公路工程论文沥青路面面层裂缝产生与防治措施的研究

　　经济发展突飞猛进，人民生活日新月异，经济发展对交通运输的运力运量也提出了更高、更大、更多的需求;随着改革开放的不断深入，车辆的数目与日俱增，对交通运输的承载能力也提出了更高的要求。

　　【摘要】为了适应这种新的运输格局，城市道路建设也得到了极大的发展。道路建设中，沥青路面的应用不仅提高了道路运输行驶的舒适性，噪音低是城市道路的优选路面。随着沥青混合料拌合与摊铺以及碾压机械设备在我国的自主研发，工程施工快捷便利，沥青路面施工方便，维修简单，抗滑性能好，安全系数高，使沥青路面得到了长足的发展与广泛的应用。但是优点与缺点并存，由于沥青材料高温的推移性和低温的开裂性，也给道路行车安全造成了一些不容忽视的隐患，尤其是路面裂缝的产生，给道路安全运营及使用年限带来不可估量的经济损失。本文主要就是通过分析沥青路面裂缝产生的原因和危害，阐述一些相关的防治和处理措施。

　　【关键词】道路,沥青路面,裂缝,原因,防治,公路工程论文

　　随着我国路用沥青材料的研发，我国不仅开发出了重交90#、70#国产沥青材料，并根据我国公路建设的实际情况，研制出了阴、阳离子乳化沥青和其它路用沥青材料。沥青路面在我国得到了迅速发展与广泛应用。目前已经广泛应用于城市道路中，成为我国使用最多的一种高级的路面，并已成功占据重要地位。沥青路面具有行车安全平稳，噪音小，抗滑系数好等特点。但是由于车辆每年大幅度递增，大型、大吨位重载车辆已成为我国公路运输的生力军，这就对道路沥青路面带来了极大的威胁。裂缝是沥青路面中最常见的一种病害，却一直不能得到根本的解决，路面裂缝若不能及时修复，经过春夏秋冬，周而复始的破坏，会致至路面通行及使用性能大大降低，最终导致路面大面积破坏，加速道路使用周期的降低和维修费用的增加。根据施工实践，通过改善沥青材料的性能，以及在施工中采取有效的预防措施，可大大减少或是延缓裂缝的出现，并在裂缝出现以后，采取及时有效的处理措施也是延长沥青路面使用寿命的途径。

　　一、沥青路面出现的原因及危害

　　1.沥青面层温度变化引起的裂缝

　　沥青路面产生温度裂缝是指沥青路面由于沥青材料自身对温度的变化比较敏感，在寒冷的地区，沥青面层表面和底部的温度相比，始终有温度差，沥青面层愈厚，表面温度与底面温度差愈大。沥青面层表面产生的温度收缩应力一旦超过沥青面层某一薄弱点(或面)的混合料的抗拉强度，面层的表面就首先开裂，这也就是沥青面层温度 开裂首先从表面开始的原因。当外界温度较低时，强度虽然增大，但是由于气温的急剧降低，使沥青面层的收缩应力超过沥青面层的抗拉强度时，就会造成路面开裂，并逐步向深层发展，形成横向裂缝，这种裂缝一般称为低温收缩裂缝。另外一种有温度变化引起的裂缝是温度疲劳裂缝，是在一些温差变化比较大的地方，沥青路面由于受频繁反复的温度变化引起的沥青路面对温度变化所产生的应力疲劳，致使沥青混合料的应力松弛性能降低，最终达到路面所能承受的抗拉强度应力，路面开裂。这种横向裂缝，一般裂缝的宽度大小不一，缝长可以贯穿部分路幅甚至整个路幅，呈均匀分布状态。

　　2.荷载作用引起的裂缝

　　车辆的不断增多，致使公路交通流量的增长，路面和路基长期承受着车轮荷载的作用，尤其是大型车辆和超重车辆，严重超过了路面的设计荷载值，路面在这种长期的荷载应力应变反复交替状态下，结构性能遭到了破坏，当累积的荷载应力超过被破坏的路面的结构抗力时，致使路面产生裂纹。尤其最近十年路面基层常采用半刚性基层，在车轮荷载作用下，半刚性基层的底部产生拉应力，当大于半刚性基层的抗拉强度时，半刚性基层的底部就会很快开裂。在拉应力大于半 刚性基层材料的抗拉强度时，其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 逐渐扩展到上部，使沥青混凝土路面产生开裂破坏。

　　3.基层材料收缩引起的裂缝

　　我国道路的基层常采用半刚性材料(如：二灰稳定碎石、水泥稳定碎石基层)，但是由于半刚性材料的抗变形能力比较弱，对温度和湿度的变化敏感，当基层材料和路面材料发生收缩变形时，由于基层材料和路面材料是通过粘结作用联系起来的，由于变形幅度不一致，致使路面开裂。基层材料的混合料拌合由于受当时自然温度的影响较大，拌合时只考虑了摊铺时的水分散失，而没有考虑运输过程的水分散失等，往往由于缺乏水分，会造成材料颗粒间隙缩小，而造成基层材料开裂，这种裂缝被称为干燥收缩裂缝。另外一种特性是湿缩变形导致的基层开裂。对于水泥稳定碎石基层产生的裂纹，它不仅满足水分的要求，同时，也要满足温度的要求，也就是说它不仅有干缩与湿缩变形导致的裂纹，也要考虑高温的膨胀变形和低温的收缩变形引起的开裂。基层的开裂在车辆荷载的反复作用下，而导致沥青面层随之开裂现象十分明显。

　　沥青路面裂纹产生的初期往往对道路路面的使用没有明显的影响，主要是路面轻微突起会影响道路的行车的舒适性，但是如不及时治理，随着裂缝的逐渐加深，路面的构造性能开始受到危害，再加上日复一日荷载的作用和温差及雨水的侵蚀，路面裂缝在这种恶性循环中，裂缝开始由刚开始的横向裂缝逐步发展为不规则的网状裂缝，加速沥青面层的破坏，路面开始出现大量的坑坑洼洼，强度降低，路面已经不利于车辆通行，甚至出现路面坍塌的现象，对行车安全造成极大危害，维修费用也随之大大增加。因此，对沥青路面的裂缝进行必要适时的防治是势在必行的。

　　4.施工裂缝 施工裂缝也叫工作缝，是施工时引起的裂缝。

　　二、沥青路面裂缝的防治措施

　　由于沥青路面出现裂缝的原因不同，因此对其的防治措施也应有所不同，以下简要介绍几种预防和治理措施。

　　1.预防

　　(1)沥青面层温度裂缝的产生主要涉及的因素有：沥青材料的选择，混合料的比例和性能，施工过程的把控措施等。因此针对以上几点可做以下预防措施：对于城市快速路与主干道，沥青材料一定要选择质量较好的90#A级沥青，对于城市辅道与一般道路可采用70#A级沥青;透层油和粘层油一定要选用沥青残留量高的乳化沥青;对沥青混合料粗、细集料，一定要选用颗粒均匀、洁净的石料;粗集料中不得有针、片状、扁、平石料，颗粒不均匀的按照高速公路要求是要对石料进行整形后使用的，但考虑到城市道路大多都是沥青拌合厂家提供的现状，石料整形可能不现实的实际情况，沥青面层施工前，一定要认真考查沥青材料是否是设计理论配合比设计的沥青标号，石料和细集料是否洁净、颗粒均匀。达到以上要求后，根据理论配合比设计确定施工配合比。施工配合比确定后一定要进行试拌，通过试拌后的筛分确定各种石料的配合比含量，形成实际配合比。拌合温度、沥青混合料运抵施工现场的温度、摊铺温度、碾压温度、碾压终了温度的严格把控，是最大限度的减少沥青面层受温度影响导致的温度变形，从而最大限度的减少面层裂纹发生的几率。沥青路面主要是以沥青和砂石、水泥或粉煤灰等材料混合而成的，在配合混合材料时，精确的配合比是决定最后沥青混合料质量的关键，也决定了沥青路面的应力松弛，抗拉抗温缩性能;施工过程中，沥青路面中的接缝处理会影响温缩应力，造成路面开裂，因此在摊铺施工中，应尽量避免造成沥青面层拉应力的破坏。

　　(2)针对由于外部荷载产生的裂缝，预防重点在于控制车辆的载重，并且不允许超重车辆行驶，保障路面不会由于长期的超重荷载反复施压，造成路面产生裂缝。

　　(3)基层材料收缩产生的裂缝是由于半刚性材料的质量和应力层的控制因素造成的，因此在施工前期要严格把关基层材料的选择，最好选择温度膨胀系数较低的材料作为骨料，对于水泥，应满足强度的要求并严格控制水泥用量在适当的范围内，最大限度的控制石粉、石屑用量，减少基层材料自身收缩产生裂缝;路面基层和面层之间连接设置不当，会增加基层裂缝的产生，因此要加设应力层，分散张力，控制裂缝的产生。

　　(4)要减少工作缝施工时应尽量采用大型拌和站和较为先进的摊铺机，能连续作业尽量连续作业，路面宽度大时采用双幅或多幅同时热接缝施工。

　　(5)、在路基施工时，对地面高程相差较大的接茬处要开台阶填筑，严防因路基不均匀沉降而产生裂缝。

　　(6)对于软地基路段的路基，在填筑时除采取必要的技术措施外，还应在路基成形后加载预压，严防整体沉降，产生较大裂缝。

　　2.治理

　　对于已经出现的裂缝，要对裂缝进行及时适当的修补和治理，目前常用的方法包括填缝工艺和坑槽修补工艺。对于一般的横向裂缝和可愈合的轻微裂缝，可采用填缝法，用少许稠度较低的沥青进行灌缝修补;对于面层出现的缝宽在5mm以上的裂缝时，一定要采取扩缝的方法进行锯缝，使缝宽达到细石沥青混凝土材料填缝要求宽度时，使用热拌细石沥青混合土直接填缝。但是对于网状和龟裂的裂缝已经形成坑槽时，可先将出现坑槽的路面开挖，清理之后，用乳化沥青稀浆进行封层，然后修补恢复沥青面层。

　　由于受冻融破坏严重，路面裂纹受雪水灌入冻融后，已经形成路面大面积塌陷的，要根据实际情况，采取控制措施进行治理。可将塌陷部位按照修补面积开挖，如基层已经严重损坏，把基层损坏部位挖除后清理干净，用贫混凝土恢复基层后，再采用C20水泥混凝土暂时作为面层以保证车辆通行。到次年温度达到时再进行彻底处治。

　　三、结论

　　通过对沥青路面裂缝产生原因分析及常用处理方法介绍，我们总结：路面裂缝应以预防为主，尤其在路基填筑、基层施工及材料生产时就应提高质量意识，从源头上制止。路面施工完毕后发现裂缝要及时处理，从节约成本和使用效果合理选用因地制宜的方法采取修补措施。

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