沥青路面产生裂缝的原因及预防措施

沥青路面产生裂缝的原因及预防措施沥青路面产生裂缝的原因及预防措施 【摘要】沥青路面作为高等级路面，其表面平整无接缝，行车振动小，噪音低，开放交通快，养护简便，当前路面越来越多采用该结构形式，但是沥青路面裂缝问题是公路工程质量通病之一。本文分析了沥青路面各类裂缝产生的原因，并有针对性地提出了预防裂缝出现的相应措施。 【关键词】沥青路面；裂缝；预防措施 中图分类号： U416.217 文献标识码： A 文章编号： 沥青路面在使用过程中出现裂缝病害是当前无论任何区域都普遍存在的问题。路面裂缝会造成水分不断从裂缝处进入，在各类行车荷载反复作用及其温度变化影响下，使基层、路基整体性发生破坏，导致路面承载力下降，进一步产生块裂、龟裂甚至坑槽等病害，从而加速沥青路面破坏，缩短公路使用年限。 一、沥青路面裂缝产生原因 沥青路面裂缝产生的主要原因根据成因可分为四类：一是由于路基发生不均匀沉降，导致结构层发生破坏，造成沥青路面出现裂缝。二是由于行车荷载反复作用而导致的结构性破坏裂缝，称之为荷载型裂缝。三是由于外界环境变化造成沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和疲劳裂缝。四是由于我国现行沥青路面大部分采用各类半刚性基层，由于配合比设计问题及其使用过程中的温缩或干缩裂缝会造成沥青路面产生各类反射裂缝。 二、沥青路面裂缝应力分析 1、结构性破坏裂缝沥青路面的结构性破坏裂缝主要是由外界行车荷载造成的。在车轮荷载特别是超限车辆的作用下，其一会造成路基发生不均匀沉降，从而路面基层出现裂缝。其二当荷载作用大于基层材料的抗拉强度时，路面基层底部出现开裂，在外部荷载的反复作用下，基层底部的裂缝向上逐步反射，最终造成沥青混凝土面层产生裂缝。拉应力主要由沥青混凝土面层的厚度、基层的层数、厚度、基层的回弹模量和路基的回弹模量所决定的。因而要根据路线的设计交通量选取适当的沥青面层厚度和半刚性基层厚度，适当增加基层的层数，以满足路面的使用要求。 2、温度裂缝 温度裂缝分为两种，一种是因低温造成各结构层材料收缩而产生的裂缝，另一种是温度发生较大急剧变化引起的沥青混合料产生疲劳裂缝。（1）低温裂缝。沥青材料在正常温度范围内，具有较好的延展性，温度变化不会对沥青混凝土产生较大的影响，但当气温大幅度下降时，沥青混凝土会随着温度的降低逐渐变硬收缩，基层底部将由此产生较大拉应力，当沥青混凝土路面中的收缩拉应力或应变超过沥青混合料的抗弯拉强度时，沥青路面就会出现裂缝。当沥青混凝土面层与基层间的粘结较差时，面层就更易发生因低温造成的路面裂缝。 （2）疲劳裂缝。疲劳裂缝在昼夜温差大的地区比较容易发生，由于沥青混凝土路面温度反复升降，造成沥青混凝土路面温度应力疲劳，沥青混合料容许应变范围变小，加上混合料中沥青的老化使沥青的应变性能降低，从而产生因温度变化形成的路面裂缝。 3、半刚性基层反射裂缝（1）半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。半刚性基层通常在夏季高温季节时施工，随着季节性气温降低及其昼夜温差变化，基层混合料出现收缩现象，当收缩应力大于材料本身能够承受的抗弯拉强度时，半刚性基层就会出现横向开裂现象。冬季或在寒冷地区，沥青混凝土路面与半刚性基层结合面部位，开裂的半刚性基层的水平位移使裂缝处的面层内部产生较大的拉应力或拉应变，由于沥青混合料在低温下通常较硬，承受容许拉应力或拉应变较小，易造成沥青混合料出现裂缝，且所产生的裂缝从沥青路面底部开始由下至上传递，所以称为反射裂缝。 （2）半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝。半刚性基层施工完成后，随着混合料中水分的逐渐减少，混合料内部产生因干缩引起干缩应力，当干缩应力大于材料本身能够承受的抗弯拉强度时，半刚性基层就会出现开裂现象。在发生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青混凝土面层时，半刚性基层的干缩裂缝会使面层底部率先开裂，在行车荷载的反复作用下，其底层裂缝以较快的速度反射到路面顶部形成裂缝。 三、影响裂缝产生的主要因素 1、路基施工质量。路基作为路面的基础，承受路面传递下来的各类动、静荷载，要求其具有足够的强度和稳定性，其施工质量的好坏将最终影响到沥青路面质量。如填筑材料不均、填筑压实度不足、台阶开挖处理不善等，都会造成沥青混凝土路面出现各类裂缝病害。 2、沥青及沥青混合料的性质。沥青和沥青结合料的性质是影响沥青路面出现温度裂缝的最主要原因，沥青混合料配合比的好坏是决定沥青路面是否开裂的最根本因素。其集料的规格、质量、级配，沥青的路用性能对抵抗沥青混凝土路面裂缝的发生起着关键作用。 3、半刚性基层材料的性质。半刚性基层材料的收缩性愈小，面层裂缝愈少。基层材料的级配、水泥质量与用量、混合料含水量以及施工工艺都影响着基层材料的性质，从而造成基层出现温缩或干缩裂缝，进而造成沥青面层的裂缝。 4、气候条件。极端低温、降温速率、低温持续时间、升降温循环次数是气候条件影响半刚性基层及其沥青路面温缩裂缝的主要原因。 5、超限荷载分为超重荷载与超量次荷载。在超重荷载车辆影响下，路面半刚性基层中会产生较大拉应力，当其超过基层本身所能承受的容许拉应力时，基层就会出现裂缝现象，直至沥青混凝土路面出现开裂破坏。超重荷载造成路面开裂破坏是瞬时、快速、不可恢复的。在每条道路路面结构设计时都选择了相应的设计交通量，当短期实际交通量超过设计交通量时，其超量次荷载会加速沥青混凝土路面结构残余变形的累积，极易造成路面发生疲劳破坏出现开裂。 6、施工方式及工艺。主要指路基填筑、碾压不当，基层施工养生不及时，沥青混凝土路面摊铺时横向及纵向接缝处理不当等因素。 四、沥青路面裂缝预防措施 1、加强路基施工管理，保障其具有足够的强度和稳定性，特别是半填半挖路段，要严格按照规范要求开挖台阶分层压实，保障其具有足够的压实度。对新旧路面的衔接部位可采取铺设土工布或玻璃格栅等措施，减少路基出现不均匀沉降，造成路面出现裂缝。 2、保障沥青及沥青混合料的质量。沥青的温度敏感性是影响裂缝的重要因素，针入度指数愈大，沥青的温度敏感性就愈低，因而要选用松弛性能好的优质沥青或改性沥青来用于沥青面层施工，在稳定度满足要求的前提下，优先选用针入度较大的沥青原材料。 3、在进行路面设计过程中采用合适的沥青混凝土面层厚度，根据路线所处气候环境及交通量状况可适当增加沥青混凝土路面面层厚度；为减轻沥青混凝土路面反射裂缝，在基层顶面可设置中间层，如采用土工织物、土工隔栅、粘接间断层、大粒径沥青碎石等。 4、在进行半刚性基层设计时，应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料。在基层施工中严格控制混合料中细集料的比例及混合料的塑性指数，其中小于0.075mm的颗粒含量严格控制在5%以内，以减轻基层产生收缩裂缝。施工中要做好各作业环节配合，在基层摊铺过程中根据运输距离、天气情况等控制好集料的含水量，防止碾压时弹簧现象的发生。半刚性基层摊铺碾压完成后严禁大型车辆通行，在养生期结束后，应尽快铺筑沥青面层，减少基层的暴晒时间，如不能及时铺筑面层，应加强养生，及时采用乳化沥青做透层或封层，保障基层不至于过分干燥而出现裂缝。 5、在公路竣工通车后，交通管理部门应加大源头治理，从根本上解决超限车辆对路面造成的严重破坏。 五、结束语造成沥青路面产生裂缝的影响因素还有很多，如桥涵构造物两侧不均匀沉降、地下水的影响等等，但我们只要能够认真分析，了解其形成裂缝的原因，采取有针对性的预防、治理措施，就能够减轻沥青路面裂缝病害出现的数量及其严重程度，最大限度的降低养护资金的投入，延长公路使用寿命。 参考文献： 1JTGF40-2004.公路沥青路面施工技术规范 2李晓云 姚俊喜.沥青路面的裂缝及防治措施技术与市场2011年09期 3李经辉 沥青路面裂缝破坏的影响因素分析与防治措施 黑龙江交通科技 2011年09期 4刘建功 黄伟 浅谈公路沥青路面裂缝处理 技术与市场 2011年07期-最新【精品】范文