沥青路面裂缝的危害及处理
【引言】本文分析了公路沥青路面裂缝的形成、危害、类型及成因，并提出了裂缝的处理措施。杨震(广东京通公路工程建设集团有限公司)
摘要:文章分析了公路沥青路面裂缝的形成、危害、类型及成因，并提出了裂缝的处理措施。
关键词:沥青路面低温反射裂缝处理
0简介
由于沥青路面具有表面平整、无缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、工期短、养护简单等优点，在我国高速公路建设中得到了广泛的应用。然而，许多新建高速公路的沥青路面在建设初期就出现了开裂，极大地影响了沥青路面的使用寿命。
根据沥青路面裂缝产生的原因，裂缝可分为荷载裂缝和非荷载裂缝。荷载型裂缝主要是由于路面设计不良或施工原因，结构层本身强度不足以适应日益增加的交通量和轴向荷载。起初一般表现为纵向裂纹，后来发展为网状裂纹。由于我国广泛采用半刚性基层沥青路面设计，这种荷载裂缝并不是主要的。非荷载裂缝主要有两种，一种是基层开裂在路面上形成的反射裂缝，另一种是沥青路面本身产生的低温裂缝。我国新建高速公路的早期路面裂缝主要是非荷载裂缝，应引起高度重视。
1沥青路面低温裂缝的形成、影响因素及预防措施
位于路面表面的沥青结构层直接受到温度变化的影响。当温度下降时，沥青表层会收缩变形。由于沥青路面上没有缩缝，这种变形会受到路面上基层的摩擦力和路面无限连续板的收缩变形的约束，使沥青面层内部产生拉应力。当拉应力因气温骤降而超过沥青混凝土的极限抗拉强度时，路面就会出现裂缝来释放应力。
影响沥青路面温度裂缝的主要因素有:
1.1沥青性质
1.1.1首先受沥青油源影响。相对而言，重油沥青在低温下能承受较大的拉伸应变，因此其抗裂性要高得多。
沥青针入度为1.1.2。当沥青的油源相同时，针入度大的沥青比硬沥青劲度模量低，裂缝少。
1.1.3沥青的延度，尤其是15℃的延度与开裂有一定的关系。相关研究表明，使用15℃的大延度沥青可以减少低温裂缝的发生。
1.1.4沥青的老化性能，老化后沥青的针入度和延度会下降，沥青会变得硬而脆，抵抗力低。
1.1.5温度开裂的能力会大大降低，导致路面开裂严重。
1.1.6沥青的含蜡量，含蜡量高的沥青脆性增加，温度敏感性高，拉伸应变小，抗低温开裂能力差。
1.2沥青混合料的组成
1.2.1沥青含量一般来说，混合料的应力松弛性能随着沥青含量的增加而提高，但混合料的收缩应变也会相应增加。
1.2.2矿料组成级配，不同级配组成的混合料温度应力增长规律差异较大。粒径粗、孔隙率大的混合料微空隙多，应力松弛极限温度降低，使温度应力减小。由于沥青混合料中加入了矿粉，沥青与矿粉结合后会变得更加粘稠，抵抗低温开裂的能力下降。
1.2.3集料品种，集料与沥青的粘附性对裂缝的发生有很大影响。如果粘附性小，沥青与集料的结合力低，沥青混凝土的抗拉强度变小，抵抗温度收缩应力的能力低，容易形成裂缝。
1.3施工裂缝，各种纵横向施工，由于接缝处理不好，该部位抵抗温度收缩应力的能力较低，导致温度收缩应力集中在此处释放，产生裂缝。碾压摊铺温度过低，机械设备对沥青路面的拉应力造成新路面表面微裂缝，以后可能会在这些地方开裂。期刊文章的分类查询在期刊库中。
鉴于造成低温裂缝的各种因素，应采取以下措施来提高沥青混凝土的抗裂性，减少裂缝的发生。
1.3.1选择油源好的优质重油沥青，应含蜡量低，高低温性能好，施工抗老化。
1.3.2对沥青粘附性高的碱性碎石，采用冲击破碎产生的碎石。同时在混合料中加入1%~2%的水泥，提高沥青与集料的粘结力，从而提高沥青混凝土的抗裂性能。
1.3.3严格控制配合比设计，尽可能合理优化，在配合比设计中严格控制和优化矿料级配组成；应调整混合比中的孔隙率和稳定性；努力提高沥青混凝土的强度。严格控制矿粉用量，粉胶比应控制在0.8~1.2左右。
沥青用量1.3.4在马歇尔最佳用量0.5%以内对裂缝影响不大，所以施工时拌和楼应保证沥青用量，因为大量沥青有利于低温抗裂，但不宜超过此范围，否则高温稳定性会降低。
1.3.5添加沥青改性剂提高沥青抗老化性能。
1.3.6施工中严格控制摊铺碾压温度，严密施工组织，大风大雨时停止摊铺碾压；应采用全宽多机全宽摊铺，减少纵缝。横缝施工前，要用摊铺机熨平板涂刷粘结层油并预热，以保证接缝两端的紧密连接。摊铺时，上下层纵向接缝应错开15cm以上(热缝)或30~40cm(冷缝)，横向接缝应错开1m以上。
2沥青路面反射裂缝的形成及其防治措施
目前我国修建的高速公路沥青路面中，大多采用水泥稳定碎石等半刚性材料来修筑路面基层。但半刚性材料的缺点是抗变形能力低，在温湿度变化时容易产生裂缝。裂缝处的应力集中现象使得交通荷载在表层下部产生的拉应力大于无裂缝部分。当集中拉应力大于沥青混凝土的极限强度时，沥青面层也会在此处开裂。沥青路面一旦出现裂缝，容易导致水的渗透，在外荷载作用下，会冲刷结构层内部，加速裂缝的发展。而半刚性基层水稳定性差，容易导致基层水损害和松散破坏，最终导致路面结构性破坏，影响路面的使用功能。
要减少反射裂缝的发生，应从以下几个方面进行控制。
2.1基层选用抗冲刷性能好、干缩小、低温收缩系数低、抗拉能力高的半刚性材料，最好采用低温膨胀系数的骨料；对于以水泥为无机结合料的半刚性基层，在保证强度的同时，应尽可能减少水泥用量；从而降低基层本身收缩裂缝的产生概率。
2.2在基层和面层之间设置土工布和土工格栅的中间层，或在基层上铺一层稀浆封层作为应力吸收层，使基层裂缝处的应力通过中间层的吸收而集中扩散，然后均匀传递到沥青面层。
2.3优化半刚性基层的配合比，尽可能减少细骨料的配合比，从而减少收缩裂缝的产生。
2.4碾压时半刚性基层的含水量控制在最佳含水量的0.9倍，压实度符合规范要求。碾压完成后，应及时保持湿润和养护，防止基层干燥。养护结束后，应立即喷洒沥青乳液，使之成为透层或粘层，然后尽快铺筑沥青面层。对于分层摊铺基层，上下两层的接缝位置应错开3~4m。
2.5目前，我国沥青路面高速公路中，基层一般分三层铺设。因此，在铺设上基层时，必须对下承层的裂缝进行处理。裂缝应凿成宽度为1cm、深度为2cm的沟槽，用改性乳化沥青填充，然后用土工布或土工格栅覆盖；施工时应准确记录裂缝的位置，以后铺设更高的结构层时，必须在该位置铺设土工布或土工格栅进行加固。
3结论
沥青路面裂缝产生的原因很多，但只有加强设计和施工管理，严格控制原材料质量，优化配合比设计，提高施工质量，才能有效控制沥青路面裂缝。
参考资料:
【1】沈晋安。沥青及沥青混合料的路用性能。人民交通出版社. 2001.1.4。
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