沥青混凝土路面裂缝产生的原因及防治

舒 敏 欧莲花

（1、赣州市公路管理局直属分局，江西 赣州 341000 2、江西通威公路建设集团有限公司，江西 赣州 341000）

1 路面裂缝的类型

裂缝是沥青混凝土路面最主要、最常见的一种破损形式，它的危害在于水分通过裂缝不断下渗，损坏基层路基，导致路面承载能力下降，加速路面破损。

1.1 横向裂缝

横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣，或由于车辆严重超载，至使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而产生裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式，它有两种情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射裂缝。

1.2 纵向裂缝

纵向裂缝产生的原因有三种可能性:一种是沥青面层分幅摊铺时，两幅接茬处未处理好，在行车荷载的作用下逐渐开裂；第二种是由于路基压实度不均匀或由于路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起的；第三种是路基加宽工程中新、老路基存在施工缝、压实度和强度不均匀而引起的整个施工路段裂缝。

1.3 不规则裂缝

这种裂缝主要是由于路面的整体强度不足而引起的。其原因可能是路面结构设计不合理，路基路面压实度不足，路面材料配合不当或拌和均匀等，也可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填，致使水分渗入下层，尤其在融雪期间冻融交加，加剧了路面的破损。沥青老化也是导致沥青面层形成不规则裂缝的原因之一。

2 路面裂缝产生的因素

2.1 沥青路面材料

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沥青混合料性质是沥青路面产生裂缝的主要因素。

2.1.1 沥青质量的优劣与沥青路面的使用品质有着密切的关系，直接影响到沥青路面的使用性能。由于近几年交通量急增，修建的里程也相应增加，有些施工单位购买不到十分理想的路用沥青，便用普通沥青代替，这种沥青大多数含蜡量高、延度小、温度敏感性强，使得许多沥青面层结构在远小于设计使用年限内出现损坏。这都是由于这种沥青中含蜡量高，导致沥青的延度小，与石料的粘结力较差，沥青混合料的低温抗裂性能和高温稳定性不好，就造成纵横向裂缝、不规则裂缝。

2.1.2 矿料。矿料质量的好坏直接影响混合料的强度，也是沥青路面早期破坏的主要影响因素。碎石的压碎值、磨耗值不符合要求将造成沥青混合料的稳定度偏低。沥青混合料一般使用碱性矿料。矿料组成级配也与开裂有一定关系，一般来说油量偏低、矿粉含量高易产生裂缝。

2.2 路面基层

2.2.1 路基产生不均匀

路基填土机械压实不足，填筑材料含水量较大，路基交工后沉降时间不够，交工通车后在车辆荷载的作用下，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，并在行车荷载的反复作用下，底部的裂缝会逐渐扩展到上部，并使沥青面层也产生开裂破坏。

2.2.2 路基冻涨裂缝

由于路基含水量大，冬季土体冻涨将路面拱起而断裂。

沥青材料在较高的温度条件下，具有良好的应力松驰性能，温度升降产生的变形不致于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩。首先，由于沥青混合料的应力松弛速度不及温度应力的增长，混合料劲度急剧增大；其次，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，沥青面层就会开裂。在这种沥青面层与基层的附着力不够好的情况下，裂缝就容易发生；再有，由于沥青路面宽度有限，收缩受路面结构的相互约束小，所以低温裂缝主要是横向的。

2.2.4 温度疲劳裂缝

一方面，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小，加上沥青的老化使沥青劲度增高，应力松驰性能降低，最终达到极限抗拉强度使路面层的增厚而增加，面层内的应力随深度而很快减少，同时面层的表面一旦开裂，随着持续低温或另一次降温，在裂缝尖端会产生较大的应力集中，使裂缝向下延伸并逐渐穿透整个沥青面层，由于面层底部与基层表面的粘结作用，裂缝呈现上宽下窄现象。

2.2.5 基层反射裂缝

基层反射裂缝多出现在半刚性基层中，半刚性基层反射裂缝通常有垂直位移和水平位移2种。垂直位移是由行车荷载引起的下卧路面结构在裂缝处的差动位移；水平位移是由温度变化或水分变化引起的差动位移；水平位移是由温度变化或水分变化引起的膨胀和收缩。在冬季或寒冷地区，在结合好的沥青面层下，开裂的半刚性基层的水分位移使裂缝面层内产生大的拉应力或拉应变。在较低温度下沥青面层通常较硬，它只能承受小的拉应力或拉应变，因此容易被拉裂，并且裂缝的扩展途径是由上至下的。

2.3 路面面层

采用同一种沥青混合料，面层厚度大的要比薄的裂缝率要小。但采用质量好的沥青即使铺筑较薄的路面其横向裂缝也可能少于质量较差但厚度大的沥青路面。

2.3.1 对原材料检验不严，对沥青混合料的配合比控制不够，特别是矿粉和沥青用量不准，使沥青路面早期出现裂缝。

2.3.2 沥青混合料加热温度过度，一般矿料加热温度过高，当沥青和矿料拌和时，沥青便被矿料的高温灼焦，沥青老化，使路面强度不足产生裂缝。

2.3.3 施工季节不合理。雨季施工，又未采取有效的保护措施。低温度季节施工，又不能及时成型稳定，导致了沥青路面产生裂缝。

2.4 施工因素

优良的施工质量，特别是各结构层的压实度达到规范要求，稳定性优良，排水性能好，面层接缝处理完善是保证沥青混凝土路面不出现裂缝的前提条件。

3 防治措施

3.1 应选用材料强度高、水稳性好的基层和底基结构，并保证一定厚度。

3.2 应合理确定沥青路面结构，保证沥青路面最小厚度。选用符合重交通道路石油沥青技术要求的沥青，控制沥青用量，精选矿料，准确组成级配，均可有效减少裂缝的产生。

3.3 应加强沥青路面的防水设计。要设置沥青面层防水，设置沥青下封层，搞好硬路肩排水设计。

3.4 应精心施工，确保各结构层的压实度，达到规范要求。对半刚性基层的养生要达到良好、防止其产生的裂缝反射到面层。

3.5 进行科学的养护管理，加强路面保洁，确保排水性能良好，免受雨水对路面、路基的长时间浸蚀，严禁超载车辆通行，发现裂缝及时处理，避免病害的进一步扩展。

4 结束语

沥青混凝土路面的病害产生在所难免，只有精心设计、精心施工、精心养护才能把损失降低到最小程度，才能更好地发挥公路的社会效益和经济效益。

[1]吴文东.沥青路面裂缝修补技术探讨[J].城市道桥与防洪，2010-03-15.

[2]姚元波.沥青路面裂缝处治工艺综述[J].北方交通，2009-02-28.