沥青路面裂缝的防治措施研究

【摘要】半刚性基层的沥青路面以其诸多优势被广泛的运用于我国高等公路建设中，是目前为止较为理想的高等公路面层结构。在实际使用中，由于沥青材料性能及施工技术与管理上的问题往往导致沥青路面出现裂缝等病害。本文将结合我国高等公路沥青路面的实际情况及多年工作和研究经验，从沥青路面裂缝类型及产生因素着手分析，并提出针对性的解决措施。

【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、混合料化学构成、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

（2）半刚性基层开裂防治

（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

[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

[3]陶福德.公路工程中沥青路面裂缝的预防措施研究[J].黑龙江交通科技，2014.8