沥青混凝土路面的裂缝原因探讨与预防措施

沥青混凝土路面的裂缝原因探讨与预防措施

纪永

浙江良和交通建设有限公司   浙江宁波  315700

摘要:在公路施工中，沥青混凝土路面是一种主要的路面结构，它不仅可以增强路面的承载能力，还可以有效保障行车的安全性，为人们的出行提供可靠的保证。然而，在公路建设过程中，常常遇到沥青路面开裂的问题，对路面的平整度、行车安全性造成很大的影响，应引起足够的重视。在此背景下，本文就裂缝的种类、产生原因和预防措施作如下分析。

关键词:沥青混凝土；路面裂缝；产生原因；预防措施

引言：

随着城市化的推进，我国道路工程建设规模不断增长，沥青混凝土作为一种半刚性材料，因其施工的优越特性，成为了建设项目公路施工的首选。然而，在沥青混凝土路面施工过程中，由于施工条件、温度及其它等因素的影响，裂缝已成为主要病害问题，这也是建设工程所面临的一个重要挑战。因此，及时对裂缝产生的原因进行分析总结、实施有效的规避方案等措施就显得尤为重要。

1、沥青混凝土路面裂缝的种类

1.1反射型裂缝

反射型裂缝多出现于雨雪等相对恶劣的气候条件下，对于已出现裂纹的旧沥青路面，在未进行修复的情况下，直接在其上层铺设一层新的沥青。受拉应力和剪应力影响，基础裂缝和新的沥青面层共同作用，将在同一部位出现裂缝，这就是反射裂缝。

1.2温度影响型裂缝

沥青路面开裂的类型以温度影响开裂为主，其中尤以低温引起的温度开裂最为多发，给公路建设带来了很大的困扰。公路建设有关部门对此进行了大量的调查与试验，并获得了一定的成果。试验结果显示，温度裂纹的治理是一个比较复杂的问题，裂纹产生的原因很多而且常常是相互纠缠在一起的。目前很难用单一因素来评估沥青路面抗裂性能，在低温条件下会产生两种类型的裂缝，一种是温缩裂缝。而另一种是因昼夜温差较大而造成的温度疲劳裂纹，常见于冬季，特别是北方寒温地区。白天因阳光直接照射，气温较高，但到了晚上气温骤降，沥青面层受温度影响反复膨胀收缩，极易产生疲劳裂缝。

2、沥青混凝土路面裂缝产生的原因

2.1强度裂缝

强度裂缝是指路基、路面整体强度不足亦或是超负荷引起的裂缝，通常以弯沉过大为主，并伴有沉陷、车辙等病害。

2.2疲劳裂缝

这一现象是在正常工作状态下，因行车动荷载的反复作用所引起的。在反复弯曲作用下，沥青结构层底面产生拉应力，当应力大小超过疲劳极限时，裂纹出现并在底面逐渐扩展。大多数裂纹都是从细小的、较短的横向裂纹逐渐发展为网状裂纹，并且进一步发展扩大。

2.3低温收缩裂缝

气温的降低，虽然提升了沥青面层的强度，但也导致其变形能力下降。特别是遇到气温骤降，因受基层限制，沥青面层无法收缩，应力超过抗拉极限而产生裂缝。当水平的间断性裂纹比较严重的时候，将会演变为纵裂，并从表层自上而下扩展延伸。

2.4基层缺陷引发的裂缝

当遇到基层施工时未压实到位、填料稳定性偏差较大等情况时，随着时间的推移，地基受自重和行车荷载的影响，会发生沉降或滑动，最终引起路面开裂。

3、防治措施

3.1选材方面

路基填料应具备较好的抗冲蚀性能，且温度系数较小，常用的填料为水泥稳定颗粒，但不宜采用二灰稳定的细粒填料。选用优质的道路石油沥青，既能减少水泥用量，又能确保工程质量。在修建高等级道路时，若选择了国产沥青，则需添加一定量的添加剂进行改性。为了避免快速老化，可采用添加一定量树脂的方法。严格做好原材料的质量检查，不合格的禁止进场使用，沥青混合料拌制生产中，所用的骨料要求表面粗糙、耐磨性强。对于酸性骨料，制备过程中应添加适量的抗剥落剂，以增强其防剥性。控制好粗细集料的含泥和含水量。

3.2设计方面

3.2.1结构组合的合理性

路面结构的设计合理性，直接影响到路面各层结构功能的有效发挥，是道路能否经受住车辆荷载及自然因素考验的根本原因。在进行铺装层结构的设计时，当出现超过两个层状结构，则应至少设计有一层密级配的沥青混凝土。沥青面层底部一定要设置下封层，以保护基层不受水侵害，使用基层与面层得以更好的粘结。此外，当需要在片石基础上铺设沥青面层时，必须对基础顶面加铺碎石，不能直接铺设面层，否则，由于片石不稳定或可能出现松散，影响路面平整度，造成面层受力不均衡，同时大大影响行车安全。

3.2.2路面设计偏薄

沥青路面存在着厚度不等的不均匀性，这是导致沥青路面产生裂缝缺陷的直接因素。公路路基的构造层厚度与公路的等级、气候和水文地质条件密切相关，还需与交通量及材料组成相匹配，同时要根据材料供应、施工工艺以及造价等因素来综合考量，沥青面层的厚度应该自上而下，由薄到厚，以规范中所要求的13-15cm厚度为宜。

3.2.3整体强度不足

由于路面的整体强度不够，导致了路面出现裂缝和沉降。为了确保整体的强度，首先是对地基进行加固处理。由于路堤对路面起到了支撑作用，因此路堤的强度与稳定性是确保路堤结构强度的基本条件。因此，在进行公路建设的过程中，需要对公路建设中所涉及到的材料、自然环境等因素进行全面的分析和研究，从而使公路建设的质量达到有关标准。同时也要严格落实分层填筑、逐层压实的工作，否则，当遇到车辆流量较大、沉降不均匀的情况时，将会产生路面开裂、沉降等一系列的问题。在保证每一层的强度的同时，还应重视层与层之间的构造粘结，以提高沥青混合料的总强度。为了增强面层间的紧固性，提高铺筑结构的整体性，必须采用相关的技术措施来防止层间滑动。通常采用以下方法：在沥青面层和半刚性基层、散体基层之间浇洒透层。针对半硬质路面存在的细骨料疏松和保养期较长无法及时铺筑的情况，可以在浇洒透层时同步撒筑粗砂石或适当级配的集料，增强链接层的抗滑性。对于设计有2~3层的沥青路面，由于不能连续施工，考虑到可能对沥青表面产生污染的情况，或者设计为旧沥青面层、水泥混凝土面层上直接加铺沥青面层的情况，都必须在旧路面上浇洒粘层。

3.3施工方面

3.3.1施工操作应注意的问题

（1）摊铺前：在正式摊铺之前，需对拌和机生产能力、运输情况和摊铺能力进行全面的综合考虑。制定对比施工方案，选取试验段并进行验证考量，最终确定满足施工要求方案的主要参数。(2)摊铺时：严格落实选定的方案，及时纠偏。确保施工时不会出现长时间停顿，同一路段铺筑时间不宜过长，接缝要紧密、平整，否则容易引起路面的纵向裂缝。碾压过程中，必须使压路机驱动轮朝向摊铺机，根据沥青的稠度、压路机的型号、空气的温度等因素实时调整。同时还要根据路面厚度，混合料的种类来确定颗粒大小、拌和比例，表层的颗粒大小不要过大，上层的最大颗粒大小要控制在层厚的二分之一以内、中、下层和连接层的最大颗粒大小要控制在层厚度的2/3以内。如果粗集料的粒度过大或混合料比例不当，在施工时容易出现开裂、拉沟等现象。

3.3.2沥青黏度方面

低粘度的沥青对矿物材料的粘附性能有一定的影响。与此同时，若沥青混合料油石比例太低，或在制备时温度太高，则会造成沥青温度过高，这些因素均会导致沥青混合料的胶层厚度较薄，使其抗剪力降低、脆性增加、孔隙率增加。沥青薄膜过多地暴露于外界空气中，加速了沥青的老化，并增加了渗透系数，水分对沥青的剥离速度加快，最终引起路面的开裂和沉陷。

结束语：

鉴于沥青路面裂缝产生原因的多样性，故而在施工的全过程中，必须从提高设计质量，对原材料进行严格把控，对施工质量进行有效监督和管理等环节多方面切入。一旦发现了裂纹，要立即进行有效的治理，才能让沥青混凝土路面的质量得到切实的提升。

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