进行铺设；窄缝一般是施工缝开裂，通常采用8 cm 宽的面层贴缝带；块状裂缝通常采用45 cm 宽的面层贴缝带进行修补，根据路面的开裂情况进行拼接铺设。

2.2 灌缝填封

采用普通沥青和改性沥青灌缝技术进行裂缝修补，因为沥青材料容易老化、黏结性不佳，所以修补后容易在原位置重新产生开裂，维修效果差。随着沥青路面养护技术和养护材料的发展，密封胶灌缝技术取代了落后的沥青灌缝技术。灌缝填封施工前对裂缝进行开槽、清理裂缝内部的杂物，干燥后使用新型密封胶灌缝材料进行灌缝，最后进行修整。新型密封胶灌缝填封技术适用于非荷载型的温度裂缝，不适用于因路基路面结构出现沉陷、翻浆而造成的沥青路面块状裂缝。

2.3 压浆法

压浆法适用于宽度较大的纵向裂缝，这种裂缝通常出现在高填方路段，如不及时处置容易造成进一步破坏，影响行车安全。压浆材料通常选用水泥净浆、氰凝、丙凝等材料。压浆施工前，使用环氧树脂砂浆对裂缝表面进行封堵，沿裂缝方向布置注浆管；然后从裂缝一端开始施工，一次完成注浆工作。施工过程中，要摆放警示标志并进行交通管控；根据裂缝位置进行钻孔，布置注浆管，按照施工要求制备压浆材料；压浆完成后进行堵孔，养护后开放交通。

2.4 封层、罩面修补法

对于开裂严重、存在大面积龟裂或块状裂缝的沥青路面，应采用稀浆封层、罩面技术进行修补。稀浆封层采用现拌现铺的方式，按照配合比将乳化沥青、细集料、外加剂等材料拌和后均匀地摊铺在沥青路面上，形成厚度为0.5～0.6 cm 的薄层，达到修补裂缝的目的。

对于出现严重开裂或达到中修标准的沥青路面，可以采用沥青混合料罩面法对裂缝进行修补。施工前对沥青路面进行彻底清理，然后喷射乳化沥青粘层，撒布碎石和石屑，通过碾压将骨料（50%~70%）嵌入到沥青路面结构中，形成稳定的结构层，从而完成裂缝修补。

3 沥青路面裂缝防治措施

3.1 优化基层结构

在半刚性基层结构设计中，为减少缩裂，选用水泥稳定类基层或低剂量水泥稳定性基层；选用抗冲刷性能好、干缩变形和温缩变形小的半刚性基层材料；适当提高半刚性基层混合料中碎石的含量，以提高其整体稳定性；适当降低半刚性基层混合料的水泥剂量。

3.2 设置应力吸收层

为了防止路面产生反射裂缝，在基层和面层之间设置应力吸收层，常见的应力吸收层有橡胶沥青层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层等。应力吸收层可以吸收半刚性基层开裂后在基层和面层之间形成的应力，有效减缓或预防反射裂缝的产生。

3.3 原材料及配合比

沥青材料的品质与沥青路面开裂有直接关系，在充分考虑高温稳定性的前提下，应优先选择低温抗裂性较好的沥青材料；同时，在稳定度满足施工要求的前提下，应优先选用针入度较大的沥青材料。另外，粘结力高、抗氧化性强、抗老化能力强的改性沥青可明显提高沥青混合料的低温开裂性，防止沥青路面产生荷载裂缝和温度裂缝。应选用形状规则、表面粗糙、压碎值高、质地坚硬的骨料，以提高沥青混合料骨架结构的稳定性，从而减少沥青路面开裂。严格进行沥青混合料配合比设计，合理确定级配和油石比，以提高沥青路面的使用性能。在条件允许的情况下，可选择SMA 沥青混合料或改性沥青混合料，以提高沥青路面结构的稳定性，防止沥青路面产生开裂破坏。

4 结语

沥青路面开裂会降低路面使用性能、缩短道路使用寿命、造成路面结构提前进入大中修，增加了沥青路面的运营管理成本。因此，要分析沥青路面裂缝的产生原因，有针对性地制订维修方案，及时恢复沥青路面的使用性能。为了防止沥青路面产生开裂破坏，可通过合理选配原材料、严格进行配合比设计、优化基层结构、设置应力吸收层等方式提高沥青路面基层和面层的稳定性；在沥青路面施工过程中，要加强质量控制，严格进行基层和面层结构的质量验收。