浅析沥青混凝土路面开裂的成因及防护方法

及防护方法

张 昆

摘 要 沥青混凝土在利用进程中，由于自然因素和车

辆的反复荷载作用，会产生各类裂痕。因此为了保证路面的结构性能，需要分析路面产生开裂的缘故并做好相应的防护方法，以延长道路的利用寿命。本文依照埃塞GD99公路项目的施工实践，对裂痕产生的缘故和防护方法作了分析和总结，以供参考。

关键词 沥青混凝土路面 埃塞GD99公路 裂痕缘故

防护方法

1 前言

沥青混凝土路面具有表面平整、接缝少、耐磨等特点，同时因行车振动小，舒适且养护保护简单等优势而取得普遍应用。但沥青混凝土路面开裂质量通病也普遍存在。作者通过对现有新建公路资料的搜集和分析，并经连年参与埃塞公路项目施工和道路保护工作，总结出了沥青混凝土裂痕产生的要紧缘故，并提出了预防沥青混凝土路面裂痕的一些方法，拟指导类似工程施工。

埃塞GD99公路项目（Gondar - Debark Road Upgrading

Project）是埃塞俄比亚km为2×3.5m=7.00m的沥青混凝土路面，双侧1.5m宽4cm厚的碎石路肩。道路结构自上而下为5cm厚的热拌沥青混凝土面层，17.5～20cm厚的碎石基层，17.5～25cm厚的天然砾石/碎石底基层，0～40cm的天然砾石垫层。要紧工程还包括路基的土石方挖填，排水构筑物、管涵、盖板涵、拱涵、老桥梁保护等。 2 沥青路面开裂的缘故分析

沥青混凝土路面开裂的缘故很多，且多数都是多种缘故彼此作用的结果。国内一样把沥青路面开裂要紧缘故分成两大类：荷载型裂痕和非荷载型裂痕。而埃塞沥青路面形式多以强基薄面为主，而且交通量相对较大，沥青路面的开裂除因行车荷载、温度效应和雨水破坏等外，还与工程施工前后的治理和保护存在诸多联系，要紧体此刻设计的理念、材料的利用、施工进程中的操纵和以后的保护工作等方面。 2.1 设计因素

（1）路面线型设计不合理，造成路面积水，水的入侵，改变了路面结构层和路基的含水量，降低了路基的强度，在车辆荷载反复作用下，加速了路面裂痕的形成和进展。如k98+20-40桩号左侧，因城镇段隔离带的缘故，造成左侧雨水集中在隔离带上游，积水面积较大，无法排除，雨水浸泡了路基。

（2）排水设计考虑不周，在雨水天气排水不顺畅的情

形下，沥青路面形成漫流，与沥青路面双侧造成路基泡水危害。该工程位于高原地域，kmkmkmkm。地形复杂，排水设施众多，因考虑不周，雨季期间造成雨水冲洗和破坏，是沥青路面产生裂痕的要紧缘故。

（3）沥青混合料配合比设计。配合比的操纵除要求沥青混合料各项指标知足要求外，现场拌合时刻、温度操纵也需严格设计和规定。沥青混合料质量差，拌和时刻太长，拌和温度太高或在储料仓中存储时刻太长，沥青本身老化等因素而致使混合料抗变形能力降低，易产生裂痕。 2.2 材料因素

（1）沥青原材料未达到本地域施工气候要求或未达到相关技术标准，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而产生裂痕。

（2）透层油质量差，油石比不合格，造成透水。透层油作为不透水封层，要紧起粘结作用，另外避免水分通过基层渗透到沥青层造成水损害而使面层开裂。透层油质量差，蒸馏实验不知足要求，致使透层油封层透水，沥青层与基层的粘结力下降，在行车荷载的反复作用下造成水损害而使路面开裂。

（3）沥青混合料方面，骨料不干净，本身压碎值低，级配不合理造成强度低；石粉质量差，含量低，裹覆能力不够等阻碍沥青混凝土强度，知足不了设计要求。

（4）基层、底基层和垫层材料，本工程要求17.5～

20cm厚的碎石基层，17.5～25cm厚的天然砾石/碎石底基层，0～40cm的天然砾石垫层。材料的级配不合理，含泥过大，CBR太低，摊铺碾压时骨料分离等因素都会造成承载力不够而产生裂痕。 2.3 施工因素 2.3.1 路堑开挖

路堑开挖不完全，膨润土、黑棉土、高液限粘土等未按设计要求开挖至规定高程，雨季吸水后承载力急剧下降而造成沉陷开裂。在桩号k22+800-850处，开挖换填路基时不完全，高液限粘土夹杂断层带均在路基范围内，造成第二个雨季时承载力骤降而沿断层带方向路面开裂。 2.3.2 路基回填

回填时材料杂填，分层时每层回填过厚，碾压不到位，最优含水率失控，造成压实度达不到设计标准，造成路基不均匀沉陷，引发路面拉裂。在桩号k99+400-600范围为高填方，由于施工现场未按要求回填，造成第一个雨季后大面积沉陷，沥青路面多处开裂。 2.3.3 底基层、基层施工

施工中由于摊铺不均匀造成局部离析，粗骨料过度集中、密实度不够而强度低。摊铺碾压时洒水不充分拌匀等现象而阻碍局部压实度达不到设计标准；另外，受条件不能全幅摊铺，纵缝接茬宽度不够，新铺与原铺纵缝处置不到位，没有完成结合，产生纵向裂痕，横缝也有类似

问题。各层碾压进程中最优含水操纵不到位，压实后干裂从而阻碍沥青路面。 2.3.4 透层油撒布

透层油撒布前，基层表面杂物粉尘未清理干净，或清理后未洒水浸润，阻碍沥青面层与基层的粘结；透层撒布后未经渗透当即摊铺沥青混合料面层也阻碍透层封层透水。

2.3.5 沥青混合料摊铺

摊铺时接缝处置，专门是半幅作业时的纵缝冷缝施工工艺不到位。摊铺时刻太长，供料不及时或温度低，摊铺时离析现象，也可形成裂痕。 2.3.6 面层碾压及养护

面层碾压时刻的把握和前后顺序和遍数的不到位而造成密实度不够，孔隙率过大。过早开放交通时没有采取养护方法，对新铺路面造成污染和破坏。 2.4 气候因素 2.4.1 日夜温差雾气大

高原区日夜温差大，由于温度反复起落致使沥青路面层应力疲劳，使沥青混合料的极限拉伸应变变小，沥青老化加速，应力松弛性能降低，当达到极限抗拉强度时，路面就会产生温度疲劳裂痕。加上早、晚雾气大，沥青路面一直处于水膜层覆盖状态，在温度、荷载联合作用下更易产生裂痕。

2.4.2 雨季阻碍

埃塞高原有两个要紧季节：从十月到六月为旱季，从七月到九月为雨季。在工程区域内，一年中平均降雨量在980mm～1100mm之间转变。雨水期雨水过大，假设雨水不能及时排出，而表面覆盖沥青的集料颗粒浸泡在水中时，水能够穿透沥青膜进入沥青-矿料界面，并慢慢将其取代，加上行车荷载作用，从而使集料间粘结力降低乃至完全剥离，致使面层开裂。 2.5 其他因素

2.5.1 运输超载现象时有发生

交通量剧增、大型运输车辆超载等严峻造成路面过度疲劳，不能正常自我恢复，使之产生疲劳裂痕。 2.5.2 路面裂痕显现后未及时修补

发觉开裂问题后，未及时进行修补处置，造成更大面积的开裂，形成连锁反映。

2.5.3 实验取芯后未及时封堵或忘记封堵，或封堵时未按技术要求，造成薄弱环节。 3 沥青路面裂痕的防护方法

尽管裂痕的产生是各类因素的叠加或延续，可是只要操纵好各阻碍因素的发生，各个击破，定会取得专门好的施工成效。依照埃塞GD99公路项目实践及采取的防护方法，别离从施工的事前操纵（设计和材料的操纵）、事中（施工进程中的操纵）和事后操纵（道路保护和处置）加以总

结，现归纳如下：

3.1 设计应采取的技术方法

（1）本着本地进展的需求，依据地质条件，优化道路设计，合理计划超坡加宽路段，从地质、气候、水文资料等资料中强化设计理念，减少跳车、平顺度差等现象，以保证道路的整体稳固性和耐久性，提高道路质量。

（2）排水设计的优先考虑。雨水会下渗进入路肩不稳的土体中，并会沿路面边缘侧向渗入路面结构内部，乃至会浸入路基内，而阻碍到行车道路基路面的稳固，另外，路表水和渗入路面结构内部的水分都要通过路肩向外排泄，因此排水系统必需完善。本项目近100km的沿线上有管涵、盖板涵、拱涵、老桥梁保护等300余座，还有排水沟，因地而设，以方便排水，避免沥青路面受雨水的破坏。 3.2 材料的质量操纵

材料质量的操纵，重在检测，并按频率严格查验，坚决清除不合格材料，对不稳固材料要增加检测频率，必需保证现场材料的适用性和合格性。

3.2.1 回填料、底基层、基层材料的选择和操纵

垫层回填料以天然料为主，料源的选择很重要，由于沿线太长，因此料场要分段就近选取，这项工程量相当大，回填材料的塑性指数、承载比、膨胀率实验是操纵的重点。基层及底基层料均为碎石料，要依照要求，选择级配良好、塑性指数低、承载比高、无杂质等规定的材料。

3.2.2 沥青及其沥青混合料

沥青采纳的标号，要依照要求结合本地气候条件及本地的利用体会，经技术论证后确信。沥青材料到货后必需严格依照要求对其延展度、针入度、软化点等指标进行检测，做好防水方法，禁止雨水进入沥青中，以阻碍沥青混合料质量，致使沥青路面开裂。对沥青混合料，不同粒径规格的集料应分开堆放，不得混杂。

优化沥青混合料配合比的意识，从中挑选适合本地域的沥青混合料配比。笔者以为此项工作在避免沥青混凝土路面裂痕上有专门大帮忙。从材料选取包括骨料性质、骨料级配、沥青材料、石粉等，到沥青混合料本身的各类指标都是参考和实施的依据。由于本地雨季雨水充沛，荷载下水的作用对沥青路面裂痕的发生有增进作用，为了减少此类裂痕的发生，必需避免或减少水分进入沥青混合料内部，不致浸入到沥青与集料的界面中去，解决该问题最要紧的因素是沥青混合料的级配，尤其是减少孔隙率。（据美国战略公路研究打算（SHAP）的调查，沥青合同路面最合理的参与孔隙率为4%，也是本项目检测和操纵的指标之一），孔隙率操纵在3%～4%。另外。就沥青混合料配合比的优化，从施工的操作性、配合比的合理性加以改良，和碾压以后取芯各项指标的检测结果中优化配比，使沥青混合料路面的稳固性取得更大的提高，幸免路面的初期开裂。 3.2.3 过水管涵施工质量

沿线道路各类过水管涵众多，水泥、钢筋的质量直接关系到涵洞的质量，若是涵洞的承载力和强度不够，形成塌陷或开裂，必将造成上面沥青路面的开裂， 因此过水管涵质量操纵也不容轻忽。 3.3 施工进程的质量操纵

避免沥青路面裂痕，施工进程操纵很重要，需从路基，垫层，底基层、基层，沥青混凝土面层等几个方面进行操纵。

3.3.1 路基、垫层施工

路基填筑时，要保证整体稳固性，在实际坡脚线的基础上，双侧适当加宽，保证全宽碾压，均匀压实。对不同区域段的不同回填料，应分层、分段填筑压实，依照现场实验选择合理的压实厚度，在保证规定要求的压实度的基础上操纵压实遍数的前提下提高施工效率。在保证路基足够宽的同时，垫层双侧各放宽1m，保证上部结构的路肩施工。垫层验收时，除检测压实度、承载比外，还要注意检测平整度、道路坡度、超高现象等，以保证基层厚度的均匀性。

3.3.2 底基层及基层施工

路基和垫层多采纳平地机进行拌匀、摊铺，并依照施工高程进行修整。而底基层和基层施工，利用平地机拌匀摊铺时会显现离析现象，而采纳沥青混合料摊铺机进行摊铺成效较佳，依照高程调整摊铺机参数来操纵平整度和平

顺度和曲线度。

底基层采纳半幅施工时，施工侧要超出中线70～80cm，基层宽度须超出中线20～30cm；后施工侧时须清除先施工侧底基层、基层松散部份20～30cm，做好搭接施工，碾压成型避免纵缝的发生。 3.3.3 透层油施工

基层施工完毕，必需封锁交通，严禁车辆碾压，以避免造成基层污染和破坏。基层施工检测（包括压实度、平整度、高程操纵、弯沉值等）合格后，须尽快喷洒透层，为下一步沥青混合料的路面铺筑做好预备。透层油喷洒要按规定浓度进行，设置喷速参数、行车速度等，一次成型幸免补喷，喷洒透层后继续封锁交通，透层油喷洒12h后即可进行沥青混合料的施工。 3.3.4 沥青混凝土路面施工

沥青混凝土路面施工前要计划好施工流程、组织好机械车辆，配备好人员分工。严格操纵碾压温度和碾压长度和碾压遍数进行。初压温度操纵在120℃左右，复压应紧跟其后，终压温度应大于70℃，碾压长度应操纵在60m之内，碾压时，双钢轮碾压机和胶轮碾压机注意前后顺序和碾压遍数，以保证压实度和密实度。 3.3.5 排水设施的施工

合理实施并完善道路防、排水系统，确保排水通畅是减少路面水损害而幸免裂痕的一个重要方面。依照设计要

进行各排水管涵、桥涵施工，操纵施工质量，保证回填压实度等方法。

3.4 通车后的保护方法及其他

沥青路面通车后，做好沥青混凝土路面的保护工作能够减少沥青混凝土路面裂痕的产生。

（1）沥青路面要及时清理，避免路面污染。例如飞溅到沥青路面上的石子，在车辆荷载作用下压入沥青面层，形成坑槽，破坏了沥青面层，长时刻后就会形成裂痕。

（2）车辆荷载和车速，设计时应考虑设置路标，包括限速、限载等。更重要的是要引发本地部门的关注，增强治理，维持良好运输道路环境。

（3）雨季时期做好沥青路面的排水工作，安排专人负责道路管养，避免排水管涵堵塞、排水沟淤满等现象发生，幸免在荷载等作用下造成水破坏形成沥青开裂。

（4）选用沥青较稀、黏度较高不易老化的优质沥青适应非洲高寒气候条件，减少温度疲劳破坏。 4 结语

本文通过度析沥青路面裂痕产生的缘故和阻碍因素，探讨了减轻沥青路面裂痕的技术方法，并从设计、原材料、施工及养护等方面进行了分析汇总。沥青路面裂痕不可幸免，可是要想做到更好地减少裂痕发生，必需尽力借鉴国内外先进体会，认真分析总结，增强对各个环节的检查验下班作，把施工质量作为项目的生命，对发觉的质量隐患，

及时处置补救，将裂痕操纵在较小范围内。在配合比上下功夫，知足各项指标，并进行实验段的试拌，试铺，取得相应的参数，保证沥青混凝土的施工质量。并增强养护，及时修复，才能确保公路畅通，延长公路利用寿命。