沥青路面裂缝的原因

沥青路面裂缝的原因（精选12篇）

沥青路面裂缝的原因 篇1

引言

沥青路面裂缝可分为两大类, 即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。研究表明, 荷载型裂缝的开裂方式主要表现为剪切型裂缝;非荷载型裂缝主要为温度型裂缝, 而温缩型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂, 均表现为张开型开裂方式。本文所讨论的是其中具有代表性的裂缝——“由上而下”型裂缝, 这种裂缝的外观通常表现为横向裂缝和纵向裂缝。

1 横向裂缝

横向裂缝在寒冷地区非常普遍, 它属于沥青路面的低温开裂现象。一般认为, 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度收缩, 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;另一种形式是温度疲劳裂缝, 由于气温的反复升降, 导致沥青混合料的温度应力疲劳和极限拉伸应变减小, 应力松弛性能降低, 最后导致在并不太大的温度应力下即产生开裂, 因而温缩裂缝是随着使用年限而不断增加的。这类裂缝也发生于温度变化频繁的温和地区。

路面结构经常会受到持续大幅降温的作用, 此时无论是路面温度场还是温度应力场, 均与周期性变温的特征有所区别。所以, 选择持续降温引起的沥青面层的温度应力来说明路面低温开裂问题时, 需要建立一个计算模型, 包括路面结构模型、沥青混合料的热粘弹性本构模型、温度场模型等3个部分。

1.1 路面结构模型

将路面结构看作是平面尺寸无限大的半空间层状结构, 并且假设在同一时刻、同一水平面的温度处处相等。此外, 还有两个假设:一是假设路面材料是分层各向同性的;二是假设路面没有任何裂缝和损伤。因此, 层状半空间的任何一条铅垂线均为一对称轴, 层状半空间的任意一个铅垂面均为一对称面, 由此可根据对称性原理推论, 无论路面温度场随深度变化和随时间变化具有何种复杂的形式。

1.2 沥青混合料的本构模型

沥青混合料本构模型的本构方程为:

undefined (1)

undefined (2)

1.3 路面结构任意点的剪应力温度场模型

根据上述推论, 在进行路面温度应力计算时, 完全没有必要将整个结构作为一个整体来分析, 而只需将拟分析的点所在的水平面从原结构中分离出来, 然后根据该平面位置的温度变化特征, 单独进行温度应力计算。另一方面, 大量的试验及理论研究表明, 路面温度变化幅度随着距路表深度的增加而衰减, 即路表的温度变化幅度最大, 从路表往下越深, 温度变化的幅度越小。可见对于基层未开裂的情况, 路表的温度应力最大, 也是最容易、最早产生温度开裂的部位。因此, 在分析连续大幅降温引起的路面开裂问题时, 重点是计算路表的温度应力。

首先, 应用回归分析的方法来构造函数。设路表的降温按照线性规律变化, 即降温过程中沥青面层表面的温度变化可用以下函数关系式表示:

undefined (3)

式中:T0———降温开始时路表的初始温度;

ΔTm———持续降温过程中的最大降温幅度;

tm———大幅度降温过程的持续时间。

将温度变化函数关系式代入沥青混合料的本构方程, 可得到以下表达式:

undefined (4)

undefined (5)

式中:VT——降温速度, VT=ΔTm/tm。

然后构建计算该模型, 可将沥青路面表面的温度应力视为无水平位移的三维空间粘弹性问题来解答。首先建立xyz直角坐标系 (见图1) 。

此时有如下的关系:

εx=εy=εxy=εyz=εzx=0 (6)

体应变和偏应变分别为:

εkk=εz, εxx=εyy=-εz/3, εzz=2εz/3 (7)

而对于不考虑交通量荷载的作用, 即在无损伤沥青路面上, 其表面的温度应力有以下特征:

∂x=∂y, τxy=τyz=τzx=σz=0 (8)

σkk=2σx, Sxx=Syy=σx/3, Szz=-2σx/3 (9)

将 (7) 式至 (9) 式代入 (1) 式和 (5) 式, 可得:

undefined (10)

undefined (11)

设沥青混合料的泊松比和体积膨胀系数不随温度和加载时间而变化, 即将其假设为一常数, 并将其体积膨胀系数用线膨胀系数表示, 则:

undefined (12)

将 (12) 式代入 (10) 式和 (11) 式, 并将两式相加, 可得:

undefined (13)

其中, G2 (t) 的本质为剪切型的松弛模量, 而通过试验得到的为拉伸型松弛模量, 因此, 必须将G2 (t) 变换为拉伸型松弛模量E (t) , 这样就可利用 (13) 式求解路面的温度应力。

同理, 可应用上述方法分别就不同的起始温度、不同的降温速度和降温幅度, 计算连续降温引起的路表温度应力。计算过程中, 线膨胀系数为2.5×10-5, 泊松比为0.25, 参考温度按照降温开始时的起始温度来确定。

通过对比可以发现, 不论起始温度和降温速度如何变化, 温度应力均随着温度的下降而不断增加。在降温初期, 由于沥青混合料的黏性导致的松弛作用, 温度应力增长缓慢。但在降温后期, 由于沥青材料变脆, 温度应力增长加快, 而且在相同的起始温度下, 降温速度越快, 下降到同一温度时的温度应力越大;在相同的降温速度下, 起始温度越高, 下降到同一温度时的温度应力就越大。相对于起始温度的影响, 降温速度的影响更为显著。

2 纵向裂缝

对于纵向裂缝, 新的观点认为, 有许多裂缝是从路表开始, 逐渐向下发展的。但对于表面裂缝的形成原因, 至今尚未达成共识。一种观点认为, 在车辆荷载的直接作用下, 车轮部位产生大的应力, 导致路面产生开裂;另一种观点则认为, 因为路面沥青老化, 极限拉伸应变不断减小而首先开裂。国际上普遍认为, 对于厚的沥青路面, 绝大部分的路面底部拉应力很小时, 很难甚至于不可能产生导致先于表面层损坏的拉应力, 因而绝大部分的裂缝是表面裂缝。

在我国, 通常从发生损坏的路面钻孔可见, 有相当部分的路面裂缝属于表面裂缝, 但是一种性质完全不同的裂缝, 这是由于沥青层的表面层或中面层与下面层脱开所造成的, 其原因是由于施工时的层间污染。有试验表明, 虽然沥青路面名义上有15 cm以上的厚度, 但由于层间污染, 真正承受荷载的基本上是表面层4 cm以上的部分, 这样超载车辆势必会引起路面压碎。所以, 解决层间污染问题是我国沥青路面施工的当务之急。

对于表面裂缝, 在施工中主要有以下几项措施:

(1) 确保沥青层有足够的厚度, 并进行层底应力 (应变) 验算。

(2) 最大限度地减少沥青混合料的离析。

(3) 严防沥青路面各工序的施工出现交叉干扰, 杜绝沥青层间的施工污染, 确保沥青层、基层、底基层成为一个整体。

(4) 一旦发现表面裂缝, 应立即进行灌缝处理, 对于宽度太窄不便灌缝处, 要先扩缝再灌缝。

(5) 若发现表面有微裂纹, 应及时进行微表处理, 如涂覆表面复苏剂等封面, 以防止水渗入。

沥青路面裂缝的原因 篇2

陈洪林

摘要: 介绍了沥青路面裂缝的种类，分析了沥青路面由于施工原因以及非施工原因产生的裂缝，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处治方法，从而最大限度地提高沥青路面的使用寿命。

关键词: 沥青路面； 裂缝原因；防治方法；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。众所周知，高速公路沥青路面的设计基准期是 15年，而很多沥青路面为何在早期就必须小修甚至是大中修呢？通过调查发现，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。可以说这些成果都为后来的研究奠定了坚实的基础。

但是，不仅要研究路面接缝的处治方法，更要研究路面接缝的预防措施，从源头上根治沥青路面裂缝。本文通过对沥青路面裂缝产生的根本原因来对裂缝进行分类，提出沥青路面裂缝的预防措施和处治方法。沥青路面裂缝的分类

高等级公路建成通车后，沥青路面不可避免会产生各种类型的裂缝，引起沥青路面开裂的原因和裂缝的形式也是多种多样的，影响裂缝轻重程度的主要因素包括: 沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件（特别是冬季气温及其变化量）、交通流量、车辆类型和施工因素等。按照开裂的最根本的原因，把沥青路面裂缝分为两大类[ 1]，即施工型裂缝和非施工型裂缝。2．1 施工型裂缝

施工型裂缝，顾名思义，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。2．2 非施工型裂缝

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。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[ 2]。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

（1）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。

（2）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

（1）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。

（2）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。

3．6

基层反射裂缝

沥青路面采用半刚性基层时，水泥稳定碎石容易产生温缩和干缩，在已经产生温缩和干缩的基层上铺筑沥青面层时，沥青面层在基层的温缩和干缩处引起应力集中，导致此处的沥青面层拉应力超过沥青混合料的极限拉应力。从而半刚性基层的裂缝会反射到沥青面层上。这种裂缝一般都是贯穿于整个路面，对路面结构的影响比较大，没有及时处理，水分很容易沿着裂缝侵入路基，造成路基软化，路面唧泥，最终导致路面的坑槽，影响行车安全。沥青路面裂缝的预防措施

4．1 在设计期间

（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，无法二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[ 3]。4．2 在施工期间

（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。沥青路面裂缝的处治方法

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5 mm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。5．4 洗刨重铺

对于大面积的网裂、龟裂，将原有的路面材料洗刨、破碎、添加新骨料、沥青和再生剂、搅拌、摊铺等施工工艺重新形成路面结构层。这种工艺实现了废料的再生利用，降低造价、节省资源。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。

参考文献：

沥青路面裂缝的原因 篇3

关键词：路面类型 沥青砼 裂缝类型 防治措施

1 路面分类

现有路面主要分为刚性路面（水泥砼路面）、柔性路面（沥青砼路面）两种，由于柔性路面（沥青砼路面）在行车的舒适性、噪音等方面远超刚性路面（水泥砼路面），公路路面特别是高等级路面越来越多的使用沥青砼。

沥青混凝土路面是加热到一定温度后拌和，经摊铺压实而成的路面面层，它的主要材料是适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青。它有多种分类方法，较普遍的分类方法是按其施工方法、技术品质和使用特点分为：路拌沥青碎（砾）石混合料路面和沥青表面处治路面、沥青贯入式路面、沥青砼路面、厂拌沥青碎石路面。按沥青材料品种不同分为：渣油路面、天然沥青路面、煤沥青路面和石油沥青路面。按集料种类不同分为：沥青砂、沥青砼、沥青碎石混合料等。

2 沥青混凝土路面裂缝类型

许多高速公路路面在通车一年后平整度衰减很快，有的通车时间不长就出现了桥头跳车和路面早期破坏，特别是裂缝的产生，致使其使用性能大大降低，达不到设计的要求，如何防治沥青路面的裂缝，提高其性能已成为一个主要课题。

一般来说，沥青混凝土路面裂缝大体分为两种类型：一种是荷载型裂缝，即主要由于行车荷载作用下产生的裂缝。宁徐公路北段是江苏省连接南京与苏北的重要通道，其设计等级为二级，路面宽9米，路面结构为20cm二灰碎石+4cmAC16沥青砼+3cmAC13沥青砼，从1999年开始，几次翻修，可往往不久就出现大面积裂缝，表现形式面层呈龟裂状，裂缝纵横交错，缝宽在1mm以上，缝间距离在10cm以下，裂缝面积在1m以上。通过实地调查，裂缝主要是体现在沥青上面层，沥青下面层及基层（二灰碎石）基本完好，是典型的荷载型裂缝。

2.1 沥青砼面层产生裂缝的原因

经过调查，沥青砼面层产生裂缝的原因如下：①随着经济的发展，车流量日益增多，特别是重车增多，同时临近正在修建高速公路，各种建材均从该公路通过，在车辆荷载下，拉应力大于其本身的抗拉强度，直接导致面层出现裂缝。②本段路属于北方地区，经过冰冻水的侵入发展而成，纵横裂缝出现后，继续扩展。③沥青层的厚度不足，加速了网状裂缝的形成，水分侵入，导致层间结合较差。

如果任由裂缝发展，该段路路况不可堪忧，可其设计等级为二级，采取增加路面层厚度等方法势必增加其投入，好在随着临近高速公路的通车，该段路车流量减少一半，通过最后一次大修，几年下来，其路况基本完好，可见，行车荷载是沥青砼路面产生裂缝的一大主因。

沥青砼路面裂缝另一种是非荷载型裂缝，其产生原因比较复杂，主要有两种，一种主要是以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝；另一种是基层裂缝所导致的反射裂缝。

与宁徐公路翻修同期修建的还有一条沟通市县的一级公路，在沥青路面还在铺筑的期间，就出现规则的横向裂缝，顺着裂缝鉆芯取样，发现基层（二灰碎石）对应位置均有贯通裂缝。

二灰碎石基层属于石灰工业废渣稳定土基层的一种。它是由石灰、粉煤灰和具有一定级配的碎石加水拌合，经摊铺压实后所形成的基层。这种基层具有强度高、板结性好、抗水毁能力强、分布荷载能力大，资源丰富和造价低廉等许多优点，但在其上修建的沥青路面往往建成通车1年左右会相继出现裂缝，在二灰碎石施工阶段，由于配合比、温度、湿度等原因造成的早期裂缝，则更为迅速的反映到沥青砼面层上。

2.2 防治措施

①控制二灰碎石施工工艺，缩短其拌合、摊铺、碾压成型的时间，特别是洒水养护，以防止其出现早期裂缝。②基层改用水泥稳定碎石，水泥稳定碎石是近几年新兴的用于高等级公路底基层、基层施工的一种半刚性路面结构型式。作为沥青混凝土的下承层，因其具有良好的板体性、水稳性和抗冻性，相对于二灰碎石而言，其结构缝减少，对沥青砼路面造成的反射裂缝也就减少。③对现有裂缝，沥青面层必须凿除，长与裂缝等长，宽1.5米，将乳化沥青分次灌入二灰碎石裂缝中，必须灌满整个裂缝，再在裂缝上铺设1米款玻纤格栅，最后补上沥青砼，沥青砼施工过程中不得將玻纤格栅推移、起皱，同时注意接缝的平整。

2.3 沥青砼裂缝产生的自身原因

沥青砼裂缝的产生除了外因车辆荷载引起的荷载型裂缝、基层引起的反射性裂缝外，其自身的原因也挺多，主要是以下几个方面：①沥青砼主要分为悬浮型、悬浮密实型及骨架型。前两种的强度主要体现在沥青的粘结作用，时间长了，沥青容易产生疲劳型老化，最终导致裂缝的产生，骨架型因为有了骨料的嵌挤效应，其强度、抗车辙、抗裂缝的性能有明显的提高，近来在高速公路上得到广泛使用，但骨架型对沥青的选择、施工工艺的要求相对提高。②沥青的选择。温缩裂缝产生主要是与沥青有关，一般认为，因温度下降而造成路面开裂，它与沥青混合料的体积收缩有关，这种裂缝是由表面开始发裂逐渐发展成为裂缝，即温缩裂缝。由于沥青路面结构层通常位于路表，直接接受气温变化。当温度下降时，沥青面层就会产生收缩变形。不同于水泥混凝土路面，沥青路面没有收缩缝，于是这种变形就会受到基层对路面的摩阻力和路面无限连续板体对收缩变形的约束作用，使沥青面层内部产生拉应力。而这种拉应力大于沥青的粘着力，就出现了裂缝。不同类型的沥青对温度的敏感性、稠度即粘着力不同，其抗应变能力也就不同。③骨料的选择。沥青砼的强度是靠沥青与骨料相互粘结体现，骨料除自身的抗压强度外，与沥青的亲附性尤其重要，亲附性与骨料岩性有关，加工后的骨料还要检查其粒径、针片状含量，尤其要注意其含泥量不得超过1%。

3 施工过程导致沥青砼裂缝的原因

沥青砼裂缝除了设计（配比、厚度）、外因（温度、荷载、基层裂缝）、内因（原材料的物理、化学特性外），与施工工艺也有很大关系，主要体现在以下几个方面：①拌和温度过高或者在储料仓中存储时间过长，沥青本身老化，沥青混合料质量差，拌和时间过长，导致混合料抗变形能力降低而易产生的裂缝。②摊铺过程中的间断，导致摊铺机下的混合料温度过低，碾压不密实，前后不连贯，在此处就形成薄弱段，就容易形成裂缝。③摊铺作业尽可能连续，尽量避免冷接缝。如不能避免，用新的热混合料敷贴到接缝部位，使冷料部位预热软化，冷接缝应按照要求先将已压实的摊铺带边缘切割整齐，清除浮料，清除敷贴料后，再摊铺新的沥青混合料，向接缝壁涂刷0.3～0.6kg/m的粘层沥青。④上下层施工间隔太长，泥灰等杂物侵入下层沥青砼中的空隙，导致上下层粘结较差，不能形成一个整体，在行车阻力的作用下，造成上下层的推移效应，所以在沥青面层摊铺前，认真检查下承层的施工质量，以保证层间结合，同时还要清除泥灰等杂物，并喷洒0.7—1.1L/m2的透层油。

⑤充分压实横向接缝。碾压时，钢轮伸入新摊铺部位15cm左右，压路机先在横向接缝已压实的路幅上，然后每压一遍向新铺层移动15～20cm，在转入纵向碾压前，压路机一定要完全进入新的摊铺层。

4 裂缝的处理措施

沥青路面裂缝的产生原因及其防治 篇4

1 沥青路面裂缝的产生原因

1.1 下承层开裂的原因

1)温度裂缝——主要指温缩裂缝。

下承层受温度的影响而产生变形,温度上升时产生膨胀,温度下降时产生收缩。膨胀产生压力,下承层材料抗压强度较高,一般不会发生受压开裂破坏。收缩产生拉力,下承层材料一般抗拉强度较低,很容易产生受拉而开裂的现象。

2)湿度裂缝——主要指干缩裂缝。

下承层受湿度的影响而产生变形,湿度增大时产生膨胀现象,湿度下降时产生收缩。如前所述,下承层很容易产生干缩而拉裂的现象。

3)强度裂缝——主要指疲劳裂缝。

下承层经受行车荷载的长期反复作用,其强度会逐渐降低,当下承层强度不足以承受其上荷载的作用时,就会产生开裂现象。

1.2 沥青面层开裂的原因

1)热推移裂缝。

沥青路面当受到夏季高温作用时,其抗压强度和剪切强度均会明显降低,在行车推力和制动力的作用下,会发生水平推移变形,从而产生推移裂缝。

2)冷变形裂缝。

沥青路面处于寒冷的冬季时,由于沥青材料的脆性明显增大,在行车荷载的作用下,会发生脆性开裂现象。为了尽量减少沥青路面开裂现象的发生,就要从下承层和沥青面层本身采取防裂措施,确保路面的使用寿命。

2 沥青路面裂缝的预防措施

2.1 下承层温度裂缝的预防措施

1)合理选择施工气温,避免低温施工。2)加强表面覆盖,可采取保温材料如泡沫塑料、木屑等办法覆盖。3)及时在降温前铺筑上面层以起到保温作用。4)下承层中掺加土工织物如土工布、土工格栅等以承担拉力。

2.2 下承层湿度裂缝的预防措施

1)严格控制下承层的含水量,要将下承层的含水量控制在最佳含水量的±1%之内。2)经常洒水养护,确保下承层表面处于湿润状态。3)及时覆盖,可用塑料薄膜和草袋等予以覆盖。4)及时铺筑上面层以防下承层失水。5)在下承层中掺加土工织物以防止开裂。

2.3 下承层强度裂缝的预防措施

1)加强下承层的碾压,以提高其密实度。2)正确选择下承层的组成材料,严格控制配合比并拌和均匀,保证下承层的强度满足规范要求。3)对于水泥稳定土类的下承层,要严格控制水泥剂量,对于水泥稳定粗粒土,一般水泥剂量应控制在4%～7%范围内。a.对于水泥稳定土而言,水泥剂量对于水泥稳定土的开裂起着非常大的作用,当水泥剂量小于4%时,水泥稳定土由于强度不足而产生破坏;当水泥剂量大于7%时,水泥稳定土由于水泥的温缩与干缩而产生开裂。b.优先选用水化热较低的水泥品种,因为水泥水化热高会使水泥稳定土产生内外温差,导致水泥稳定土开裂,根据我们的经验,水泥品种采用矿渣类水泥,水泥强度等级为32.5 MPa比较适宜。4)对于水泥稳定土要加强初期的养护工作,以利于水泥稳定土初期强度的形成。5)为了促使水泥稳定土的强度尽快形成,可在水泥稳定土中掺入一定量的早强剂。6)如前所述,可在下承层中掺加土工织物,以增强下承层的抗拉强度。7)对于水泥稳定土下承层,可仿照水泥混凝土路面那样,采取缩缝切割的方法,切缝间距一般纵向为5 m,横向为行车道宽度,切缝深度一般为5 mm～8 mm,缝宽为1 mm～2 mm。

2.4 沥青面层热推移裂缝的预防措施

1)合理选择和设计沥青混合料的配合比,并通过试验,选用马歇尔稳定度高的沥青混合料。2)根据当地的夏季最高气温,选用沥青标号较低的沥青材料。沥青标号越低,沥青粘聚力越大。3)选择富含棱角和形状接近正方体的碎石材料,以增加混合料的内摩阻力。4)合理确定沥青面层的总厚度,因为沥青面层厚度愈大,行车水平剪力传递深度越小。根据我们的经验,在城市快速路和主干路上的沥青面层,一般应控制沥青面层总厚度为15 cm,并不得小于8 cm。5)沥青面层的下承层表面必须具有一定的粗糙度,杜绝表面光滑现象的发生。6)下承层表面要洒布透层油。透层油起粘结作用,能保证沥青面层与下承层的粘结。a.透层油一般采用乳化沥青,为了保证其渗透性,其含油量一般采用25%。b.严格控制乳化沥青的洒布用量,一般控制在1.6 kg/m2左右。因为透层油用量的大小会影响粘结力,用量太小起不到粘结作用,用量太大反而形成一软弱滑移层。7)对沥青材料进行改性处理。在沥青材料中掺加聚合物材料,使沥青的高温粘聚力增大。

2.5 沥青面层冷变形裂缝的预防措施

1)选用沥青材料时,要对沥青的延度指标进行严格控制,选用延度高的沥青材料,不仅要控制15 ℃的延度指标,同时还要控制5 ℃的延度指标。2)在进行沥青混合料配合比的设计时,在兼顾马歇尔稳定度高的前提下,还要兼顾马歇尔流值指标,流值指标也不能太小,一般流值指标不得小于2 mm。3)如前所述,采用改性沥青生产的沥青混合料,不仅可以提高其粘聚力,防止推移裂缝的发生,而且改性沥青混合料能适应较大的变形,并能承担较高的拉力,这是当今国际国内普遍的趋势,也是今后沥青路面的发展方向,但采用改性沥青生产沥青混合料会使沥青混合料的成本有较大的增加,这是影响改性沥青广泛运用的主要障碍。

2.6沥青路面的裂缝形式与一般常见类型

1)规则的横向裂缝,一般间隔5 m～6 m,沿道路长度方向近乎均匀分布。2)不规则的网状裂缝,初期裂缝较细,裂缝宽度一般小于0.5 mm,但最终会发展成为严重的龟裂现象,裂缝宽度大于5 mm。3)分布均匀的普遍的网状裂缝,并最终发展成为分布均匀的普遍的龟裂裂缝。4)分布不均匀的横向或纵向或斜向的零星的单条裂缝。

对于上述第一种情况而言,其产生的原因主要在于沥青面层的下承层的温缩裂缝和干缩裂缝。这种裂缝一旦形成,其分布状况一般不会再继续变化,只能随时间的推移,裂缝宽度进一步扩大。针对这种裂缝,维护的方案一般采用沥青灌缝的方法处置。对于上述第二种情况而言,其产生的原因主要在于下承层的强度不足,针对这种裂缝,维护的方案主要采取挖补,即挖去网裂部分,重新铺筑下承层和面层。对于上述第三种情况而言,其产生的原因是沥青面层的沥青老化和下承层疲劳强度的严重降低,一般这种情况表明,沥青路面经过十几年的正常运行,其寿命已经达到终点,该路必须进行大修。对于上述第四种情况而言,其产生的原因是下承层局部不均匀下沉或遇到地下设施的变形损坏而发生,可采取沥青灌缝与局部沥青罩面的方法处置。

沥青路面的裂缝是沥青路面病害的主要形式之一,其产生的原因是很复杂的,作为施工单位而言,认真分析其产生的原因,并采取有针对性的防治措施,可以减少裂缝的发生或可以推迟裂缝的发生,这对于延长沥青路面的使用寿命,确保沥青路面的正常运行具有重大意义。

参考文献

沥青路面裂缝的原因 篇5

沥青混凝土路面裂缝产生的原因与综合防治

降水通过裂缝渗入路基,可导致路基整体强度降低,在交通荷栽的反复作用下,随着此局部区域的逐渐弱化,使外部水分更易侵入,引起路面下陷;如果冻胀,路面会隆起,春融季节发生翻浆、唧泥等水破坏现象.

作 者：刘凤仪 刘艳芹 作者单位：山东省路桥集团有限公司,250021刊 名：城市建设与商业网点英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN年，卷(期)：“”(25)分类号：关键词：沥青混凝土 路面 裂缝 原因 防治

沥青路面裂缝的原因 篇6

摘要：裂缝是高速公路沥青路面诸多病害中最为典型的一种，也是路面早期破坏的一种通病。文章首先高速公路沥青路面裂缝的类型，然后分析成因，最后提出了防治对策。

关键词：高速公路 沥青路面 裂缝 对策

1 裂缝类型

沥青路面的开裂表现形式是多种多样的，主要有横向、纵向、网状和反射裂缝。

1.1 横向裂缝 裂缝与路中心线基本垂直，缝宽不一，缝长有的贯穿整个路幅，有的贯穿部分路幅，裂缝弯弯曲曲、有枝有叉。横向裂缝中的唧浆导致裂缝两侧凹陷，桥头跳车处的路面横向裂缝，在路面积水的作用下加速跳车发展的速度，同时会对路基造成冲刷。

1.2 纵向裂缝 裂缝走向基本与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一。一般都发生在高填方的路基上。纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状，影响行车舒适性。

1.3 网状裂缝 裂缝纵横交错，将面层分隔成若干多边形的小块，一般缝宽1mm以上，缝距40cm以下。网状裂缝导致沥青路面松散或坑槽，严重影响沥青路面的综合服务水平。

1.4 反射裂缝 基层产生裂缝后，在温度和行车荷载作用下，裂缝将逐渐反射到沥青表面，路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多，对于柔性路面上加罩的沥青结构层，裂缝形式不一，主要取决于下卧层。

2 裂缝形成原因

2.1 材料因素 基层材料的收缩性愈小，面层裂缝愈小。基层上有透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的，基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响。①干燥收缩开裂。主要是由于混合料失去水分引起的，混合料中游离水分的减少缩小了颗粒间的空隙。②低温收缩开裂。半刚性基层多在高温夏季和常温时施工成型，入冬后温度骤降，混合料遇冷收缩，在收缩过程中受到下层的约束产生收缩拉应力。如果收缩应力大于当时的极限抗拉强度时，就会产生温度收缩裂缝，温差越大，温度变化越快，则约束越大，混合料就容易开裂。

2.2 设计原因 我国沥青路面的真正开发、研究及大规模设计、施工，还是近10多年伴随着高速公路建设而发展起来的。因此，还有不少设计问题有待研究。设计问题主要如下:①结构设计不合理。如基层厚度不够，面层分层及材料配合比设计不当，面层厚度不合理。②路面、基层、底基层排水设计考虑不周。③路面所处段土质和水文情况与实际出入大，使得路面设计参数不符合实际。

2.3 施工原因 路基施工时天气干燥，局部路堤填料粘土土块粉碎不足，致使路基压实不均匀；暗埋式构造物因构造物长度限制，使路基边缘不能超宽碾压，致使路基边缘压实度不够。有些加减速车道与行车道衔接段不同步施工；还有的半填半控处，因衔接处理不好，致使路基沉降不均匀，引起纵向裂缝；另外沥青面层分幅摊铺时两幅衔接未处理好，在行车荷载作用下形成纵缝；有时车辙边缘也会产生纵缝。

2.4 其他因素 气候温度条件。极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素；交通量和车辆类型。刚性基层中的最大拉应力，通常是由最重的车轮荷载产生的；并且对于半刚性路面，不同轴载对路面的破坏作用远不是4次方的关系，而约为16次方的关系，即使是通过次数较少的重荷载也对路面破坏起着决定性的作用。

3 裂缝防治措施

3.1 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采用密实型沥青混凝土面层。空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响，密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢，同时也延缓了裂缝的扩展。④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原形颗粒的天然砂。⑤采用橡胶沥青或聚合物改性沥青在沥青混凝土表面作封层，可进一步提高表面层的抗温度裂缝能力。

3.2 设计 ①面层厚度。严格按照沥青路面设计规范执行，尤其要使路面结构层厚度与沥青混合料类型相一致，即沥青面层厚度与沥青混合料类型相比，要满足集料最大公称尺寸三倍的经验法则。保证最小的面层厚度。②基层厚度。在面层厚度一定的条件下，路面结构厚度越大，承载力越高。有关资料表明，在其他条件不变的条件下，水泥稳定基层厚度从10cm增加到15cm，板底拉应力减小50%；从15cm增加到20cm，板底拉应力减小30%。由此可见，增加结构层厚度是提高路面承载力的主要措施。③做好排水设计。降低地下水位是提高路基乃至路面强度的重要措施。当开挖路基后发现地下水渗出，不论流水量大小都要进行处理。对分散水源要设置纵向、横向网状盲沟，对上边坡渗水要设置腹式盲沟。土质地段盲沟深度应低于路床80cm，石质路段应低于路床40cm。

3.3 施工 在路面施工中，要保证拌和、运输、摊铺时的有效温度，尤其注意控制好碾压温度。对于多幅摊铺施工，尽量采用多台摊铺机械呈阶梯形队列摊铺，而且采用热接缝。碾压时，尽可能采用初压、复压和终压的步骤，保证压实度和表面稳定性以及表面平整度。在养生过程中，注意渠化交通和检测表面弯沉值。高速公路沥青路面中，裂缝是不可避免出现的现象。出现裂缝的原因是多方面的，既有设计的原因，又有施工的原因，还有自然因素与车辆荷载作用的原因，非常复杂。只要我们认真分析，结合工程实例，抓好每个环节，实事求是，规范施工，质量过硬，就可以控制或者延缓裂缝的产生，从而延长路面的使用寿命，提高路面的服务性能。

参考文献：

[1]交通部公路司.公路工程质量通病防治指南[M].北京:人民交通出版社2002.

[2]JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].

沥青路面裂缝的原因 篇7

1 裂缝形式

沥青路面的早期破损是指:沥青路面在设计寿命期(一般15年)前1/4～1/3期间发生的过早的各种破坏现象。沥青路面的裂缝是早期破损的表现形式之一。裂缝形式主要有以下几种:

1)横向裂缝。与道路中线近于垂直的裂缝，有时伴有少量支缝。多由基层或路基裂缝的反射或由低温收缩造成;最初多出现于路面两侧，逐渐发展形成贯通路幅的横缝。

2)纵向裂缝。与道路中线大致平行的裂缝，有时伴有少量支缝。通常由路基、基层沉降，或施工接缝质量或结构承载力不足而引起。

3)块状裂缝。近于直交的裂缝。把路面分割成近似矩形的小块，块的尺寸约在50 cm×50 cm～30 cm×30 cm之间。主要由面层材料的收缩和温度的周期性变化所致，与荷载的关系不大。它的出现，标志着沥青已显著老化。

4)龟裂。相互交错的裂缝将路面分割成形似龟纹的锐角多边形小块，块的尺寸小于50 cm×50 cm。龟裂是行车荷载的重复作用而引起的疲劳裂缝。其最初形态是一条或几条平行的纵缝。随着荷载重复作用次数的增加，平行纵缝间出现了横向、斜向连接缝，形成多边的、锐角的、形似龟纹的裂缝形式。

5)滑移裂缝。月牙形裂缝，其两端通常指向行车方向;车辆刹车或转弯时造成面层的滑移和变形，从而出现滑移裂缝。

2 裂缝形成原因分析

1)荷载型裂缝产生原因。半刚性路面的结构性破坏裂缝主要是由于行车荷载引起的。在车轮荷载作用下，半刚性基层的底部要产生拉应力，当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时，则半刚性基层的底部很快开裂，在行车荷载的反复作用下，底部的裂缝会逐渐扩展到上部，使沥青面层也开裂破坏。产生荷载型裂缝的可能有多种情况，如:

路面结构设计不合理或厚度不足，路面强度明显不能满足行车要求，在行车反复作用下，沥青路面很快破裂;

路面强度日趋不足，路面回弹弯沉值逐渐增大，满足不了交通量迅速增长和汽车载重量明显增大的需要，轮迹处沥青路面产生龟裂，伴随纵向裂缝和形变;

无机结合料稳定细粒土或稳定土含量过多的粒料土基层表层软化，在行车作用下，沥青面层产生龟裂，甚至推移破坏;

由于施工质量不好，无机结合料稳定层拌和不均匀，底部留有素土软弱夹层，导致沥青面层产生块状裂缝。

荷载型裂缝在一些中低级道路行车道中常见，现在我县公路中普遍采用水稳碎石基层，有足够的强度，因此荷载型裂缝并不是主要的，相反沥青路面非荷载型裂缝普遍存在。

2)非荷载型裂缝产生原因。沥青面层上非荷载裂缝主要是温度裂缝。清徐年平均气温10℃～12℃，最高气温39.4℃，最低气温-25.5℃，每年1月份最冷，平均气温-6.4℃左右，7月份最热，平均气温23℃左右。夏季炎热，冬季寒冷，温差大是气候的主要特征。温度裂缝主要为横向裂缝，有两种形式:一种是低温收缩裂缝，在冬季气温骤降时，沥青材料开始收缩，当沥青面层中产生的收缩拉应力或拉应变超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变时，沥青面层就会开裂;另一种由于日夜温差大，温度反复升降而导致温度应力疲劳，使混合料的极限拉伸应力变小而产生的沥青面层疲劳开裂，这一类温度裂缝包含了温度应力疲劳的因素在内，因而称作温度疲劳裂缝。针对沥青面层低温收缩开裂问题，原因主要有:

a．沥青的品种和质量是影响沥青路面温度开裂的主要原因。沥青混合料的低温劲度是决定是否开裂的最根本因素，沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。在沥青性质指标中，影响最大的是温度敏感性，感温性大的沥青容易开裂。由于沥青在老化过程中轻质油分挥发、沥青氧化分解等，老化越严重，劲度越大，裂缝出现越早。沥青中的蜡使拉伸应变减小，脆性增加，温度敏感性变大，横向裂缝容易发生。

b．沥青混合料的组成对沥青的开裂影响也很重要。在使用同一种高质量的沥青时，沥青面层厚的比薄的横向裂缝率减少，另外和矿料组成级配有一定关系，但总的来说与路面横向开裂率关系不很密切。

c．基层材料的影响。半刚性基层热容量小，与沥青表面层的附着粘结性能差，尤其是本身收缩的附加影响，故横向裂缝要多些。

d．在气候因素方面，极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升温降温循环次数是影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。

3 裂缝的维修

1)灌油修补法。在深秋冬末季节，将纵横裂缝清扫干净，直接用油壶灌入加热的沥青油。2)乳化沥青稀浆封层。由专用的封层机铺在旧油路上，厚度为0.5 cm～1 cm。铺筑过程中，乳化沥青将渗入裂缝中，待其破乳水分蒸发，达到修补裂缝的目的，还可使路面平整。3)沥青混合料罩面法。根据路面裂缝严重情况，结合路段使用间隔年限，交通量较大，选用的一种方法。4)现场再生维修法。对于裂缝多的路段，用加热车对旧路面实施两次加热，使表面裂缝深入全部融化变软，喷洒一定数量的再生剂和稀沥青与掺入的适量骨料实施就地拌和，还可采用再生机或用铣刨机或用人工进行碾压成型。由于改变了沥青混凝土性能，从而达到消除裂缝的目的。

4 结语

导致沥青路面产生裂缝的因素，总体可认为外部因素有温度应力、车辆荷载、突发的震灾、水分及阳光、空气的老化作用，其中以温度应力为主导作用。内部因素为材料自身的受拉疲劳，受拉屈服、剪力屈服以及施工不当留下的缺陷。

通过采取裂缝一旦出现，及早治理，以防发展的措施，确保县乡公路的完好，交通顺畅。

摘要：结合清徐县境内各级公路早期破损情况,总结归纳了沥青路面裂缝的几种主要形式,并分析了荷载型裂缝和非荷载型裂缝产生的原因,在此基础上介绍了相应的裂缝防治措施,以指导实践。

关键词：沥青路面,裂缝,原因,防治措施

参考文献

[1]何新红.公路工程质量通病防治指南[M].北京:人民交通出版社,2003.

沥青路面裂缝的原因 篇8

由于行车荷载的作用而发生的结构性破坏裂缝, 在车轮荷载作用下, 半刚性基层的底部将产生拉应力。当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时, 半刚性基层的底部就会很快开裂。在行车荷载的反复作用下, 底部的裂缝会渐渐扩展到上部, 并引起沥青面层也产生开裂。影响拉应力的主要因素有面层厚度、基层本身的厚度、基层的回弹模量和下承层的回弹模量。

2 裂缝的种类及产生的原因

2.1 裂缝种类

(1) 低温裂缝。由于沥青混合料低温劲度的影响, 当气温下降时, 沥青材料逐渐发硬并开始收缩, 由于沥青面层在路面中是受到约束的, 面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变, 沥青面层就会开裂。

(2) 温度疲劳裂缝。在日温差较大的地区, 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能力变小。加上沥青的老化使沥青的劲度增高, 应力松弛性能降低, 最终达到极限抗拉强度, 使路面产生开裂。

(3) 刚性路面的反射裂缝。在寒冷地区, 在结合较好的沥青面层下, 开裂的半刚性基层的水平位移, 使得直接在裂缝上的沥青面层内产生大的拉应力或拉应变。因此, 沥青面层容易被拉裂。

(4) 刚性路面的对应裂缝。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层, 在沥青面层厚度较薄的情况下, 半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层的底面开裂, 并较快形成反射裂缝。

(5) 纵向裂缝。纵向裂缝产生的主要原因是新老路基结合部的不均匀沉降及公路工程施工中路面摊铺碾压不均匀。多形成于新老路基结合部的上面或道路中间处, 裂缝两侧会发生错位。

(6) 龟裂。龟裂是水泥稳定砂砾基层破坏的标志。严重时常伴随表面的形变和挤浆现象。多是厚度不足、强度不够、路面发生疲劳破坏、水损坏造成的。

2.2 沥青面层裂缝的主要原因

(1) 砂砾垫层。路基软弹、翻浆导致路基产生软弹、翻浆现象的主要原因有:路基遗留问题;天然砂砾一次性路上备料过多, 导致路基表面积水浸泡路基;砂砾垫层施工段落过长, 下基层施工跟上不及时, 下雨后, 雨水从砂砾垫层渗到路基表面, 浸泡路基。路基的软弹、翻浆导致砂砾垫层的质量满足不了要求, 是沥青路面出现裂缝的隐患。

(2) 水泥稳定砂砾基层。1) 砂砾的级配不合理:在混合料的生产过程中, 由于天然砂砾级配的变化, 而掺加的破碎砾石含量未及时加以调整, 导致生产出来的混合料级配不能满足要求。2) 混合料的含水量变化:由于原材料含水量的变化或天气的影响, 在混合料的拌和过程中, 加入的水量未加以合理的控制和调整, 生产出来的混合料含水量过高或过低。含有泥块的混合料在碾压过程中, 就在局部出现软弹和翻浆现象。

(3) 沥青混合料施工质量也是造成裂缝的主要原因。沥青混合料的原材料有:

沥青:道路沥青的感温性是沥青性能的核心指标。含蜡量较高的沥青, 其延度小, 粘结性和耐久性也差, 沥青容易老化, 裂缝更容易产生。

碎石:碎石质量不合格主要体现在碎石含风化岩和硅质岩较多, 使沥青混合料的压碎值不能满足要求, 而且, 由于杂质较多, 石料的裹油力下降, 沥青与碎石之间的粘结力下降。这将导致混合料之间的粘结力不足, 使沥青路面裂缝更容易产生。

3 减轻沥青路面裂缝的控制措施

(1) 做好桥头回填。桥涵两侧必须按照规范要求, 换填砂砾和分层夯实。砂砾必须选用合格的材料, 分层压实厚度不得大于20 cm。

(2) 处理好路基软弹、翻浆现象。当发现路基出现软弹、翻浆现象后, 应认真分析原因, 采取措施, 换填砂砾并压实。

(3) 控制砂砾垫层的施工质量。必须选用含泥量合适的天然砂砾, 其级配和含石量应满足规范和标准要求, 不合格时, 必须掺配破碎砾石或碎石。砂砾路上备料应按计划分阶段进行, 不可一次性备料过多。砂砾垫层施工应与下基层施工相协调, 砂砾垫层的施工段落不得超过2 km。施工时, 根据天气情况, 严格控制洒水量, 并做到及时碾压。

(4) 控制水稳基层的施工质量。在混合料的生产过程中, 对混合料的级配必须随时进行检查, 发现级配不符合要求时, 必须立即给予调整。根据原材料的含水量和天气情况, 严格控制混合料的含水量。现场摊铺时, 必须做到及时碾压, 发现有软弹、翻浆现象必须立即换填。加强基层的养生, 必须使基层的表面一直保持湿润, 养生时间不得少于7天。

(5) 控制沥青面层的施工质量。在摊铺前, 检查封层质量, 发现破损必须提前进行补洒。必须严格按照沥青混合料的配合比设计进行。严格按验证后的生产配合比进行沥青混合料的拌和, 控制油石比、拌和温度、拌和时间, 不合格的混合料必须废弃。在摊铺过程中, 必须保持摊铺机连续均匀、不间断地进行摊铺。碾压必须及时, 严格控制洒水量, 防止沥青混合料降温过快。碾压必须做到轻起慢停, 对混合料的碾压不能不足或过压。

摘要：对沥青路面裂缝形成的原因及控制措施进行了详细的论述。

关键词：沥青路面,裂缝,原因,控制措施

参考文献

[1]林生.高速公路沥青路面裂缝成因及处理措施[J].科技资讯, 2010, (22) .

[2]宋亚军.浅谈沥青混凝土路面施工接缝的处理技术[J].中国城市经济, 2011, (12) .

沥青路面裂缝的原因 篇9

1 沥青路面开裂原因

(1) 沥青路面开裂的主要原因可分为两大类:一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝, 一般称之为荷载型裂缝。另一种主要是由于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, 一般称之为非荷载型裂缝。 (2) 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。此类裂缝主要是非荷载型的, 在某些情况下也可能是由温度和荷载共同完成的。

2 沥青路面裂缝应力分析

2.1 结构性破坏裂缝

(1) 沥青路面的结构性破坏裂缝主要是由于行车荷载引起的。在车轮荷载作用下, 大于半刚性基层材料的抗拉强度时, 半刚性基层的底部就会很快开裂。在行车荷载的反复作用下, 底部的裂缝会逐渐扩展到上部, 并使沥青面层也产生开裂破坏。影响拉应力主要因素有面层的厚度、基层本身的厚度、基层的回弹模量和下承层的回弹模量。选取不同的沥青面层厚度和半刚性基层厚度, 通过试验得出半刚性基层底部的拉应力与半刚性材料回弹模量间的关系曲线。

(2) 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。

2.2 温度裂缝

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。

2.2.1 低温裂缝

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, 但当气温大幅度下降时, 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。由于沥青面层在路面中是受到约束的, 面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度, 沥青面层就会开裂。这种情况在沥青面层与基层的附着力不够好、允许有一定的自由收缩时, 裂缝就更容易发生。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。

2.2.2 温度疲劳裂缝

这种裂缝主要发生在日温差大的地区。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, 最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。

2.2.3 光弹试验

在面层和基层均无裂缝的情况下, 表面降温30℃, 在沥青面层中产生的温度应力分布。在面层已有裂缝时, 光弹试验得到的温度应力分布状况。

一方面, 温度向沥青面层底部传递需要一定的时间, 不是瞬时完成的, 而且沥青面层内部和底部的温度不可能与其暴露表面的温度相同, 始终有温度差, 即沥青面层中会产生较大的温度梯度。沥青面层愈厚, 表面温度与底部温度差愈大, 层间温度梯度也愈大。

另一方面, 沥青面层表面的温度应力随着面层的增厚而增加, 面层内的应力随深度而很快减小, 同时面层表面的温度应力随降温幅度变小而减小。沥青面层的表面一旦开裂, 随着持续低温或另一次降温, 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, 裂缝呈现上宽下窄现象。

2.3 半刚性路面的反射裂缝和对应裂缝

2.3.1 由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝

通常假设导致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卧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内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, 反射裂缝形成的愈早和愈多。

2.3.2 由半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝或对应裂缝

对于新铺的半刚性基层, 随着混合料中水分的减少, 要产生干缩和干缩应力;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。在较厚沥青面层的情况下, 由于温度应力在表面最大, 基层的裂缝将促使面层先从表面开裂, 然后逐渐向下传播形成对应裂缝。以上结论已被长沙交通学院光弹模型试验所证实, 表面降温30℃时, 不同厚度沥青面层内下层裂缝上方的温度应力分布规律。

不同的应力分布规律不难推断, 通过进一步的试验或计算, 将会得到一个临界面层厚度。面层厚于此临界厚度时, 裂缝将主要从表面开始;薄于此临界厚度时, 裂缝可能主要从底部开始。此临界厚度与气候条件、面层混合料的劲度模量、温缩性以及基层混合料的温缩性有关。

3 影响裂缝产生的主要因素

3.1 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, 沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。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。

3.2 基层材料的性质

基层材料的收缩性愈小, 面层裂缝愈少。基层上有透层油以加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的, 基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响。

3.3 气候条件

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。

3.4 交通量和车辆类型

半刚性基层中的最大拉应力, 通常是由最重的车轮荷载产生的;并且对于半刚性路面, 不同轴载对路面的破坏作用远不是4次方的关系, 而11~13次方的关系, 即使是通过次数较少的重荷载也对路面破坏起着决定性的作用。

3.5 施工因素

主要指半刚性基层材料的碾压含水量, 半刚性基层完成后的暴晒时间等因素。

4 减轻沥青路面裂缝的措施

根据规范, 通过路面结构设计和厚度计算可以满足沥青路面强度和承载能力要求, 基本解决荷载型裂缝产生的问题。对于如何避免或减轻非荷载型裂缝的产生, 应从设计与施工两个方面来进行考虑。

4.1 设计方面

(1) 在进行半刚性路面设计时, 首先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做基层。

(2) 选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下, 应采取改善沥青性质的措施。

(3) 在稳定度满足要求的前提下, 优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。

(4) 沥青面层采用密实型沥青混凝土。

(5) 采用合适的沥青面层厚度, 确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。

(6) 为进一步提高表面层抗温度裂缝性能, 可采用橡胶沥青或聚合物沥青在沥青混凝土表面做一封层。

(7) 设置应力消减 (应力吸收) 中间层。

4.2 施工方面

(1) 严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量, 混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。

(2) 半刚性基层碾压完成后, 要及时养生。

(3) 半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。

(4) 透层或粘层完成后, 应尽快铺筑沥青面层。

5 结束语

沥青路面裂缝的原因 篇10

关键词：沥青路面裂缝,原因,防治措施

随着科学技术的进步,经济的高速发展,对道路建设的要求在不断提高。目前,国内公路普遍采用的是沥青路面,沥青路面裂缝问题已经引起了业内人士的高度重视。只有科学地分析裂缝产生的原因,并有针对性地提出了裂缝防治措施,才能从根本上解决问题。

1 沥青路面产生裂缝的原因

沥青路面产生裂缝的原因和裂缝的形式是多种多样的。沥青路面开裂的主要原因可分为两大类:一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝,一般称之为荷载型裂缝。另一种主要是由于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,一般称之为非荷载型裂缝。另外由于我国沥青路面基层多采用半刚性基层,由于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,此类裂缝也是非荷载型的。

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荷载引起的。路面结构层强度不足,在行车荷载的反复作用下,半刚性基层板底就会产生拉应力,当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时,板底出现开裂。底部的裂缝会逐渐扩展到上部,并使沥青面层也产生开裂破坏。影响强度的主要因素有面层和基层本身的厚度、基层的回弹模量和下承层的回弹模量。

1.2 温度裂缝

沥青面层上的非荷载型裂缝主要是温度裂缝。温度裂缝不仅与当地的环境气候条件有关,而且还与路面材料特性和路面结构的组合设计密切相关。当外界温度下降,路面材料逐渐变硬,并开始收缩,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。由于路面结构宽度有限,收缩受路面结构的相互约束小,所以温度收缩裂缝主要是横向的。温度裂缝有两种,一种是低温收缩裂缝,另一种是温度疲劳裂缝。

(1)低温收缩裂缝

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,但当气温大幅度下降时,沥青材料逐渐发硬并开始收缩。当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。由于沥青面层在路面中是受到约束的,面层中产生的收缩拉应力或拉应变超过沥青混合料的抗拉强度,沥青面层就会开裂。这种情况在沥青面层与基层的附着力不够好、允许有一定的自由收缩时,裂缝就更容易发生,一般认为低温开裂与路面材料有关。

(2)温度疲劳裂缝

这种裂缝主要发生在日温差大的地区。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,最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。

1.3 半刚性路面的反射裂缝和对应裂缝

(1)由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝

通常假设导致反射裂缝的机理是处于沥青面层下面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。

(2)由半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝或对应裂缝

对于新铺的半刚性基层,随着混合料中水分的减少,产生干缩和干缩应力;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。在较厚沥青面层的情况下,由于温度应力在表面最大,基层的裂缝将促使面层先从表面开裂,然后逐渐向下传播形成对应裂缝。

2 影响沥青路面裂缝产生的主要因素

影响裂缝的主要因素有:沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量和车载类型以及施工因素等。

(1)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,沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。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)基层材料的性质

基层材料的收缩性愈小,面层裂缝愈少。基层上有透层油对加强与面层的粘结对抗开裂是有好处的,基层材料种类对沥青面层的裂缝率有明显影响。

(3)气候条件

极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升降温循环次数是气候条件影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。

(4)交通量和车辆类型

半刚性基层中的最大拉应力,通常是由最重的车轮荷载产生的。对于半刚性路面,即使是通过次数较少的重荷载也对路面破坏起着决定性的作用。

(5)施工因素

主要指半刚性基层材料的碾压含水量、半刚性基层完成后的养生时间等因素。

3 防治沥青路面裂缝产生的措施

通过路面结构设计和厚度计算可以满足沥青路面强度和承载能力要求,基本解决荷载型裂缝产生的问题。对于如何避免或减轻非荷载型裂缝的产生,应从以下两个方面来进行考虑。

3.1 设计方面

(1)在进行半刚性基层设计时,首先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做基层。

(2)选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下,应采取改善沥青性质的措施。

(3)在稳定度满足要求的前提下,优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。

(4)沥青面层采用密实型沥青混凝土。

(5)采用合适的沥青面层厚度,确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。

(6)为进一步提高表面层抗温度裂缝性能,可采用橡胶沥青或聚合物沥青在沥青混凝土表面做一封层。

3.2 施工方面

(1)严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。

(2)半刚性基层碾压完成后,要及时洒水养生或覆盖土工布保湿养生。

(3)半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。

(4)透层或粘层完成后,应尽快铺筑沥青面层。

4 结束语

实际上按照现行沥青路面设计规范要求,沥青路面结构层厚度设计相对偏厚,目前采用的半刚性基层收缩性都比较小,施工工艺水平有很大提高,所以新建半刚性沥青路面上出现的裂缝绝大多数是沥青路面本身产生的温度裂缝。严格按照以上叙述的方法设计和施工可以尽量避免或减少沥青路面的裂缝。

参考文献

[1]沙庆林.公路半刚性基层沥青路面[M].北京:人民交通出版社.

沥青路面裂缝的防治措施研究 篇11

【关键词】公路建设；沥青路面；裂缝；防治措施

1.沥青路面裂缝主要类型

（1）反射裂缝

反射裂缝从发生机理上来讲可以分为三大类，即半刚性基层上的反射裂缝、旧沥青路面残留裂缝引起加铺层的反射裂缝、下卧水泥混凝土路面接缝或原有裂缝造成的加铺层反射裂缝。随着水分的散失，半刚性基层由于材料特性导致其产生干缩应力，进而造成基层开裂，开裂程度一方面跟半刚性基层的特性有关，另一方面路面所处地段的昼夜温差、暴露时长等因素也会造成反射裂纹。另外在施工工艺上，基层混合料搅拌不均匀以及施工操作不当也会使半刚性路面产生反射裂纹，其中水泥含量变化、集料波动是影响材料搅拌均匀度的关键因素。实践研究及调查分析可知，反射裂纹产生的最主要因素是温度，正是由于路面沥青材料在温度变化的影响下发生变裂缝现象，这种裂缝不属于荷载型裂缝。

（2）温度影响裂缝

从沥青路面产生裂缝的机理分析，温度辩护是最主要原因，由温度变化造成的温度开裂一直受到行业重视，其中低温裂缝是较为复杂的问题。沥青路面低温开裂的影响因素很多，但最终的表现形式主要有温度收缩裂缝与温度疲劳裂缝两种。受制于热胀冷缩的物理特性，沥青路面在经历温度降低时所造成的温度应力过程中，沥青路面本身的抗拉应力远小于温度应力，此时就会产生温度收缩开裂。由于低温裂变发生的范围较广，为较常见的沥青路面裂缝形式，因此对其深入研究具有积极的意义。影响沥青路面低温开裂的因素主要有：沥青材料的性能、沥青混合料组成、路面结构层特征、环境以及施工工艺、交通量等其他因素。

2.沥青路面产生裂缝的主要因素

（1）反射裂缝产生的影响因素

实验研究与实际观测发现，反射裂缝形成的原因包括受拉疲劳、剪切屈服、受拉屈服，三个因素共同作用或者单独作用均会产生发射裂缝。沥青混凝土路面的下卧层与面层材质的不同造成二者之间受外界因素影响结果的不同，在长期的温差、水分等因素影响下，下卧层发生的涨缩现象会使面层承受扯裂作用，当扯裂应力超出面层抗拉应力峰值时，面层就会产生反射裂缝。受限于沥青混合材料较差的热传导性，面层上、中、下各层受温度的影响不同，产生的温度反应亦不同，温度变化的大的上层产生的温度应力较大，容易产生较大的拉裂现象，作用力向下扩展，使下层形成受拉屈服，进而产生反射裂缝。另外，作用于路面的荷载作用对面层与下卧层的影响亦不同，也容易产生反射裂缝。

（2）温度裂缝产生的原因

沥青混合材料铺设在路基上后，温度快速下降，由温度变化造成的面层温度应力逐渐增大，并且随着温度的降低，沥青混合材料的强度和刚性也在增强，这时不断加大的温度应力与不断收缩的沥青混合材料产生作用，造成沥青路面开裂。这种温度收缩形式的开裂受限于路面宽度，往往是横向开裂的。通常来说，温度裂缝产生的影响因素主要有路面材料性质、外界环境变化情况、路面几何尺寸三个方面。其中材料因素主要包括沥青胶结料的温度、沥青含量、集料类型、集料的级配、沥青混合材料的含气量等；环境因素主要包括温差、温度变化速度、路面寿命等；路面几何尺寸因素主要包括路面宽度、厚度以及沥青混凝土层和基层间的摩擦系数、路基类型、施工缺陷等。

（3）水损害裂缝产生的影响因素

研究表明，沥青路面的水损害机理主要有两种，即粘附性破坏和粘聚性破坏。粘附性破坏的机理为集料对水分的吸引力远远大于集料对沥青的吸引力，这就造成集料与沥青之间出现大量的水分，是沥青与集料接触角减少，粘结力降低，造成集料破坏；粘聚性破坏的机理为沥青材料本身性质使水分浸入，沥青强度和粘度降低，造成集料与沥青之间的整体性和强度降低。影响沥青混合料的粘附性因素有混合料便面张力、混合料化學构成、沥青粘度、矿料多孔性、混合料拌和时矿料的含水量与温度等。

3.防治沥青路面裂缝的措施

（1）反射裂缝防治

对沥青路面反射裂缝的防治应从消除反射源入手，常用的防治方法有土工织物防治、旧混凝土路面碎石化处理、采用沥青大碎石应力吸收层等。土工织物主要借助其隔离、防渗、过滤排水、加筋补强、防护等功能。土工织物本身的特征能够有效形成抗拉力隔离层，降低路面不同层之间的应力差，形成缓冲带，进而实现防裂功能。浸润土工织物、联结上下层的粘层油最好采用改性沥青，通常取0.7～1.3L/m2。

（2）半刚性基层开裂防治

对半刚性基层开裂而言，从材料、施工工艺、集料配合比、养护等方面进行控制较为理想。对原材料的控制方面，集料最大粒径以不超过31.5mm为宜，其中粒径大于26.5mm的集料占比不能超过10%。集料级配方面，天然砂砾需配合5%～6%的水泥进行稳定，最佳级配砂砾要用2%的水泥稳定。在施工过程中，路面不同层运用水泥含量不同，以最小量水泥配比为宜。通常上基层5%左右，极限为5.5%。通过对原材料质量、水泥计量、用水量的严格控制来控制拌和料质量，才外还需适当增加拌和时间。

（3）温度裂缝防治

常用温度裂缝的防治方法有灌油修补法、沥青混合料罩面、乳化沥青稀浆封层法。灌油修补法是清理裂缝之后，直接用油壶灌入加热的乳化沥青油，然后再表面撒布热砂加以保护。乳化沥青稀浆封层是将沥青、水、化学物质的混合物，在强机械剪力作用线，形成悬浮液，渗入裂缝中，待其破乳水分蒸发，达到修补裂缝的目的。沥青混合料罩面法是采用细粒式或中粒式沥青混凝土、土工布、土工格栅等做罩面材料，铺设1.5cm～4cm厚度的应力吸收层，以提高防裂效果。

参考文献

[1]程鹏，杨红.沥青路面裂缝的成因及防治措施研究[J].公路交通科技（应用技术版），2012.11

[2]甄西刚.沥青面层温度裂缝的扩展有限元分析[D].郑州大学，2012.5

沥青路面裂缝的原因 篇12

现有路面主要分为刚性路面 (水泥砼路面) 、柔性路面 (沥青砼路面) 两种, 由于柔性路面 (沥青砼路面) 在行车的舒适性、噪音等方面远超刚性路面 (水泥砼路面) , 公路路面特别是高等级路面越来越多的使用沥青砼。

沥青混凝土路面是加热到一定温度后拌和, 经摊铺压实而成的路面面层, 它的主要材料是适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青。它有多种分类方法, 较普遍的分类方法是按其施工方法、技术品质和使用特点分为:路拌沥青碎 (砾) 石混合料路面和沥青表面处治路面、沥青贯入式路面、沥青砼路面、厂拌沥青碎石路面。按沥青材料品种不同分为:渣油路面、天然沥青路面、煤沥青路面和石油沥青路面。按集料种类不同分为:沥青砂、沥青砼、沥青碎石混合料等。

2 沥青混凝土路面裂缝类型

许多高速公路路面在通车一年后平整度衰减很快, 有的通车时间不长就出现了桥头跳车和路面早期破坏, 特别是裂缝的产生, 致使其使用性能大大降低, 达不到设计的要求, 如何防治沥青路面的裂缝, 提高其性能已成为一个主要课题。

一般来说, 沥青混凝土路面裂缝大体分为两种类型:一种是荷载型裂缝, 即主要由于行车荷载作用下产生的裂缝。宁徐公路北段是江苏省连接南京与苏北的重要通道, 其设计等级为二级, 路面宽9米, 路面结构为20cm二灰碎石+4cmAC16沥青砼+3cmAC13沥青砼, 从1999年开始, 几次翻修, 可往往不久就出现大面积裂缝, 表现形式面层呈龟裂状, 裂缝纵横交错, 缝宽在1mm以上, 缝间距离在10cm以下, 裂缝面积在1m以上。通过实地调查, 裂缝主要是体现在沥青上面层, 沥青下面层及基层 (二灰碎石) 基本完好, 是典型的荷载型裂缝。

2.1 沥青砼面层产生裂缝的原因

经过调查, 沥青砼面层产生裂缝的原因如下: (1) 随着经济的发展, 车流量日益增多, 特别是重车增多, 同时临近正在修建高速公路, 各种建材均从该公路通过, 在车辆荷载下, 拉应力大于其本身的抗拉强度, 直接导致面层出现裂缝。 (2) 本段路属于北方地区, 经过冰冻水的侵入发展而成, 纵横裂缝出现后, 继续扩展。 (3) 沥青层的厚度不足, 加速了网状裂缝的形成, 水分侵入, 导致层间结合较差。

如果任由裂缝发展, 该段路路况不可堪忧, 可其设计等级为二级, 采取增加路面层厚度等方法势必增加其投入, 好在随着临近高速公路的通车, 该段路车流量减少一半, 通过最后一次大修, 几年下来, 其路况基本完好, 可见, 行车荷载是沥青砼路面产生裂缝的一大主因。

沥青砼路面裂缝另一种是非荷载型裂缝, 其产生原因比较复杂, 主要有两种, 一种主要是以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝;另一种是基层裂缝所导致的反射裂缝。

与宁徐公路翻修同期修建的还有一条沟通市县的一级公路, 在沥青路面还在铺筑的期间, 就出现规则的横向裂缝, 顺着裂缝鉆芯取样, 发现基层 (二灰碎石) 对应位置均有贯通裂缝。

二灰碎石基层属于石灰工业废渣稳定土基层的一种。它是由石灰、粉煤灰和具有一定级配的碎石加水拌合, 经摊铺压实后所形成的基层。这种基层具有强度高、板结性好、抗水毁能力强、分布荷载能力大, 资源丰富和造价低廉等许多优点, 但在其上修建的沥青路面往往建成通车1年左右会相继出现裂缝, 在二灰碎石施工阶段, 由于配合比、温度、湿度等原因造成的早期裂缝, 则更为迅速的反映到沥青砼面层上。

2.2 防治措施

(1) 控制二灰碎石施工工艺, 缩短其拌合、摊铺、碾压成型的时间, 特别是洒水养护, 以防止其出现早期裂缝。 (2) 基层改用水泥稳定碎石, 水泥稳定碎石是近几年新兴的用于高等级公路底基层、基层施工的一种半刚性路面结构型式。作为沥青混凝土的下承层, 因其具有良好的板体性、水稳性和抗冻性, 相对于二灰碎石而言, 其结构缝减少, 对沥青砼路面造成的反射裂缝也就减少。 (3) 对现有裂缝, 沥青面层必须凿除, 长与裂缝等长, 宽1.5米, 将乳化沥青分次灌入二灰碎石裂缝中, 必须灌满整个裂缝, 再在裂缝上铺设1米款玻纤格栅, 最后补上沥青砼, 沥青砼施工过程中不得将玻纤格栅推移、起皱, 同时注意接缝的平整。

2.3 沥青砼裂缝产生的自身原因

沥青砼裂缝的产生除了外因车辆荷载引起的荷载型裂缝、基层引起的反射性裂缝外, 其自身的原因也挺多, 主要是以下几个方面: (1) 沥青砼主要分为悬浮型、悬浮密实型及骨架型。前两种的强度主要体现在沥青的粘结作用, 时间长了, 沥青容易产生疲劳型老化, 最终导致裂缝的产生, 骨架型因为有了骨料的嵌挤效应, 其强度、抗车辙、抗裂缝的性能有明显的提高, 近来在高速公路上得到广泛使用, 但骨架型对沥青的选择、施工工艺的要求相对提高。 (2) 沥青的选择。温缩裂缝产生主要是与沥青有关, 一般认为, 因温度下降而造成路面开裂, 它与沥青混合料的体积收缩有关, 这种裂缝是由表面开始发裂逐渐发展成为裂缝, 即温缩裂缝。由于沥青路面结构层通常位于路表, 直接接受气温变化。当温度下降时, 沥青面层就会产生收缩变形。不同于水泥混凝土路面, 沥青路面没有收缩缝, 于是这种变形就会受到基层对路面的摩阻力和路面无限连续板体对收缩变形的约束作用, 使沥青面层内部产生拉应力。而这种拉应力大于沥青的粘着力, 就出现了裂缝。不同类型的沥青对温度的敏感性、稠度即粘着力不同, 其抗应变能力也就不同。 (3) 骨料的选择。沥青砼的强度是靠沥青与骨料相互粘结体现, 骨料除自身的抗压强度外, 与沥青的亲附性尤其重要, 亲附性与骨料岩性有关, 加工后的骨料还要检查其粒径、针片状含量, 尤其要注意其含泥量不得超过1%。

3 施工过程导致沥青砼裂缝的原因

沥青砼裂缝除了设计 (配比、厚度) 、外因 (温度、荷载、基层裂缝) 、内因 (原材料的物理、化学特性外) , 与施工工艺也有很大关系, 主要体现在以下几个方面: (1) 拌和温度过高或者在储料仓中存储时间过长, 沥青本身老化, 沥青混合料质量差, 拌和时间过长, 导致混合料抗变形能力降低而易产生的裂缝。 (2) 摊铺过程中的间断, 导致摊铺机下的混合料温度过低, 碾压不密实, 前后不连贯, 在此处就形成薄弱段, 就容易形成裂缝。 (3) 摊铺作业尽可能连续, 尽量避免冷接缝。如不能避免, 用新的热混合料敷贴到接缝部位, 使冷料部位预热软化, 冷接缝应按照要求先将已压实的摊铺带边缘切割整齐, 清除浮料, 清除敷贴料后, 再摊铺新的沥青混合料, 向接缝壁涂刷0.3~0.6kg/m的粘层沥青。 (4) 上下层施工间隔太长, 泥灰等杂物侵入下层沥青砼中的空隙, 导致上下层粘结较差, 不能形成一个整体, 在行车阻力的作用下, 造成上下层的推移效应, 所以在沥青面层摊铺前, 认真检查下承层的施工质量, 以保证层间结合, 同时还要清除泥灰等杂物, 并喷洒0.7—1.1L/m2的透层油。

(5) 充分压实横向接缝。碾压时, 钢轮伸入新摊铺部位15cm左右, 压路机先在横向接缝已压实的路幅上, 然后每压一遍向新铺层移动15~20cm, 在转入纵向碾压前, 压路机一定要完全进入新的摊铺层。

4裂缝的处理措施

沥青路面裂缝产生的原因很多, 后期不管怎样处理, 都只能治标不治本, 所以, 在设计阶段就要充分考虑车流量、行车荷载, 以便合理设计路面结构, 包括基层的设计, 以及沥青砼面层的厚度、配比等。施工过程中必须按照《公路沥青路面施工技术规范》中的相关要求严格施工, 做到预防重于处理。当然, 为防止水等有害物质侵入, 影响道路使用寿命, 对于已出现的裂缝, 要及时予以处理, 对于细裂缝 (2~5mm) 可用乳化沥青进行灌缝处理;灌缝前, 必须清除缝内、缝边碎料、垃圾等, 并保证缝内干燥;对于大于5mm的粗裂缝, 可用改性沥青 (如SBS改性沥青) 进行灌缝处理;灌缝后, 表面应洒布粗砂或3~5mm的石屑。

摘要：公路路面的分类, 沥青砼路面裂缝产生的原因及防治措施。