浅谈城市道路沥青路面裂缝产生的原因与防治措施
摘要：本文对城市道路沥青混凝土路面裂缝的主要形式、表现和产生原因进行分析，并就如何减少沥青路面裂缝提出了防治措施。
关键词：城市道路,沥青路面,裂缝,原因,防治
随着城市道路的迅速发展，近年来，我国城市道路的建设大多采用半刚性基层沥青路面。与其他类型路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、振动小、桑音低、行车平稳舒适，养护维修简便等优点。因此沥青路面较水泥混凝土路面更适用于城市道路。但沥青路面也存在着抗弯拉强度底、面层的温度稳定性较差等缺点。沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝，由于路表水的浸入，裂缝两侧的路面结构层和土路基的含水量增大，致使路基和路面强度降低。随着交通量迅速增加，特别是大吨位车辆行车荷载的作用，路基、路面承受不了超载车辆荷载的作用，加快路面的裂缝产生，大大缩短沥青路面的使用寿命。因此，对沥青混凝土路面产生裂缝的预防与处理，是保证行车质量，延长道路使用周期的关键。
一、裂缝主要形式及表现
一般来说，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。两种类型的裂缝分别通过横向裂缝、纵向裂缝、网裂和反射裂缝等形式表现出来。
横向裂缝现象为：裂缝与路中心线基本垂直，缝宽不一，缝长有的贯穿整个路幅，有的贯穿部分路幅，裂缝弯弯曲曲、有枝有叉。横向裂缝中的唧浆导致裂缝两侧凹陷，桥头跳车处的路面横向裂缝，在路面积水的作用下加速跳车发展的速度，同时会对路基造成冲刷。
纵向裂缝现象为：裂缝走向基本与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一。一般都发生在高填方的路基上。纵向裂缝容易形成沿行车方向呈台阶状，影响行车舒适性。
网状裂缝现象为：裂缝纵横交错，将面层分隔成若干多边形的小块，一般缝宽1mm以上，缝距40cm以下。网状裂缝导致沥青路面松散或坑槽，严重影响沥青路面的综合服务水平。
反射裂缝现象为：基层产生裂缝以后，在温度和行车荷载的作用下，裂缝逐渐反射到沥青混凝土面层，路面的裂缝形式与基层裂缝形式基本一致。对于半刚性基层以横向裂缝居多，对于柔性路面上加盖的沥青结构层，裂缝形式不一，主要取决下承层。
二、沥青路面裂缝形成的原因
1、设计原因
（1）路面结构设计不合理或厚度不足，路面强度无法满足行车要求或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小，致使路面强度不足，满足不了交通量的迅速增长和汽车载重明显增大的需要，以至沥青路面产生裂缝。
（2）地下管道设计深度不够，导致基层压实不平引起沥青路面的横向裂缝。
2、材料因素
（1）沥青混合材料过细，其结合料过少（即油石比过低）；炒制过火。
（2）沥青混合料中集料级配不佳，石料偏少。
（3）沥青材料配合比不正确。
（4）沥青原材料低温延性差或沥青混合料粘结力低，造成路面早期裂缝。
3、气候因素
冬季气温下降，沥青面层或半刚性基层低温收缩易产生收缩缝或干缩裂缝，这种裂缝在路面重复荷载作用使沥青路面表面形成横向反射裂缝。
（1）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。
（2）由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。
（3）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。
4、施工因素
（1）路基或基层结构强度不足，路基局部下沉路面掰裂。
（2）半刚性基层在铺建时随着混合料水分的减少产生干缩应力，形成干缩裂缝。
（3）基层混合料的离析或碾压不密实及机械组合不合理，造成基层上部细粒料上浮，形成强度较弱的薄层，在行车荷载作用下，易产生龟状裂缝。
（4）半刚性基层养生不当直接影响干缩裂缝的产生。
（5）半刚性基层养生结束后，如果不及时洒铺封层或透层油，随着暴晒时间的增长产生干缩裂缝。
（6）施工填土未压实，路基产生不均匀沉陷，接缝处压实未达到要求，在行车作用下形成纵向裂缝。
（7）沥青混合料摊铺时间过长，其表面温度低，内部较热，用重型压路机碾压易引起路面表层切断。
（8）施工接缝处理不当、碾压方式不正确易产生横向裂缝。
（9）压力机加速或减速过猛，尤其是转向时过猛易产生路面横纹。
（10）沥青混合料分幅碾压力或纵向接茬时，由于接茬处理不当造成接茬开裂。
5、超载因素
随着我国经济的迅速发展，城市道路上的货车今天能够量增长非常快，某些部门从自身利益出发，超载严重，甚至达到了令人无法想象的程度。超载严重是造成裂缝产生的主要原因之一。这是因为：
（1）由于超载车辆引起累计轴次的增大，从而引起设计弯沉值减小。
（2）由于超载造成正常设计的路面基层或底基层抗拉强度不足，使其提前在层底产生拉裂。
（3）由于超载，加之车辆的振动冲击作用，可将路面压坏，即一次性破坏作用。
（4）由于超载，车辆在上下坡、刹车时将加速沥青路面层的剪切破坏。
三、沥青路面裂缝预防措施
1、设计措施
（1）在设计中，充分估计和预测远景交通量，适当考虑超载车辆的比例，适当提高路面结构层的标准。在设计半刚性路面结构时，优先选用抗压性能好，干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半刚性材料做基层。
（2）加强沥青路面防水设计
（3）设计地下管线的埋深不能高于路面以下30cm.
2、材料措施
（1）选择合适的道路材料和面层材料，进行合理的结构组织设计，确定沥青路面厚度。
（2）在沥青混合料中添加石棉或木质纤维料或采用较厚的沥青面层减少或延缓由半刚性基层产生的反射裂缝。
（3）面层沥青尽量选择底稠度、高延度、底含腊量的优质沥青，在满足稳定度要求的前提下，选择针入度较大的沥青，必要时可选用改性沥青。
3、施工措施
（1）路基填土中不得含有淤泥、腐殖土及有机物等，压实度达到规定值。旧路加宽或半填半挖路段，路基填筑应先将边坡松土清除，并按照填土厚度要求逐级进行台阶处理并充分碾压。
（2）路基施工分层填筑，边坡充分压实，采用重型压实标准；正确放坡，高填方路段放缓边坡，减少边沟深度。
（3）桥涵回填部位应选择透水性及材质良好的砂砾等材料，并按照要求填筑充分碾压；沉降严重地段，应先进行软土基处理，并合理组织施工，以减少回填部位的不均匀沉降。
（4）基层施工尽可能使混合料在接近最佳含水量状态下碾压，并且碾压充分，保证基层强度；同时要加强对已完基层的养生，要尽早铺筑上层，或进行封层，以减少干缩缝。
（5）保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配，增加粗骨料，提高大中粒径集料含量；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能使基层顶面形成灰浆硬壳，不能用细料进行压实后找平。
（6）严把沥青混合料质量关，使沥青混合料级配最佳，矿料拌合粗细均匀一致，严格按配合比控制油石比。
（7）合理洒布透层油、粘层油。在进行各层铺筑前，必须保持顶面清洁。根据近年来的施工经验，透层油应以慢裂型乳化沥青为宜。用沥青洒布车喷洒时，应保持稳定的车速和喷洒量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白，并立即撒布2立方米/1000平方米的石屑或粗砂，用8T钢筒式压路机稳压一遍，将多余的浮料扫走。
（8）提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时，运距不能过远，摊铺温度应控制在130℃、50℃为宜，摊铺厚度均匀，压实设备数量应配套，速度控制在2m/min左右，碾压遍数不能太少，以免混合料孔隙过大；一般不能进行补料，尤其是下面层；基层雨后潮湿未干，不得摊铺，更不得冒雨摊铺；纵向、横向接缝应紧密、平顺，各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。
（9）合理组织施工。面层施工尽可能采用全幅摊铺，如果不具备全幅摊铺条件，可台摊铺机前后紧跟摊铺，尽可能避免前幅混合料已冷却再进行后半幅摊铺，确保混合料热接；分幅摊铺时，上、下面层施工缝应该至少错开。尽量避免冷接缝，如不能避免，冷接缝应按照要求先将已压实的摊铺带边缘切割整齐，清除浮料，用新的热混合料敷贴到接缝部位，使冷料部位预热软化，清除敷贴料，向接缝壁涂刷一层粘性沥青，再摊铺新的沥青混合料。
（10）充分压实横向接缝。碾压时，压路机先在横向接缝已压实的路幅上，钢轮伸入新摊铺部位左右，然后每压一遍向新铺层动～，直到压路机完全进入新摊铺层，然后再转入纵向碾压。
（11）在旧有路面上加铺沥青面层，最好先铣除原有路面后再进行加铺；或者铺设土工布或土工格栅，以减少反射裂缝。
四、裂缝的处理措施
沥青路面裂缝产生后，应及时予以处理，防止水等有害物质侵入，影响道路使用寿命。对于细裂缝(2～5mm)可用乳化沥青进行灌缝处理；对于大于5mm的粗裂缝，可用改性沥青(如SBS改性沥青)进行灌缝处理；灌缝前，必须清除缝内、缝边碎料、垃圾等，并保证缝内干燥；灌缝后，表面应洒布粗砂或3～5mm的石屑。
五、结束语
由此可见，沥青混凝土路面各种裂缝的产生很大程度上是设计、施工和养护管理不规范造成的，只要积极采取有效措施，规范管理，有针对性采取一系列预防和改善措施，杜绝不利因素的发生，裂缝问题一定可以减少。
参考文献
1、《城市道路设计规范》（CTT37-90）.北京：中国建筑工业出版社。1991
2、《公路沥青路面设计规范》JTJ014-97.北京：人民交通出版社。1997
3、《沥青路面施工及验收规范》JTJ014-97.北京：人民交通出版社1997年