国省县乡道沥青混凝土路面裂缝成因及应对措施探究

陈小佳

（重庆市綦江区公路事务中心，重庆 401420）

0 引言

随着城乡一体化发展的有序推进，城市与农村的交通愈加便利，自然而然，城乡居民对道路路面的要求也会越来越高。在城乡道路的建设过程中，沥青混凝土路面是最常见的路面形式，缘于沥青混凝土很强的材料性能。路面裂缝是沥青路面常见的病害之一，如果在城乡道路的施工时或后期的养护过程中，没能及时发现路面裂缝问题，那么很可能会直接或间接危害人民的通行安全。综上，对路面裂缝病害产生原因进行深入的分析和探究意义重大。在城乡道路建设时，为了减少和预防路面产生裂缝，需要专人对施工质量进项核查，后期的养护工作落实到相关单位，以此来提高城乡道路的寿命，保证城乡居民出行安全。

1 沥青混凝土路面裂缝的常见类型

根据断裂力学相关理论裂缝扩展主要有3 种模式，具体如下文所述。

1.1 横向裂缝

裂缝大多是与路面垂直的，裂缝的宽度有所不同。通过相关研究得出，横向裂缝产生原因主要有以下4 个方面：①在城乡道路施工时，因为施工技术的原因，导致道路的连接缝隙不严密，各个部分不能严丝合缝结合在一起，久而久之，就形成了横向裂缝。②道路施工时，没有对施工地的气候进行考量或者所使用的沥青材料不符合标准，沥青混凝土表面因外界温度升高会进行收缩，当沥青混凝土的抗拉强度不能抵抗温度疲劳累积时，会由温度收缩或温度疲劳累积引横向裂缝。③由于城乡道路的修建工程时间紧，会出现路基的不均匀沉降情况，基层承载力欠缺，在道路使用过程中逐渐破损，导致横向裂缝产生。④使用了劣质的基层材料或在进行基层施工时使用的相关技术不成熟，最终导致路面因为膨胀或收缩形成横向裂缝[1]。横向裂缝如图1 所示。

图1 横向裂缝

1.2 纵向裂缝

纵向裂缝走向基本与行车方向平行，其长度和宽度不同，一些小支缝通常会与纵向裂缝并存。纵向裂缝形成的主要原因有以下4 个方面：①地基原因。在施工相关技术不成熟，在出现坑槽或弹簧土情况的时候，进行回填处理后，由于地基的不均匀沉降，造成路面纵向开裂。②受道路施工当时的土壤或者水的渗透影响，例如花坛、路表、等渗水使得城乡道路土壤稳失去稳定性，日复一日，路基承载能力降低，在荷载的作用下会有裂缝出现在路面中。③路基施工原因。由于土基施工时路基材料含水量不合适或压路机械压不到位而造成的路基压实不均匀，导致纵向裂缝产生。④施工人员操作不当。对已产生的纵缝进行修补的过程中，路面接口没有密切连接在一起，当外界温度降低到一定程度时，路面接口处出现收缩的情况，导致纵向裂缝产生[2]。

1.3 网状裂缝

网状裂缝纵横交错，与蜘蛛网形状类似。网状裂缝主要是由于路面的整体强度不足而引起的，具体成因包括以下3 点：①在沥青混凝土路面出现横向裂缝和纵向裂缝时，雨水不断渗入基层，致使唧浆形成。久而久之，便会让基层表面被逐步淘空，形成网状裂缝。②因为车辆的超载行为和沥青本身的老化问题，导致混凝土基层产生疲劳破坏。③沥青混凝土路面结构设计不科学，压实度达不到标准，沥青混合料的配比不科学或沥青与石料未拌和均匀，以致于沥青和石料的粘性不够，引发网状裂缝[3]。网状裂缝如图2 所示。

图2 网状裂缝

2 沥青混凝土路面裂缝的产生原因分析

路面裂缝是沥青路面常见的病害之一，裂缝产生的原因有很多。比如道路结构设计与使用材料的质量，而且与施工技术、后期的养护工作，沥青混凝土路面所处外部环境等均有关系。下文会具体深入分析。

2.1 气候方面问题

假如出现持续的阴雨气候，雨水的不断浸透也会导致一样的裂缝，雨水持续深入浸透将会导致矿物原料和沥青相互的粘结力，将会造成沥青混合料的不团掉落堆积情况，将会让路面出现网状态的裂痕。在道路项目开展的途中，假如外部温度高低变化巨大，将导致沥青混凝土出现收缩式的裂痕，温度较高的混凝土材料拉应力过大，但是材料的温度极速下降后会发生路面温度适应力超过混凝土拉应力的最大负荷，从而出现横向裂缝。

2.2 路基质量问题

目前，许多道路的路基设计是缺少科学性的，这降低了公路质量，容易导致路面裂缝的产生。例如，路基材料的厚薄与车辆载重通行的要求是不匹配的，或者对选择混合材料以及材料的配比设计是不科学的，导致路面的承重力较低，再例如路基建设途中对于路基排水系统的设置缺少，引起雨水较多的浸透和存留，这些问题都会引发路面裂缝。

2.3 施工质量问题

沥青材料质量对于道路施工是关键因素，道路施工的决定性因素是沥青材质的好或者坏，但，很多施工方对于沥青材料的选择上没有严格规章管控，沥青的材料的配比、水泥标号等相关指标不符合对于标准。如果沥青与石料未拌和均匀，施工技术不成熟，路面没有较强的承受能力，并且路面长期反复承受来自超载车辆的压力，沥青基层底部疲劳累积，路面最终会出现横向和纵向裂痕，裂痕不断向四周扩散，产生从基层向面层发展的反射裂缝。沥青混合料要控制好温度，如果沥青混合料对路面温度变化过于敏感，路面也会出现裂缝。

2.4 后期养护问题

城乡道路在后期的使用过程中，还需要定时定期做好养护工作，不然，路面很大概率会有裂缝情况出现。在道路的实际使用过程中，车辆长期反复对路面施压，将会导致部分路面发生塌陷坑洼的情况，假如不进行合理科学的养护工作或没养护工作及时，也会出现裂痕等相关问题，造成的不良影响将会扩大，最后，让道路无法正常投入使用。还有，沥青材料的不断老化程度增加，路面承重能力降低，也会因拉力不均匀，导致路面出现裂痕，故维护道路的工作不可忽视。

3 道路沥青混凝土路面裂缝的预防措施

3.1 优化材料选择，做好配合比设计

在对路面沥青混凝土路面施工途中，在项目施工开始准备时候就必须注重对原材料质量的筛选，其中尤为重要的是对关沥青材料的选择，一定要用与项目设计相符合且对于质量沥青材料，每项指标必须达到相应标准，选择的基料必须具备良好的抗裂能力，通过混入粗骨材料来增加基础的压实度。改性沥青对应的成本相对比较高，但是改性沥青更强的性能是在低温环境的粘度和使用过程中的抗老化能力上更优秀，将会获取良好的社会及经济效益。同样也保证质量的是对石料、矿粉的选用，还需思考矿源的产能，确保对应的原材料供应能得到保证，不然也将会项目施工质量造成影响。还有，还需注重沥青混合料设计的配比配合，配合比确认后不可任意更改，一定需做对应的同步实验，必须做到石料、油石比、级配的搭配具有合理的科学性，保证其混合料的强度，防止以后路面出现裂痕。混合材料的配合比设计如图3 所示。

图3 配合比设计

3.2 严格施工过程监管，确保工程质量规范

为项目质量进一步提升，防止路面出现裂痕，在道路项目施工途中，道路项目的整体质量取决于施工工艺的使用，故必须对施工过程进行严格监督，保证合理规范的使用各项工艺及施工技术。对道路沥青混凝土顶面施工，2 台摊铺机一定确保前后紧跟作业，这可以有效的处理前幅摊铺和后幅摊铺出现时间差的问题，保证热接工艺的开展，防止产生裂痕问题，2 台摊铺机间距应该大于15cm，或采取全幅摊铺的施工方式。假如前后幅的接口属于冷接缝，不仅要立刻切除边沿坍塌部，而且还要将接缝处用热的混合材料进行敷贴，在敷贴软化时去除边沿坍塌部，并重新刷上新的沥青，这样才能实施摊铺工序，对摊铺系数进行严格管控，从而保证压实后的路面平顺和严实，保证高质量工程。比如说，要保证路面基层和底基层的施工一定要有足够的时间差，不能为太高工程进度或减少经济成本就预先铺设面层，否则基层就会出现收缩性裂痕。还有需要重视监测基层施工混合料含水量，含水量需要在合适的区间范围。还需要把控的是混合材料加热的温度和加热时间，还为保证路面混合材料的压实度，需反复进行碾压。

3.3 注重高温季节裂缝的防护，掌握有效施工工艺

道路施工时，一定要注意的是遇见高温季节，对于有些能自身愈合的裂痕可不必处理，但对有些无法自身愈合的裂痕一定要采取对应的修复的措施，有以下两种工艺作为参考：①在裂痕处涂上具备高粘度沥青，这样的修补方法施行起来相对简单。假如裂痕宽度低于5mm，直接在清除裂痕处杂物后，直接浇灌浓度较低的热沥青，在浇灌到裂痕距离基面1/3 处后，填充细的石屑、沙子，最后再把基面溢出热沥青清洁干净方可。假如裂痕宽度高于5mm，就一定要将裂痕处出现松散的基面和裂痕处杂物去除干净，在填充混凝土混合材料，对材料进行捣实，这样就能有利的完善基面质量问题。②将已经发生裂痕的基面杂物去除完，在路面喷洒适量沥青，再将干燥的细石屑与已发生乳化的沥青喷洒到路面，最后再对基面进行反复碾压，这样就能有利于填补裂痕，提升路面的整体平顺度。

3.4 关注后期养护工作，选择适宜养护时间

沥青混凝土路面运营一定时间后，应该定期对道路进行养护，预防裂痕的产生，虽然经济成本会有所增加，但是保证路面的正常使用，才能发挥出路面交通的实际功能并且产生经济效益。沥青混凝土路面的设计和施工上一定要采用科学合理的方式，虽然沥青路面的承重能力强并且价格低廉，但是也要考虑到后期路面养护的成本，拿出可实施并且科学合理的路面保护方案[5]。值得关注的是，养护时间的确认也是道路养护过程中的重点问题，路面养护人员结合路面实际情况，保证养护施工工作的时间，保证关于路面的各类信息的完整和准确，以此来保证路面养护工作的正常进行。假如说路面整体没有裂缝产生，就不用立刻实施养护工作，如果路面已经出现严重的裂缝，应该立刻采取养护措施，避免裂缝问题进一步扩大，造成更大的损失和施工量的增加，养护工作不及时进行会导致最终的养护效果不佳。因此，相关路政养护人员必须秉承认真负责的态度，对发现的路面问题及时采取干预措施，确保道路能够正常使用。

4 结语

综上所述，路面破损是我国道路建设中普遍存在的问题，设计、施工、养护等相关单位应给予足够的重视，以保证道路运营质量。针对裂缝的主要原因，需要不断改进施工工艺，每个施工环节，加强质量管理，努力消除裂缝的可能性，控制各种影响因素，加强道路养护和管理工作，延长道路的使用寿命，以确保我国道路交通健康稳定发展。