半刚性基层对沥青路面裂缝影响和防治措施
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【摘要】：在各种路面当中，半刚性基层沥青路面具有强度高、整体性好和抗弯拉强度强等优点，是沥青混凝土路面常用的基层类型之一。但是这种路面结构最大的不足就是在使用期间会产生裂缝。本文对沥青路面裂缝的产生和防治措施进行了阐述，供大家参考。
【关键词】半刚性基层 沥青路面裂缝 成因 防治措施
中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：
一、前言
在我国的公路中，大部分都使用半刚性基层，作为公路沥青路面的基层。半刚性基层具有很多的优点，比如强度高、稳定性好，使用年限长，承载能力强等到。但是，半刚性基层也存在的一定的弊端，就是收缩系数大，抗变形能力低。在自身的干缩、温缩及车辆荷载的反复作用下会产生裂缝，并将裂缝反射到沥青面层，形成沥青路面的裂缝产生。解决路面裂缝问题对于公路的质量和行车安全具有重要意义。
二、半刚性基层沥青路面裂缝的分类
1、疲劳裂缝
疲劳裂缝主要是由于行车荷载引起的。在重复荷载作用下，结构层底部产生拉应力，当拉应力大于材料的疲劳抗拉强度时，结构层就会开裂并逐渐扩展。疲劳开裂的早期现象是路面在纵横向出现间断的裂缝，之后，路面出现龟裂并伴有更多的变形。这种现象目前主要存在于中低级道路中。疲劳开裂一般由多种原因引起，比如重复的疲劳荷载作用，路面结构设计不合理或厚度不足，排水不畅，施工质量不合格等都会造成疲劳开裂的产生。如果路面在开放交通后几年之内就出现开裂情况，则大的可能就是因为路面经受重复荷载的疲劳状态或是运输超载的原因所致。
2、温度裂缝
温度裂缝的成因是由于温度变化引起的。当外界温度下降，特别是急剧降温的情况下，造成路面材料体积收缩， 收缩产生的拉应力超过路面材料的抗拉强度时，沥青路面就开裂。在一般情况下沥青混合料具有很好的应力松弛性能，随着温度升降而产生的变形不会产生太高的温度应力。只有在气温骤降的时候，在沥青混合料的应力松弛跟不上温度应力的增长，而超过其极限拉伸的应变，就会产生开裂。温度收缩的开裂主要形成横向的裂缝。
通常认为低温开裂与路面材料有关，硬的材料比柔的材料更容易出现低温开裂。沥青在环境因素的作用下出现氧化就更容易出现低温开裂。因此必须选用软的沥青，减少沥青混合料的空隙率。
3、反射裂缝
当基层的裂缝存在时，由于沥青面层铺设处理不当，就会使沥青面层产生和
基层裂缝相似的裂缝。此外，在新建的半刚性基层沥青路面上，半刚性基层受到长时间温度变化的影响而产生温度裂缝，从而向路表面扩展，延伸、并穿透整个面层，形成下宽上窄的裂缝。这就是反射裂缝。
三、裂缝的防治措施
1、设计方面
（一)要选择优质的沥青材料做面层，保证沥青的延度等指标符合要求。在没有优质沥青的时候，可以使用改性沥青，比如沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料，SMA的混合料具有很好的高温稳定性，低温抗裂性，使用寿命长等特点，是防裂路面设计时选用的一项新的技术材料。
（二)确定适当的沥青层厚度。当沥青面层具有相当的厚度时，能够对半刚性基层起到很好的保护作用，显著降低半刚性基层的顶面承受的温度变化，进而有效减少甚至避免半刚性基层产生温度裂缝。
（三)路层的空隙率对路面的使用寿命有着十分重要的影响，使用密实型沥青铺设路面能减缓沥青的老化速度，密实型路面还能有效的防止雨水的渗入，能在一定程度上减缓裂缝开裂。
（四）集料的选择能改善混合料的抗剥落性能，在选择集料时一般选择坚硬耐磨、表面粗糙、粘附性和嵌挤作用较好的碱性石料。若集料呈酸性时，在使用过程中添加一定比例的石灰粉或抗剥落剂来提高混料的抗剥落性能。
（五）由于细集料的使用能增加料比的表面积，遇水和失水造成的变成收缩量较大，容易造成裂纹的形成。因此，我们在选择集料时一般选择抗冲刷好，温度对变形影响较小的粗集料来进行施工。采用碾压的方式提高基层的稳定性。增强基层的抗折强度。
（六）水泥的选择对开裂的形成有着重要的影响。在施工过程中不能使用早强和快硬水泥进行使用，初凝时间在3小时以上的32.5级的普通硅酸盐水泥是比较好的选择。在施工过程中要严格按照设计标准的要求进行水泥量的使用。过多和过少都会造成开裂的形成，使用的水泥量过少会造成强度降低，使用的水泥量过多，其强度会增加，但收缩性也会随之增加，路面也就越容易开裂。
2、施工方面
（一)路基的施工不当会产生横向和纵向裂纹，路基在施工过程中需采用分层回填，回填一层压实一层，压实度要符合设计的要求。同一层尽量选择一样的回填料，提高其本身的粘结性，最好选择砂性土进行回填施工。
（二)不合适的加热温度和时间会使沥青混料出现老化现象，在施工过程中根据碾压设备的能力适当增加路面的碾压次数，确保沥青混合料的压实度能达到相关规定的要求。
（三)在沥青铺设过程中要尽量确保施工的连续性，对于不能连续施工的路面在每层中间喷洒粘层油来保证路面间的粘结强度。
（四)施工时要严格控制摊铺机的摊铺质量，在一定程度上减少沥青混合料的纵、横向裂缝。沥青面层较窄时施工宜采用全路幅一次摊铺，如面层较宽分幅摊铺时，应使用新旧一致，型号一致的摊铺机梯队作业，确保热接缝。前后幅相接处为冷接缝时，应先将已施工压实完的边缘坍斜部分切除，切线须顺直，侧壁要垂直，清除碎料后，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0.3―0.6kg/m 粘层沥青，再摊铺相临路幅。摊铺时控制好松铺系数，使压实后的接缝结合紧密、平整。
（五)对基层的水含量一定要严格的控制，水含量的控制也根据气温的变化进行调整，不超过碾压时需要的含水量为合适的含水量。含水量过大会导致结构层出现干缩性裂纹。因此。在施工作业过程中因根据气温、运输、厚度等多方面考虑基料的最佳含水量，保证混合料的水含量在最佳的控制范围内。
（六)半刚性基层碾压完毕，要及时养生，比较理想的养生方法是采用透水土工布覆盖养生，如基层在养生期得到了良好保水，始终保持湿润基层的质量稳定，裂缝将在一段时间内很少发生。
（七)做好透层和防水层。在基层养生完成后，可以取走土工布后及时洒布透层油，并在洒布透层油的基础上撒布3―8mm的石块作为沥青防水层。此时基层未受到污染，渗透效果较好，能使基层和面层形成一个整体，这样既能起到了很好的防水的作用，防止后期半刚性基层干缩和温缩裂缝的产生，避免裂缝在层与层之间传递，提高整个路面结构的疲劳寿命。透层和下封层作完后，应尽快铺筑沥青面层。
（八)横向预裂缝的切割。养生一周完成后，对路面进行横向预裂缝切割，每10米进行一次切割，切割深度控制在6～7cm，缝宽小于5mm。切割完后清洗余浆，干燥后立即用沥青灌缝，防止杂质和雨水的进入。在沥青面层摊铺前，对切割的预裂缝顶面用1m宽的土工布进行覆盖，进一步预防裂缝的反射。
（九)基层料拌合控制。目前基层料拌合均采用大功率为连续式拌和站拌和，其产量的增加只是单纯地增加了拌和电机的功率来实现的，拌和时间并没有相应增加，宜将拌和站的产量设定为额定产量的80％进行生产，以便有效地控制混合料的拌和均匀性，减少混合料成型后因不均匀性造成内部受力不一致而产生裂缝。同时，还应定期对水泥控制系统和水量控制系统进行专项检查和校核，防止出现水泥含量和含水量不稳定。
（十)选择有利的季节或时间进行基层施工，冬天气温低于5℃，一般不能进行基层的施工，施工最好选择在年平均气温时进行，此时气温变化不大，结构内温度应力较小，基层不易发生热胀冷缩现象。
四、结束语
公路铺设沥青面层前，采取裂缝预防措施和处理技术可以减少沥青路面裂
缝的出现，合理确定路面结构及其厚度，严格控制施工工艺，加强管理可以在一
定程度上预防和延缓沥青路面裂缝的产生。
参考文献：
【1】张海．浅析沥青路面裂缝的原因及防治【J】．山西建筑，2010
【2】李春雷．半刚性基层沥青路面温度应力断裂力学分析【J】公路交通科技，2010
【3】王斌，沥青路面裂缝的分类和防治措施【J】中国公路，2010