谈沥青混凝土路面裂缝预防与修复 - 论文发表

谈沥青混凝土路面裂缝预防与修复

张沛雯



沥青混凝土路面，因其具有地质条件适应性强、行车舒适、维护方便等优点，而被广泛用于高等级道路。但在道路通车后沥青路面会逐渐出现多种路面病害，造成沥青路面破损的原因很多，主要有交通条件、气候条件、排水条件、材料因素、施工水平、管理水平（养护频率、资金投入和设备条件）等。但归根结底，还是由于沥青路面的使用性能下降造成的。概括地讲，沥青路面的使用性能主要是指高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗疲劳性、抗老化性及表面服务功能。沥青路面的破损主要可分为裂缝类、变形类（车辙、推移、波浪或搓板、沉陷、拥包）、松散类（坑槽、磨光、松散、剥落）及其它四大类。而其中裂缝是最常见的病害。

裂缝的形成初期虽然对路面使用功能影响不大，但裂缝的扩展将会逐步减弱结构承载力，裂缝渗水导致基层以下的结构层产生冲刷与水稳定性劣化问题，从而导致网裂、龟裂、坑槽及其它病害的产生，降低路面的服务功能水平。因此对裂缝采取提前预防并及时修复的措施是极其重要的。

一、沥青路面裂缝产生原因及分类

沥青路面建成以后，不论基层是柔性的还是半刚性的，都会产生各种形式的裂缝。

1、造成路面裂缝的原因很多，按产生原因主要分为：

1）疲劳开裂：它是指路面在正常使用情况下，由行车荷载的反复作用引起的。沥青结构承受车轮荷载的反复弯曲作用，结构层底面产生拉应变（或拉应力）值超过疲劳强度时，底面便开裂，并逐渐向表面发展。经水硬性结合料稳定而形成的整体基层也会产生出疲劳开裂，甚至导致面层破坏。这种开裂开始大都是形成细而短的横向开裂，继而逐渐扩展成网状，开裂的宽度和范围不断扩大。

2）低温收缩开裂：沥青路面在低温时强度虽增大，但其变形能力却因刚性增大而降低。在气温下降特别是急骤降温时，沥青面层受基层的约束而不能收缩，产生很大的温度应力，当累计温度应力超过沥青面层某一薄弱点（或面）的混合料的抗拉强度，路面便发生开裂。这种开裂一般为横向间隔性裂缝，严重时才发展为纵向裂缝。这些裂缝从表层开始向下逐渐延伸，并形成对应裂缝。从温度膨胀系数分析，沥青面层大于半刚性基层，由于外露受气温和风速影响较大，因而在同一地段同一时间沥青面层温缩应力大于基层，这也是温缩裂缝的主要原因。

3）反射裂缝：由于基层开裂，反射带动面层开裂，或是面层带动基层开裂。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。在铺筑沥青后半刚性基层继续产生干缩，原有的干缩继续拉开和扩大，会将面层拉裂。

4）路基的破坏所引起的裂缝：由于路基压实不均匀、路基稳定性差等原因，同时在自重和重载车的作用下，地基产生不均匀沉降使路基发生滑动，将路面拉裂，出现裂缝，通常为纵向裂缝。另外由于施工缝压实度不足，也容易产生裂缝。

2、按裂缝程度可分为轻微裂缝与严重裂缝：

1）轻微裂缝

该裂缝多属局部裂缝，一般是在路面使用3—5年后发生的，其表现多是细状裂缝。

裂缝的形状有以下两种：

①发状或条状：不需要放大即能发现的路面条状裂缝。沥青面层较薄时将成为贯穿裂缝；层较厚时，尚不贯通。

②发射裂缝：由于基层物理性的开裂，反映至沥青面层而呈现出的条状裂缝。

2）严重裂缝

①龟裂：路面由于压实不足、路基下沉等原因产生的小网格式的、成块的、不规则破碎性的网状裂缝，俗称为龟裂。

②网裂：不规则的大网格式片网状裂缝，裂缝间距大小相近，形状和尺寸上都大于龟裂。

③纵横裂：顺路方向出现在行车道的纵向长条裂缝，或横断方向有规则的裂缝。其中横向裂缝通常在温差变化较大的地区发生。夏季完好的路面到了冬季会由于路面温度收缩，产生近似等间距的横向裂缝。横向裂缝一般贯通整个路面宽度，间距约为5—30m不等。纵向裂缝通常以单条裂缝出现。

二、预防措施

由于采用的基层的结构形式和选用的材料以及各种自然因素的影响，道路裂缝是不可避免的。而这些裂缝不仅影响路面美观、降低平整度，特别是路面开裂后水分通过裂缝渗透到路的基层、底基层甚至土层，削弱基层和土层的强度，从而加剧路面的损坏。减轻或预防裂缝的措施基本上可分为三类，第一类是针对基层的，第二类是设置隔离裂缝中间层或应力吸收膜（或称应变消减膜）中间层，第三类是针对沥青面层的。因而在道路建设中心必须注意以下几个方面：

1、影响拉应力的主要原因有面层、基层、底基层的厚度及基层和底基层的回弹模量。“强基、薄面、稳土基”，即增加半刚性底基层的厚度和回弹模量，减少基层底面由于荷载产生的拉应力，在适应减薄面层厚度的情况下对承受行车荷载的反复作用仍然十分有利。

2、控制好沥青的三大指标，选择性能优良、温度敏感性低的沥青，再加上合理的级配和先进的施工工艺可提高路面的低温抗裂性能。在沥青中掺加橡胶类高分子聚合物，对提高沥青路面的低温抗裂性有显著作用。

3、采用隔断裂缝中间层，例如用级配碎石做沥青混凝土面层和半刚性基层的裂缝隔离层在国外应用比较普通，这种中间层具有良好的技术经济效益。

4、在半刚性基层干缩裂缝接近完成的时候铺筑沥青面层，可减少由于干缩而引起的反射裂缝。

5、健全施工日监理，提高施工队伍素质，严格按施工规范进行碾压和处理施工缝。另外在施工过程中应注意排水，严禁因为赶工期限排水不彻底就继续填筑而导致局部鄱浆，使路基下沉。

6、科学合理地设计混合料，不用悬浮性混合料，采用密实性混合料，严格控制施工质量，重点控制混合料的压实度和碾压时的温度。

三、裂缝修复

对于已出现的路面裂缝，可根据实际情况采取行之有效的修复方法：

1、由于路面基层温缩、干缩引起的纵、横向裂缝，缝宽在6mm以内的，宜将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹去尘土后，采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵；缝宽在6mm以上的，应剔除缝内杂物和松动的缝隙边缘，或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净，采用砂粒式或细粒式热拌沥青混合料填充、捣实，并用烙铁封口，随即撒砂、扫匀；也可采用乳化沥青混合料填封。

2、对轻微的裂缝，在高温季节可采用喷洒沥青撒料压入法修理，或进行小面积封层；在低温、潮湿季节宜采用阳离子乳化沥青封层或采用相应级配的乳化沥青稀浆封层。

3、因土基、路面基层的病害或强度不足引起的裂缝类破损，首先处理土基或基层，然后修复路面。

4、因路面用沥青性能不好或路龄较长，产生较大面积的裂缝，但强度尚好时，通过技术经济比较，可选用下列修理方法：

①乳化沥青稀浆封层。

②加铺沥青混合料上封层，或先铺设土工布后，再在其上加铺沥青混合料上封层。

③橡胶沥青薄层罩面。

四、总结

沥青路面使用初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能常无明显影响，但随着表面雨水或雪水的逐渐浸入，导致裂缝两侧的路面结构层特别是裂缝附近土基的含水量加大，甚至饱和。其结果是路面承载能力明显降低，在行车荷载反复作用下，产生冲刷和唧浆现象，加速路面破坏，所以对沥青路面产生裂缝必须采取提前预防和及时修复的措施进行防治。