浅析沥青路面裂缝成因与危害以及防治措施

摘 要 沥青路面在使用过程中会产生各种各样裂缝，并在反复车辆荷载、路表水浸湿、四季温变、昼夜温差的作用下，加速路面破坏，大大缩短路面使用寿命。本文对沥青路面裂缝的成因、危害、防治做出了论述。

关键词 沥青路面；裂缝成因；危害；防治

沥青路面以其行车舒适，维修方便，可回收再生利用等优点被广为应用。沥青路面裂缝作为沥青路面常见病害的治理工作，经过长期的道路工程实践、研究和探索，取得了一定的成效，但问题至今未能根除。降水可导致路基整体强度的降低，且容易沿着裂缝侵入基层甚至路基，导致基层破坏，路基软化，在行车荷载的反复循环作用下，引起路面下陷；寒冷地区冬季冻胀，隆起开裂，春季融解季节沉陷松脱。而各种裂缝的产生均由环境、设计、材料、施工及运营过程中的养护维护与管理全过程中诸多因素相互联系相互影响而形成，在治理的过程中我们需要系统分析，综合防治。

1 裂缝成因

沥青路面的开裂成因分类主要有：勘察设计与裂缝产生；路基不良；路面底基层基层质量缺陷；沥青路面自身质量存在的问题；

1.1 勘察设计与裂缝产生

质勘察资料不全，气候降水温度不详细，道路设计缺少必要的依据，设计缺乏针对性，结构设计，材料类型选择与实际地质水文情况不相适应，是导致路基路面出现沉降、开裂、滑坡等质量问题的重要原因之一[1]。

1.2 路基不良

①填方材料和压实的不均匀性，以及填方密实度达不到设计要求。②由路基不均匀沉降在路面上引起的开裂，特别在那些半填半挖段、高填方路段、沟槽回填土碾压比较困难，而且不容易做到均匀碾压，路面就可能产生差异性沉降。③拓宽路段的新老路面交界处土层处理不彻底，沉降不均匀引起纵向开裂；④软弱土地基加固效果达不到设计要求局部强度差异性较大；⑤边坡值小于设计值，边坡压实不够和边沟过深使实际填土高度加大而滑坡等引起的纵向开裂。路基的裂缝会宽展反射到路面结构形成反射型路面裂缝。

1.3 路面底基层基层质量缺陷

①由于半刚性基层的干缩性、温缩性而产生裂缝，从而导致路面产生反射裂缝。②基层材料不良：基层材料质量越好的收缩性愈小，面层裂缝愈少。③路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体，使路面的承载能力下降形成的裂缝。

1.4 沥青路面自身质量存在的问题

①沥青混合料原材不良与材料老化沥青和沥青结合料的性质是影响沥青路面温度开裂的最主要原因，沥青混合料的低温劲度是决定沥青路面是否开裂的最根本因素。在沥青性能指标中，影响更大的是温度敏感性，温度敏感性大的沥青更容易开裂。②沥青延度低，抗裂性差，沥青混合料拌和时间过长，拌和温度过高或在储料仓仓储时间过长，运输过程中遭到雨淋使沥青变硬结块，摊铺下卧层潮湿对拉应变敏感而产生的裂缝；③外界原因如污染、腐蚀等造成的局部网裂；④施工缝处理不当，接缝不紧密，结合不良。

1.5 路基路面与道路建筑构筑物结合部对沥青路面裂缝产生

桥台、管廊、给排水检查井、通道等构造物两侧的填土是裂缝的多发部位。原因主要是：压路机不容易到达，致使产生后期沉降，在软土路基段尤为显著。

1.6 沥青路面与环境气候温度降水对裂缝产生的影响

①极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环数次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。沥青路面的低温开裂有两种形式：一种是由于气温骤降造成面层温缩，在有约束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度时造成的开裂。②裂缝发生以后雨水会从裂缝中下渗，并积聚在面层与基层中间，出现基层唧泥现象，降低了沥青层与半刚性基层间的连接状态，加速了路面结构的破坏。

1.7 沥青路面车辆荷载裂缝产生的关系

①在车轮荷载作用下，半刚性基层底部产生拉应力，当拉力大于基层材料的抗拉强度时，底部就会很快开裂，在行车荷载反复作用下，底部裂缝会逐渐宽展到上部，并使面层产生开裂。②车辆荷载直接作用，在轮子部位产生大的应力，产生表面裂缝导致路面产生开裂，以及行车荷载重复作用产生疲劳裂缝。

2 裂缝对沥青路面的危害

沥青路面裂缝的危害主要表现在以下几个方面：①缩短路面的使用寿命，影响行车的舒适性和安全性。②桥头跳车处的路面横向裂缝，在路面集水的作用下加速了跳车现象的发展，同时对路基造成危害。③块状的路面纵横裂缝如不能及时修补，将很快发展成为网裂，松散甚至坑槽，导致路面病害的发生，影响路面的功能[2]。

3 沥青路面裂缝的预防与治理

3.1 合理设计

①基层首选抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。②路面厚度的确定：必须根据其道路等级、交通量、工程地质情况、道路基层情况和施工季节等综合因素计算确定设计厚度。③沥青混合料级配设计：为了提高路面抗滑能力和抗车辙能力，国内高等级道路普遍采用较粗级配，用油量少，空隙率偏大，传荷能力削弱，容易产生裂缝，耐疲劳能力降低。④设计应力吸收层及加筋层应力吸收层主要采用弹性模量较小的材料，如土工布、砂、石屑等，⑤选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层[3]。

3.2 路基裂缝预防

①沟槽回填土应分层填筑、压实，压实度需达到要求。②拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致，或稍厚。土路基应密实、稳定。

3.3 路面底基层基层裂縫预防

①采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝。a.基层混合料应在接近最佳含水量的状态下碾压，防止压实度和强度不足造成强度裂缝。b.对分段施工的基层，在碾压时，应预留一定宽度混合料暂缓碾压，待下段混合料摊铺后一起碾压，上下层的接头应错开。C合理选择混合料的配比，控制细料数量；重视结构层的养护，并及早铺筑上层或进行封层以利于减少裂缝。②在旧路面加罩沥青路面结构层前采用铺设土工布、格扎栅后再加罩，以延缓反射裂缝的形成。

3.4 沥青路面层接缝处理

①合理组织施工，摊铺作业连续进行，减少冷接缝。冷接缝的处理，应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料。然后用热混合料敷贴接缝处，使其预热软化；铲除敷贴料，对缝壁涂刷粘层沥青，再铺筑新混合料。充分压实横向接缝。碾压时，压路机再已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15 cm左右，每压一遍向新铺层移动15 ～ 20 cm，直到压路机全部在新铺层为止，再改为纵向碾压。根据沥青路面施工及验收规范要求，按该地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型，以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。②采用全路幅一次摊铺，如分幅摊铺时，前后幅应紧跟，避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺后半幅，确保热接缝。如无条件全路幅摊铺时上、下层的施工纵缝应错开15 cm以上。前后幅相接处为冷接缝时，应先将已施工压实的边沿坍斜部分切除，切线需顺直侧壁要垂直，清楚碎料后，宜用热混合料敷贴接缝处，使其预热软化，然后铲除敷贴料，并对侧壁涂刷粘层沥青，再摊铺时控制好松铺系数，使压实后的接缝结合紧密、平整。③沥青路面摊铺前，对下卧层需要认真检查，及时清除泥灰，处理好软弱层，保证下卧层稳定，并宜喷撒粘层沥青。原材料质量和混合料质量严格按沥青路面施工及验收规范进行选定、拌和和施工。④沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求，保证上下层的良好连接；并从设计施工养护上采取措施有效的排除雨后结构层内积水。

3.5路基路面与道路建筑构筑物结合部位裂缝预防

桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理；沉降严重地段，事前应进行软土地基处理和合理的路基施工组织。

3.6合理选材

①选择抗裂性好的材料做基层。为减少收缩裂缝，应增加粗骨料含量，降低施工含水量，提高基层压实度，尽量避免采用干缩性较大的材料。②采用优质改性沥青。改性沥青在低温黏度、耐老化等指标上均优于普通沥青，目前普遍采用的改性沥青有橡胶类、热塑性橡胶弹性体和热塑树脂类。③选择合适的矿料。无论什么骨料，为使沥青与矿料之间很好的黏结应使用抗剥离剂，以延缓由于荷载和温度的反复作用发生沥青剥离而产生水毁现象，同时限制碱性骨料的使用[4]。

3.7 施工质量的好坏直接影响路面的各种性能，因此，严格保证道路各结构层的施工质量，能有效防治路面裂缝。

基层和底基层的养生要满足要求，切勿为赶工期而提早铺筑面层，以防基层损坏或收缩而导致沥青面层产生反射裂缝。面层施工时保证在制备沥青混合料过程中不使沥青过分老化（控制沥青的加热温度和加热时间），加强运料车的保温工作，保证适宜的摊铺、碾压温度，及时摊铺，保证供料和摊铺的连续性，减少由于混合料表面温度降低影响温度均匀性而产生的离析和裂缝，做好施工接缝的联结处理[5]。

3.8 加强养护及时维修完善路基路面的排水设施

确保路面排水顺畅，基层与面层之间不得形成集水槽。此外沥青路面的早期损坏应及时处理，避免基层破坏进而加剧面层的破坏[6]。

3.9 治理措施

常用的方法有普通沥青灌缝、专用灌缝料施工、压浆法修补裂缝和进口密封胶灌缝。①一经发现裂缝后应立即修补以免水通过缝渗透到基层，造成基层破坏而影响面层。对于较小的横向裂缝和纵向裂缝，缝宽在6 mm以内，宜将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹去尘土后，可用灌入热沥青或乳化沥青材料加以封闭处理；缝宽大于6 mm的，将裂缝内杂质处理干净后，用沥青砂或细粒式沥青混凝土填充、捣实，并用烙铁封口，撒砂，扫匀；也可以采用乳化沥青混合料填封。②轻微龟裂可采用刷油法处治，或进行小面层喷油封面，防止渗水扩大裂缝；大面积龟裂、网裂采用加封层或沥青表面处治。严重龟裂、网裂应对基层进行补强。③碾压中出现微裂缝，可在终碾前，用轮胎碾进行复压，消除裂缝。④因土基、路面基层的病害或强度不足引起的破损，应处理路基或基层，然后再修复路面。⑤由于路基不稳定，导致路面网裂时，可采用石灰或水泥处理路基，或注浆加固处理，深度可根据具体情况確定，再重做基层、面层[7]。

参考文献

[1] 姚祖康.水泥混凝土路面设计理论和方法[M].北京：人民交通出版社，2003：59-66.

[2] JTG-F40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].北京：中国标准出版社，2004.

[3] JTGD50-2006，公路沥青路面施工技术规范[S].北京：中国标准出版社，2006.

[4] 丁士昭.逄宗展主编《市政公用工程管理与实务[M].北京》一级建筑师执业资格考试用书（第四版）中国建筑工业出版社，2015：44-45.

[5] 孙立军等.沥青路面结构行为理论[M].上海：同济大学出版社，2003：55-59.

[6] 程玉洁，影响沥青路面平整度的因素[J].山西建筑，2004，30（1）：116-118.

[7] 齐亚慧，沥青路面裂缝产生的原因及处治措施[J].山西建筑，2004，30（3）：119-120.

[8] JTGH10-2009，.公路养护技术规范[S].北京：中国标准出版社，2009.

[9] JTGF40-2004，.沥青路面施工及验收规范[S].北京：中国标准出版社，2004.

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