浅谈沥青路面裂缝形成的原因及控制措施

 

［关键词］沥青路面裂缝形成原因控制措施

 

近年来，我国公路建设取得了长足进步，使得沥青路面的质量控制程序越来越完善。但是在施工中，沥青路面的裂缝一直是公路建设中常见的病害。本文对此进行探讨。

 

1沥青路面产生裂缝的理论原因

 

由于行车荷载的作用而发生的结构性破坏裂缝，在车轮荷载作用下，半刚性基层的底部将产生拉应力。当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时，半刚性基层的底部就会很快开裂。在行车荷载的反复作用下，底部的裂缝会渐渐扩展到上部，并引起沥青面层也产生开裂。影响拉应力的主要因素有面层厚度、基层本身的厚度、基层的回弹模量和下承层的回弹模量。

 

2裂缝的种类及产生的原因

 

2.1裂缝种类

 

2.1.1低温裂缝。由于沥青混合料低温劲度的影响，当气温下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩，由于沥青面层在路面中是受到约束的，面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变，沥青面层就会开裂。

 

2.1.2温度疲劳裂缝。在日温差较大的地区，由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变能力变小。加上沥青的老化使沥青的劲度增高，应力松弛性能降低，最终达到极限抗拉强度，使路面产生开裂。

 

2.1.3刚性路面的反射裂缝。在寒冷地区，在结合较好的沥青面层下，开裂的半刚性基层的水平位移，使得直接在裂缝上的沥青面层内产生大的拉应力或拉应变。因此，沥青面层容易被拉裂。

 

2.1.4刚性路面的对应裂缝。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层，在沥青面层厚度较薄的情况下，半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层的底面开裂，并较快形成反射裂缝。

 

2.1.5纵向裂缝。纵向裂缝产生的主要原因是新老路基结合部的不均匀沉降及公路工程施工中路面摊铺碾压不均匀。多形成于新老路基结合部的上面或道路中间处，裂缝两侧会发生错位。

 

2.1.6龟裂。龟裂是水泥稳定砂砾基层破坏的标志。严重时常伴随表面的形变和挤浆现象。多是厚度不足、强度不够、路面发生疲劳破坏、水损坏造成的。

 

2.2造成沥青面层裂缝的主要原因

 

高速路面基层一般分为三层，从路面基层角度上分析，造成上层沥青路面裂缝的原因，主要是路面基层未按规范和标准施工，其强度和密实度达不到要求。

 

2.2.1砂砾垫层。路基软弹、翻浆导致路基产生软弹、翻浆现象的主要原因有：路基遗留问题；天然砂砾一次性路上备料过多，导致路基表面积水浸泡路基；砂砾垫层施工段落过长，下基层施工跟上不及时，下雨后，雨水从砂砾垫层渗到路基表面，浸泡路基。路基的软弹、翻浆导致砂砾垫层的质量满足不了要求，是沥青路面出现裂缝的隐患。

 

2.2.2水泥稳定砂砾基层。砂砾的级配不合理：在混合料的生产过程中，由于天然砂砾级配的变化，而掺加的破碎砾石含量未及时加以调整，导致生产出来的混合料级配不能满足要求。

 

混合料的含水量变化：由于原材料含水量的变化或天气的影响，在混合料的拌和过程中，加入的水量未加以合理的控制和调整，生产出来的混合料含水量过高或过低。含有泥块的混合料在碾压过程中，就在局部出现软弹和翻浆现象。

 

2.2.3沥青混合料施工质量也是造成裂缝的主要原因。沥青混合料的原材料有：

 

①沥青：道路沥青的感温性是沥青性能的核心指标。含蜡量较高的沥青，其延度小，粘结性和耐久性也差，沥青容易老化，裂缝更容易产生。

 

②碎石：碎石质量不合格主要体现在碎石含风化岩和硅质岩较多，使沥青混合料的压碎值不能满足要求，而且，由于杂质较多，石料的裹油力下降，沥青与碎石之间的粘结力下降。这将导致混合料之间的粘结力不足，使沥青路面裂缝更容易产生。

 

2.2.4沥青材料本身的性质也是造成路面裂缝的主要原因。

 

3减轻沥青路面裂缝的控制措施

 

3.1做好桥头回填。桥涵两侧必须按照规范要求，换填砂砾和分层夯实。砂砾必须选用合格的材料，分层压实厚度不得大于20cm。

 

3.2处理好路基软弹、翻浆现象。当发现路基出现软弹、翻浆现象后，应认真分析原因，采取措施，换填砂砾并压实。

 

3.3控制砂砾垫层的施工质量。必须选用含泥量合适的天然砂砾，其级配和含石量应满足规范和标准要求，不合格时，必须掺配破碎砾石或碎石。砂砾路上备料应按计划分阶段进行，不可一次性备料过多。砂砾垫层施工应与下基层施工相协调，砂砾垫层的施工段落不得超过2km。施工时，根据天气情况，严格控制洒水量，并做到及时碾压。

 

3.4控制水稳基层的施工质量。在混合料的生产过程中，对混合料的级配必须随时进行检查，发现级配不符合要求时，必须立即给予调整。根据原材料的含水量和天气情况，严格控制混合料的含水量。现场摊铺时，必须做到及时碾压，发现有软弹、翻浆现象必须立即换填。加强基层的养生，必须使基层的表面一直保持湿润，养生时间不得少于7天。

 

3.5控制沥青面层的施工质量。在摊铺前，检查封层质量，发现破损必须提前进行补洒。必须严格按照沥青混合料的配合比设计阶段进行配合比设计。严格按验证后的生产配合比进行沥青混合料的拌和，控制油石比、拌和温度、拌和时间，不合格的混合料必须废弃。在摊铺过程中，必须保持摊铺机连续均匀、不间断地进行摊铺。碾压必须及时，严格控制洒水量，防止沥青混合料降温过快。碾压必须做到轻起慢停，对混合料的碾压不能不足或过压。

 

3.6在施工过程中，加强交通管制，严禁外来无关车辆上路。控制施工车辆的载重和车速，严禁重载施工车辆在新铺的沥青面层上随意调头和刹车。

 

4结束语

 

总之，分析沥青路面产生裂缝的原因，掌握控制裂缝的施工技术，精心组织、严格管理，才能铺筑出一条真正合格的沥青路面。

 

参考文献：

 

［1］沈金安.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策［M］.热门交通出版社，2004.

 

［2］公路改性沥青路面施工技术规范.中华人民共和国行业标准［M］.人民交通出版社，2000.