公路沥青路面裂缝的预防和处理措施

公路沥青路面裂缝的预防和处理措施

1、沥青路面裂缝的形式、形成及危害

沥青路面开裂是世界各国沥青路面使用中均会遇到的主要病害之一，无论是冰冻地区，还是非冰冻地区，只是各自的裂缝严重程度不同而已。沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的，但就沥青路面开裂的主要原因而论，裂缝可分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

荷载型裂缝，即主要由于交通荷载作用下产生的疲劳裂缝。在半刚性基层沥青路面设计合理、施工质量良好的条件下，单纯由荷载作用引起面层开裂的可能性不大。非荷载型裂缝，主要为温度型裂缝。沥青路面温缩型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂，均体现为张开型开裂方式。对于沥青路面基层存在裂缝情形，按沥青面层裂缝开裂部位，又可以分为反射裂缝与对应裂缝。

由于环境温度、交通荷载等因素的影响，沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能常无明显影响，但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度，使其从强度薄弱处产生断裂，随着路面使用时间的延长。已有的裂缝逐渐向上扩展到路表，横向裂缝不断增加。缝宽不断增大，横向裂缝再不断附生纵向裂缝，最终形成大小不等独立板块，在表面水的作用下，致使裂缝附近基层的含水量加大，甚至饱和。其结果是路面强度明显降低。在大量行车荷载反复作用下，产生冲刷、唧浆和沉陷等现象。聚终导致路面很快产生结构性破坏，使道路结构逐渐丧失承载能力。如何认识沥青路面开裂机理、阻止或或延缓裂缝的发展，延长沥青路面使用寿命，是工程上的难题。

2、常用的沥青路面裂缝的预防和处理措施

延缓和减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝，可采用两大类方法：一是在施工期间就采用相应的预防裂缝或处理措施，二是在维修养护延缓和减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载型裂缝和非荷载型裂缝，可采用两大类方法：一是在施工期间就采用相应的预防裂缝或处理措施，二是在维修养护类方法。本文仅从半刚性基层沥青路面裂逢的预防或处理方面进行阐述。

2.1 提高路基工作区的强度和稳定性

路基是路面的基础，路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要，否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。

因此，必须采取有效措施处理好影响路基工作区的稳定性和强度的关键环节

(1)路基工作区的强度主要是在填筑过程中形成的。必须严格控制路基的填筑工艺，确保路基强度。填筑材料首选石、砾、砂类土，其次选用含砾、砂低液限粘土再次选用低液限粘土。粉质土和有机土不能用于填筑路。

路基工作区深度：Zl=（knP/y）1/3

式中：Zl-路基工作区深度

P-车轮荷载kN

k-系数，取k=0.5

y-上的容量。kN/m3

n-系数。n=1/10～1/5

上式可以看出，车辆荷载P越重，路基工作区的深度z 就越大。而在路基路面设计时，

车辆荷载是按标准的额定轴(BZZ-100)考虑的，当公路建成后，路基工作区的深度已经是固定成型了。公路交付使用后，当公路上车辆超载运行时．路基工作区的深度Za必将会随之加大。由于超载的缘故。路基工作区的实际深度超出了预设深度，这样未经处理的超出部分的路基强度、稳定性、刚度明显不足，在实际使用中，路基路面就会产生裂缝、沉陷、车辙、变形过大等病害。因此，面对当前高速公路超载现象十分普遍的情况下，笔者建议在路基施工时对路基工作区的控制深度最好是大于路基工作区的设计深度，以防患于未然。

(2)压实度是反映路基强度的重要指标，也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施，施工中必须严格检测控制。使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响，施工中要插杆挂线，每层的松铺厚度不应大于30cm。检测压实度试坑要打到下一层顶面，凡是检测结果达不到规定值的要加压处理，或推除重填。

(3)降低地下水位是提高路基强度的重要措施。路面底以下80cm路床是路基的关键部位，它直接承受和吸收路面的扩散应力，要有足够的强度和稳定性。当开挖后发现底下渗水，不论流量大小都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑，土质差的地段要进行换填处理，确保其强度和稳定性。

2.2 基层应有合理厚度

当基层厚度增加时，其承载能力也迅速增加，试验证明，半刚性基层厚度由10cm增加到25 cm时，其承载力提高为原来的3倍。

2.3 修筑防裂路面

研究表明，面层反射裂缝明显地受沥青面层厚度的影响，厚度超过15.0cm的面层可以有效的防止受拉疲劳所产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。国外资料介绍。在贫混凝土上铺筑10.0cm的沥青面层时，在形成反射裂缝前可累积通过标准轴载10×10次。如果沥青面层加厚到15.0cm，则可通过20×10次。如沥青面层加厚到17.5cm则可放心使用。

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2.4 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)在稳定度满足要求的前提下。选用针入度较大的沥青作两层。美国和英国的研究表明。在沥青混凝士中使用软的沥青可以阻止低温收缩及高温疲劳作用两种机理引起的裂缝扩展。

(4)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。

(5)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。

(6)沥青混合料的级配也是一项重要因素。在合理选配混合料级配时，应兼顾其高温稳定性，疲劳性能和低温抗裂性能。以及路表特性和耐久性等各方面的要求。

(7)在条件允许的情况，可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料和采用改性沥青。SMA混合料具有良好的高温稳定性、低温抗裂性能，抗车辙性能好、使用寿命长，是防裂路面设计时应选用的一项新技术。

(8)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。

2.5 设置应力吸收层

(1)在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、低粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。

(2)采用应力吸收薄膜，对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少，明显降低应力强度因子。而吸收薄膜的弹性模薰越低，防裂效果越好。可见应力薄膜应选用低模量高韧性、大变形率的材料为好。就目前常用的材料而言，土工织物与沥青橡胶薄膜的弹性模量都较低，变形率较大。不存在低温脆裂问题，效果更佳。

(3)用土工格栅加筋沥青路面的主要功能，是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝，不同类型格栅性能显著不同。

(4)橡胶沥青吸收膜，是使用废橡胶磨细的粉与热沥青搅拌后．施于面层中间，形成一薄膜或与砂石成一薄层。有试验结果表明，此应力吸收层在面层中间效果最佳。

2.6 新铺半刚性基层的预开裂技术

在半刚性基层上锯缝，即在结构层碾压前切割一条缝直到层底。缝宽为0.5cm，内填沥青砂或沥青乳液．随即将切缝快速封闭。然后以正常方式碾压该层。其目的就是预先制造更直、更多规则间距的裂缝(通常间距为2in～3in)，这样它比自然裂缝更细、裂缝位移更小，从而避免裂缝边缘的快速恶化或减缓裂缝贯穿沥青层。

3、施工控制裂缝发生

(1)在施工方面，控制半刚性基层碾压时的含水量为最佳含水量的0.9倍，压实度达到规范要求，碾压完成后要及时保湿养护，防止基层干晒，养护结束后，立即喷洒沥青乳液，做成透层或粘层，然后尽快铺沥青面层。

(2)制备沥青混合料时控制好加热时间和加热温度，不使沥青老化、加强碾压，使沥青混合料达到规定的压实度，也可减少反射裂缝。

(3)为了减少沥青面层由于半刚性基层的收缩裂缝而产生反射裂缝或对应裂缝．应尽可能采取有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝。

4、结语

公路铺设沥青面层前，采取裂缝预防措施和处理技术可以大大减少路面裂缝的出现。这种思路和方法是强调于道路建设初期采取措施阻止裂缝的形成。或通过选择道路结构、技术或材料处理已出现的裂缝，这将减少裂缝或根本不出现裂缝，或者使得原有的或不可避免的裂缝活性大大降低。

市政沥青路面裂缝产生原因和处理方法2017-03-19 12:32 | #2楼

1 裂缝类型 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。在车辆荷载作用下，半刚性基层底部产生拉应力，如果拉应力大于基层材料的抗拉强度，则基层底 ......

1裂缝类型

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。在车辆荷载作用下，半刚性基层底部产生拉应力，如果拉应力大于基层材料的抗拉强度，则基层底部很快开裂，直至影响到沥青面层；另一种是非荷载型裂缝，以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝；由于施工工艺不当或用了不合格材料产生的裂缝。两种类型的裂缝按其形状又基本分为横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和反射裂缝四种。

1.1横向裂缝 裂缝与路中心线基本垂直，缝宽不一，缝长贯穿部分路幅或整个路幅。其产生的原因主要是沥青质量没有达到本地区施工气候要求或者没有达到相关技术标准，致使沥青混凝土面层温度收缩或温度疲劳应力大于沥青混凝土的抗拉强度，产生横向裂缝；施工缝处理不当，接缝不紧密，造成不同部位结合不良，从而产生横向裂缝；半刚性基层由于水泥剂量、施工质量等综合因素产生的路面收缩裂缝，通过横向裂缝形式表现出来；桥梁、涵洞等结构物回填部位没有按照要求进行施工，或处理不得当，从而产生不均匀沉降，导致路面产生横向裂缝。

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。产生的原因主要是纵向加宽没有按照要求进行施工，或者碾压没有达到要求，从而造成加宽部位沉降，产生纵向裂缝；路基边坡坡度小于设计值，路基边坡压实度不足产生滑坡；面层前后摊铺相接处的冷接缝没有按照相关要求进行处理，结合不紧密而相互脱离，产生纵向裂缝。

1.3网状裂缝 裂缝纵横交错，其产生的主要原因是纵横裂缝出现后继续扩展；沥青的性能差，尤其是低温抗变形能力过低；路面结构中含有软弱夹层，粒料层松动，水稳定性差，从而形成网状裂缝；沥青总体强度不足，在损坏初期形成网裂，随后裂缝逐步扩展，缝间距变小。

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。其产生的主要原因是在已经开裂的旧沥青、旧水泥路面上加铺沥青面层，由于温度的变化(降低)，老路面的裂缝继续拉开，从而使新铺层在旧裂缝处断开；由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝；新铺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，从而产生开裂，反射到沥青面层。白改黑路面基层原有水泥混凝土路面伸缩缝处理不到位引起的反射裂缝是白改黑道路中最为常见的裂缝原因。

2裂缝的预防和治理措施

2.1沥青混凝土在生产前对原材料特别是沥青做试验，根据沥青路面施工及验收规范要求，结合气候条件和道路等级选取适用的沥青类型，以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。

2.2合理组织施工，尽量避免冷接缝。对于冷接缝的处理，应先将接缝处沿边缘切割整齐、清除碎料，然后预热软化接缝处，涂刷乳化沥青，再铺筑新混合料。碾压时，压路机在已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15cm左右，每压一遍向新铺层移动15-20cm，直到压路机全部在新铺层为止。对于纵向裂缝，如分幅摊铺时，前后幅应紧跟，上、下层的施工纵缝应错开15cm以上，摊铺时控制好松铺系数，使压实后的接缝结合紧密、平整。

2.3沥青路面摊铺前，对下卧层需认真检查，及时清除泥灰，处理好软弱层，保证下卧层稳定。在白改黑改造工程施工时，应先对原有混凝土板块伸缩缝进行认真处理，先清除缝内杂质，用填缝料填实，再在其上铺设防水卷材，并加铺玻纤格栅。

2.4在路面出现微小裂缝时就必须及时处理整治。对于细裂缝（2-5mm）可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝，可用改性沥青（如sbs改性沥青）灌缝。灌缝前，必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾，并使缝内干燥。灌缝后，表面撒上粗砂或3-5mm石屑。对裂缝很大的情况，必须将裂缝两边沥青混凝土开挖，先处理基层再摊铺新混合料，水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。如夹有软弱层或不稳定结构层时，应将其铲除；如因结构层积水引起网裂时，铲除面层后，需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施。

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