沥青混凝土路面裂缝原因分析

沥青混凝土路面裂缝原因分析

摘要：裂缝是沥青路面最主要的一种破损形式。沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝,这极大地缩短沥青路面的使用寿命，因此，探讨沥青混凝土路面裂缝的成因及防治措施无疑具有重要的现实意义。

关键词：沥青混凝土路面 裂缝 表现形式 成因分析 防治措施

随着我国城市道路的迅速发展，沥青路面在道路建设中应用越来越广泛，这是由于沥青路面具有表面平整、无接缝、震动小、嗓音低、行车平稳舒适,养护维修简便等优点，较其他类型路面而言更适用于城市道路。但沥青路面也存在着不容忽视的缺点，如抗弯拉强度低、面层的温度稳定性较差等问题。下面就沥青混凝土路面常见缺陷——裂缝的成因进行探讨。

1、沥青路面裂缝的主要表现形式及产生原因探讨

1.1 结构性破坏裂缝

沥青路面的结构性破坏裂缝主要是由于行车超重荷载引起的，一般称之为荷载型裂缝。在行车荷载的反复作用下，路基底部的裂缝会逐渐扩展到上部，并使沥青面层产生开裂并破坏地面的平整。另一种主要是由于温度变化而产生的温度裂缝，早期阶段水泥放出大量水化热，内部温度不断上升。后期在降温过程中，由于受到基础或原沥青上的约束，又会在沥青内部出现拉应力，同时在沥青表面引起很大的拉应力，当这些拉应力超出沥青的抗裂能力时，即会出现裂缝。

1.2 非荷载型裂缝

沥青面层上的非荷载型裂缝主要是温度裂缝。温度裂缝有两种，一种是低温收缩裂缝或简称低温裂缝，另一种是温度疲劳裂缝。

(1)低温裂缝。由于沥青路面宽度有限，收缩受路面结构的相互约束小，所以低温裂缝主要是横向的。沥青材料在较高温度条件下，具有良好的应力松驰性能，温度升降产生的变形不致于产生过大的温度应力，但当温度大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。此时半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力沥青混合料的应力松驰赶不上温度应力增长，混合料劲度急剧增大。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。

(2)温度疲劳裂缝。由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变(或劲度模量）变小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松驰性能降低，最终超过极限抗拉强度使路面产生裂缝。沥青面层的表面一

旦开裂，随着持续低温或又一次降温，在裂缝尖端会产生较大的应力集中，使裂缝向下延伸并逐渐穿透整个沥青面层；由于面层底部与基层表面的粘结作用，使裂缝呈现上宽下窄现象。

1.3 反射裂缝

由于我国现行沥青路面设计规范中规定或推荐沥青路面采用半刚性基层，所以还存在着因为半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝。

(1)在半刚性基层下采用半刚性材料做底基层，可使基层底面由行车荷载产生的拉应力明显减小，甚至还小于半刚性底基层底面产生的拉应力，这对半刚性基层承受行车荷载的反复作用是十分有利的。

(2)半刚性路面的反射裂缝和对应裂缝。由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝通常会引起反射裂缝的机理是处于沥青面层下的半刚性基层已经开裂，并且允许有垂直位移和水平位移。

垂直位移是由行车荷载引起的下层路面结构在裂缝处的差动位移，水平位移是由温度变化或水分变化引起的膨胀和收缩。冬季或在寒冷地区，在结合得好的沥青面层下，开裂的半刚性基层的水平位移使得直接在裂缝上的面层下产生大的拉应力或拉应变，由于在较低温度下沥青面层通常较硬，它只能承受小的拉应力或拉应变，因此容易被拉裂，并且裂缝的扩展途径是由下至上的。沥青面层的厚度愈薄，反射裂缝形成愈早或愈多。对于新铺的半刚性基层，随着混合料中水分的减少，水分减少得愈多愈快，产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层，在较薄沥青面层的情况下，半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂，并较快形成反射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合，反射裂缝会形成得更快。

2、沥青路面裂缝的防治措施

2.1 提高路基工作区的强度和稳定性

路基是路面的基础,路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域,该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。

压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制,使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,施工中要插杆挂线,每层的松铺厚度不应大于30cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面,凡是检测结果达不到规定值的要加压处理,或推除重填。

2.2 选择防裂性能好的材料

(1)选用抗冲刷能力好、干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层,最好使用温度膨胀系数低的骨料。

(2)选用松弛性能好的优质沥青做面层,保证沥青的针入度、延度等指标;在缺少优质沥青的情况下,应采用某些添加剂或聚合物,以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。

(3)沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性,则应填加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时应尽量降低集料的含水量,尽可能使用人工砂代替圆形颗粒的天然砂。

2.3 施工控制裂缝发生

在施工方面,控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍,压实度达到规范要求,碾压完成后要及时保湿养护,防止基层干晒,养护结束后,立即喷洒沥青乳液,做成透层或粘层,然后尽快铺沥青面层。

为了减少沥青面层由于半刚性基层的收缩裂缝而产生反射裂缝或对应裂缝,应尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝。

3、结语

沥青路面在我国道路建设中应用越来越广泛，地位越来越重要，但沥青材料极易产生裂缝，且此类病害不仅影响沥青路面的美观与行车舒适性，还缩短了路面的使用寿命。因此，采取必要的有效措施来防治路面裂缝现象，以提高沥青路面的性能和使用寿命具有十分重要的意义。

参考文献

[1]魏喜成.《沥青混凝土路面裂缝成因分析》[J].黑龙江交通科技,2011(9).

[2]李晓云,姚俊喜.《沥青路面的裂缝及防治措施》[J].技术与市场,2011(9).