刍议高速公路中沥青路面裂缝成因及控制措施

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摘 要: 文章介绍了沥青路面裂缝的种类,分析了产生裂缝的原因，并针对裂缝产生的不同原因提出了沥青路面裂缝的预防与控制方法。

关键词:概述; 裂缝原因; 控制措施; 使用寿命

1 概 述

随着我国公路建设的发展，沥青路面在高等级公路建设当中成为了首选路面类型,但是不容忽视的一个问题是,由于汽车数量的增多, 加之超载现象突出，沥青路面的早期破坏越来越严重。通过实际施工发现,沥青路面早期损害中,有很大一部分病害属于沥青路面的裂缝或者由于裂缝没有及时修补而产生的次生病害。由于沥青路面裂缝对行车安全、行车舒适性以及沥青路面的使用寿命有很大的关联性,因此,研究沥青路面的裂缝具有很重大的意义。很多研究人员对于沥青路面裂缝都进行了广泛而又深入的研究,对裂缝的分类、产生的原因以及治理措施提出了很好的建议，大部分裂缝分类是基于沥青路面裂缝的表面损坏情况来进行分类,把沥青路面裂缝分为横向裂缝，纵向裂缝以及龟裂等。把沥青路面裂缝产生的原因归为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。从而针对这些分类和原因提出了沥青路面的处治方法。

2 沥青路面裂缝的分类

（一）施工型裂缝,是在整条沥青路面在路基路面施工期间，由于施工的不合理或者是由于不可避免的施工工序产生的裂缝。再把这些裂缝细分为:路基施工不当引起的裂缝、沥青路面施工横向裂缝、沥青路面施工纵向裂缝。

（二）非施工型裂缝,是在整条沥青路面建成通车后,由于气候以及行车荷载等原因产生的裂缝。把这些裂缝细分为:低温收缩裂缝、疲劳开裂(包括温度疲劳裂缝和行车荷载疲劳裂缝)、基层反射裂缝。

3 沥青路面裂缝产生的原因

3.1 路基施工不当引起的裂缝

(1)路基填挖结合部，由于填方和挖方的压实程度不一样,容易造成其不均匀沉降,最终反映到路面的不均匀沉降,引起路面裂缝。

(2)新路与老路拼接处，道路的拓宽与改造时,老路基与新路基交界处, 由于老路基的沉降基本稳定,新路基还处于沉降期，施工控制不好就容易在新路与老路路基拼接处产生不均匀沉降，这种不均匀沉降也容易反映沥青路面上，引起路面裂缝。

(3)路基压实不均匀处，高速公路路基施工中，有些地方缺少优良填筑的土方，有些施工单位用大粒径的石块、片石进行填筑,这些填筑大粒径土石方处压实比较困难。并且后期的沉降量以及沉降速度会比一般的土方填筑要大、要快。这样就会造成路基路面的不均匀沉降,引起路面裂缝。

(4)在软土地基与非软土地基交接处、地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处，因地基或路基与构造物之间的路基衔接处引起的差异沉降导致基层开裂，并反射到面层,形成路面裂缝。

3.2 路面施工横向裂缝

沥青路面要求连续施工，正常条件下不得停工,但是由于天气、机械以及人员的休整等各方面原因，横向的路面接缝不可避免。如果冷热接缝处理不好,道路通车运营后，很容易发展成路面的横向施工裂缝。从而进一步产出次生病害。

3.3 路面施工纵向裂缝

沥青路面全幅摊铺容易发生离析,并且沥青混合料随着布料器往两侧送料时,温度下降过快，从而导致两侧的沥青混合料不易压实。基于这些原因，有些施工单位摊铺时采用梯队作业,如果热接缝处理不好, 后期容易造成纵向裂缝。另外在沥青路面摊铺时，采用半幅摊铺或者由于其他不可避免的原因形成纵向冷接缝，如果处理方式不得当,也容易形成纵向裂缝。

3.4 低温收缩裂缝

沥青混合料在温度较高时具有良好的应力松弛能力，当沥青路面温度下降幅度较大时,沥青路面的拉应力来不及松弛，从而导致路面的温度应力超过沥青混合料的极限拉应力，最终导致沥青路面的横向裂缝。沥青混合料具有热胀冷缩的性能，在低温条件下，沥青路面具有收缩的趋势,但由于沥青路面与基层是一个整体，这样沥青路面的这种趋势受到了约束，从而产生了沥青路面的拉应力。如果这种拉应力超过了沥青混合料极限拉应力，就会产生沥青路面裂缝。

3.5 疲劳开裂

疲劳开裂的特点就是沥青混合料的极限抗拉应力变小，弹性模量变小。其中疲劳开裂包括温度疲劳裂缝和行车荷载疲劳裂缝。疲劳裂缝是由于沥青路面在温度升降以及行车荷载的反复作用下。沥青混合料的极限拉应力变小，沥青路面产生疲劳，导致沥青路面的拉应力超过沥青混合料的极限拉应力，从而引起路面开裂。

4 沥青路面裂缝的预防措施

4.1 设计期间

(1)应根据当地的气候条件选择沥青的标号,在冬季寒冷的气候条件, 应该选用软质沥青,但是由于我国大部分地区不仅冬季寒冷,而且夏季炎热,所以沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性是一个很难调和的矛盾,无法两项路用性能都满足要求,只能兼顾。因此,在条件允许的情况下,尽量采用抗裂性能更好的沥青玛蹄脂碎石路面(SMA)和改性沥青。

(2)基质沥青的含蜡量一定要控制在规范规定的极限范围之内,含蜡量是导致沥青混合料低温抗裂性不好的一大因素。

(3)基层材料优先选用强度高、收缩性小和抗冲刷能力强的水泥稳定粒料或二灰稳定粒料,以减少低温收缩裂缝的发生。

4.2 施工期间

(1)在路基填挖结合部、新路与老路拼接处、软土基地与非软土地基交接处、地基处理方法变化处以及三背填土的地方。压实度一定要控制好。变化处压实度要均匀，切不可出现压实度较大的突变。

(2)在铺筑沥青层之前，应仔细检查半刚性基层。如果半刚性基层已经产生了温缩和干缩，应使用防裂卷材进行处理。

(3)合理组织施工，摊铺作业连续进行，减少冷接缝，当半幅施工或因特殊原因而产生冷接缝时，宜加设挡板或加设切刀切齐。也可以在混合料尚未完全冷却前用镐刨除边缘留下毛茬的方式，但不宜在冷却后采用切割机作切缝。加铺另半幅或者接着上一段沥青路面施工前应涂洒少量沥青。

(4)当摊铺采用梯队作业时产生的纵向热接缝，应将已铺部分留下100mm-200mm宽暂不碾压，作为后续部分的基准面，然后作跨缝碾压以消除缝迹。

5 沥青路面裂缝的控制方法

对于已建成的沥青路面，应采取早发现早处治的原则。切不可听之任之，以免小病害发展成大病害。最终影响路面的行车安全以及路面的使用寿命。

5.1 灌缝

灌缝是最常用的裂缝治理措施之一。对于缝宽在2mm以内的裂缝，可接沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青;对于缝宽在2mm-5mm的裂缝，将稠度较低的热沥青灌入缝内，灌入深度需大于缝深的2/3,填入干净石屑或粗砂，捣实并清除缝外的沥青与石屑;对于缝宽在5mm以上的裂缝,应清除已松动的裂缝边缘，然后用热拌沥青混合料填入缝中捣实,缝内潮湿时应采用乳化沥青混合料。

5.2 铺筑封层

对于较细、较密的裂缝,可使用上封层进行处治，铺设上封层之前，必须彻底清扫干净下卧层,对裂缝进行处理。下卧层处理好后，对二级及二级以下公路的旧沥青路面可以采用普通的乳化沥青稀浆封层。也可在喷洒道路石油沥青后撒布石屑(砂)后碾压作封层;对高速公路、一级公路裂缝处宜铺筑微表处。这种方法对于裂缝的初发阶段可以延缓裂缝的发展，不能很有效的解决沥青路面裂缝的问题。

5.3 加铺罩面

只有当旧沥青路面出现翻浆、坑槽、大面积网裂、龟裂、沉陷、拥抱、松散以及车辙等综合病害时，影响路面的行车安全,才考虑使用罩面,加铺罩面绝对成本大、造价高，同时由于加铺路面的高程升高，因此对于加铺罩面必须综合各方面的因素。

6 结 语

总而言之，沥青路面裂缝产生的原因贯穿于路面的设计、施工和养护。解决路面裂缝问题应从源头抓起，路面设计时合理选择路面材料和结构形式。路基路面施工时合理组织，精心施工，养护时做到预防为主，防治结合，只有这样才能尽可能地减少路面裂缝。提高路面的行车安全和延长路面的使用寿命。