沥青路面的裂缝形式与原因分析

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1、沥青路面的裂缝形式与原因分析　　【摘要】沥青路面裂缝是公路设计、施工、管理人员心目中的通病。结合工程实例对沥青裂缝的形成特点及裂缝形式进行观察研究，对裂缝产生的原因进行分析，并对现有的裂缝成因理论提出了一些不同的看法。　　【关键词】沥青路面；裂缝形式；理论分析　　0前言　　沥青路面裂缝的产生和沥青路面的出现与生俱来，在我国几乎每一条沥青路面都存在路面裂缝。国外的公路建设史也说明了这一点。自国外20世纪60年代开始大规模采用沥青路面以来，公路路面裂缝一直就是国内外公路工作者们困绕和研究、探讨的难题。但直至目前为止，路面裂缝的产生和发展也没有完全控制住。从各方面外籍文献来看[1]，国

2、外沥青路面也存在路面裂缝这一普遍的路面病害，只是国外路面裂缝产生的时间比国内要晚，单位面积的裂缝率要低一些而已。　　1沥青路面裂缝产生的特点　　沥青路面裂缝是公路常见病害。总体来讲，我国路面裂缝产生情况有以下几大特点：　　1）高速公路路面裂缝出现时间较一般公路出现时间迟，单位面积裂缝率较一般公路少。如：宁宿徐高速公路宿迁段（基本没有裂缝）与S324线宿迁北绕城段、S325线41K-48K宿迁南绕城段（平均15米一条裂缝）。7　　2）交通量大、载重汽车通过较多的公路比交通量少、客运车辆较多的公路出现裂缝较早，单位面积裂缝率较一般公路多。如：京沪高速江苏段与宁宿徐高速公路：京沪高速江

3、苏段车辆来往繁忙，且大多为载货重型汽车，公路始终处于繁重的车载状态，此段公路自通车第三年路面裂缝开始大量产生，第四年有路面坑塘产生，个别路段出现了翻浆现象。　　3）在同等交通量的情况下，昼夜温差、季节温差较大的地区，公路出现路面裂缝的时间较温差变化不大的地区要短，单位面积裂缝率较一般公路多。如：新疆至天山段高速公路（建成通车不到3年，平均20米一条横向裂缝）与宁宿徐高速公路宿迁段（建成通车4年，基本没有裂缝）。　　4）高填土路段、特殊路基段路面裂缝出现较早，单位面积裂缝率较一般路段较多。如：S324线南外环与S325线49K-52K南外环张庄互通段（张庄互通段为高填土路段）、S2

4、49线27K―41K段与S249线42K―54K（S249线27K―41K为膨胀土路段），后者比前者出现裂缝的时间要早，裂缝的发展速度和范围要快、要广。　　2沥青路面裂缝的表现形式　　沥青路面出现的裂缝按照其表现形式不同可以分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。沥青路面裂缝按照其成因[2-3]，分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。非荷载型裂缝又分为沥青面层缩裂和基层反射裂缝。如图2、图3、图7。　　荷载型裂缝主要是由于车辆荷载作用而产生的裂缝。在车轮荷载作用下，半刚性基层底部产生拉应力，当拉应力大于半刚性基层底部的抗拉强度时，则底部就很快开裂。在荷载反复作用下，裂缝逐渐扩展到沥青面层。

5、如图2、图4、图5。7　　非荷载型裂缝：由于沥青面层本身产生的温度裂缝，温度裂缝主要为横向裂缝，有时贯穿全幅。由于半刚性基层产生的反射裂缝及对应裂缝，造成路面层开裂。如图1、图3所示，由于半刚性基层的温缩、干缩引起的开裂反射形成裂缝或由于路基稳定性不足导致的路面沉降裂缝。　　网状裂缝主要是由于路面整体强度不够，其形成原因有可能是路面结构设计不合理，路基路面压实度不足，路面材料配比不当或未搅拌均匀，也有可能是因为路面横向和纵向裂缝未及时进行维护和修理，致使水分渗入下层，形成网状裂缝。如图5、图7。　　其中，路面的横向裂缝和纵向裂缝是路面裂缝的主要表现形式，也是路面病害的最初主要表现

6、形式。如图6。　　3裂缝产生的原因分析　　3.1相关观点　　3.1.1反射裂缝论　　二灰碎石、水泥稳定碎石基层的高等级路面竣工后出现的裂缝，是因为半刚性基层裂缝产生反射到沥青路面导致路面裂缝的产生。造成沥青路面裂缝的原因是因为半刚性基层因为其自身特点出现导致基层出现化学收缩、温度收缩、干湿收缩。7　　半刚性材料温缩与干缩裂缝产生的机理[4]：半刚性材料是由固相（组成其空间骨架原材料的颗粒和其间的胶结物）、液相（存在于固相表面与空隙中的水和水溶液）和气相（存在于空隙中的气体）组成，所以，半刚性材料的外观胀缩性是三相的不同温度收缩性综合效应的结果。一般气相大部分与大气贯通，在综合效应

7、中影响较小，可以忽略。原材料中砂粒以上颗粒的温度收缩性较小，粉粒以下的颗粒温度收缩性较大。半刚性材料温度收缩性的大小与结合料类型和剂量、被稳定材料的类别、粒料含量、龄期等有关。半刚性材料基层一般在高温季节修建，成型初期基层内部含水量大，且尚未被沥青面层封闭，基层内部水分必然要蒸发，从而发生由表及里的干燥收缩。同时，环境温度也存在昼夜温度差，因此，修建初期的半刚性基层同时受到干燥收缩和温度收缩的综合作用，必须控制修建时的最低温度以强度的增长抵抗干缩和温缩的影响，来减少或避免裂缝，同