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摘要：本文对沥青路面裂缝产生的原因、对沥青路面层间应力进行了的分析，提出了控制裂缝病害的相应措施。
关键词：沥青 路面 裂缝 原因 控制
沥青路面的早期破坏现象有：裂缝、唧浆、松散麻面、坑槽、沉陷、车辙、推移波浪拥包、泛油等。路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分，使基层甚至路基软化，导致路面承载力下降，产生唧浆、坑槽、沉陷等病害，从而加速路面破坏。
一、沥青路面裂缝形式及原因
沥青路面裂缝形式主要有：龟裂、纵裂、横裂。
龟裂形成原因跟基层强度不足、沥青面层结构强度不均匀、厚度不足有关。以及原材料不合格、集料配比不合格、混合料拌和不均匀都是产生龟裂的原因。
纵裂的形成主要由于基层压实不均匀及面层纵向接缝碾压不密实等原因导致。
横裂形成主要有以下几方面原因：一是半刚性基层的收缩反射裂缝；二是沥青混凝土低温收缩、硬化；三是基层施工时横向接缝处理不当；四是构造物处压实不足。
沥青路面開裂的主要原因可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝，一般称之为荷载型裂缝。另一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和疲劳裂缝，一般称之为非荷载型裂缝。半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝。此类裂缝主要是非荷载型的，在某些情况下也可能是由温度和荷载共同完成的。
二、沥青路面裂缝应力分析
1、荷载型裂缝
在车轮荷载作用下，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。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。
影响拉应力主要因素有面层的厚度、基层本身的厚度、基层的回弹模量和下承层的回弹模量。
2、非荷载型裂缝-温度裂缝
一种是低温收缩裂缝。指沥青材料在较高温度条件下，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。此时半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力沥青混合料的应力松驰赶不上温度应力增长，混合料劲度急剧增大。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。这种情况在沥青面层与基层的附着力不够好、允许有一定的自由收缩时，裂缝就更容易发生。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。
另外一种是温度疲劳裂缝。指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变小，加上沥青的老化，应力松驰性能降低，达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。
3、反射裂缝和对应裂缝
由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。冬季或在寒冷地区，在结合得好的沥青面层下，开裂的半刚性基层的水平位移使得直接在裂缝上的面层内产生大的拉应力或拉应变，由于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下至上的。
由半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝或对应裂缝。对于新铺的半刚性基层，随着混合料中水分的减少，要产生干缩和干缩应力；水分减少得愈多愈快，产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层，在较薄沥青面层的情况下，半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂，并较快形成反射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合，反射裂缝会形成得更快。
三、控制减轻沥青路面裂缝的措施
根据规范，通过路面结构设计和厚度计算可以满足沥青路面强度和承载能力要求，基本解决荷载型裂缝产生的问题。对于如何避免或减轻非荷载型裂缝的产生，应从设计与施工两个方面来进行考虑。
1、设计方面
①在进行半刚性路面设计时，首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。
②选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下，应采取改善沥青性质的措施。
③在稳定度满足要求的前提下，优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。沥青面层采用密实型沥青混凝土。
④采用合适的沥青面层厚度，确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。
2、基层施工
基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层。基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。
①基层、底基层、路面表面清除干净。在铺筑上一结构层前，若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净，在雨水作用下，浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆，进而波及到沥青面层表面。
②部分基层压实度不足的问题。在最大干密度确定的情况下，基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关，当粗粒含量很大时，即使压实度超过100%，并不表示该基层已经密实。因此，要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数，确保基层到规定压实密度。
③碾压完成后要及时养生，及时做下封层或透层，及时铺筑沥青面层。
3、面层施工
路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。
①抓好原材料检验、科学确定目标配合比、生产配合比。原材料不合格，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，易使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。
②采用先进的拌和设备及与之相配套的摊铺压实设备。施工机械设备陈旧、不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。现在高等级公路沥青路面施工的拌和设备能力已要求到4000型以上。
③试铺试验段，从而确定机械设备及人员数量，机械组合方式，操作工艺以及各施工技术参数。
④施工过程应完全按照成功铺筑试验段的操作工艺及技术参数进行控制，并随时注意以下问题：包括沥青、矿粉、混合料、集料加热、混合料储存、出场等温度，不得超过设计温度。沥青混合料加热温度过高，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，产生松散、坑槽等病害；碾压温度过高，混合料就压不实，就会出现推移，发生微裂。
⑤碾压必须在摊铺机后面紧跟着，在尽可能高的温度下碾压。碾压速度控制在在3~6km/h间，过快易产生波浪，过慢易因过振而导致石料破碎和泛油。
4、养护管理
建成的路面要及时、科学养护。沥青路面在行车作用下出现小面积松散等病害后，如未及时进行养护，进而易形成大的裂缝和坑槽。有些因养护方法不当，结果破坏了原路面的平整度，甚至由于喷油不够，用油量控制不平，造成泛油、推拥、松散等病害。
四、结语
沥青路面裂缝等破坏，不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关，而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责，分头把关，按照行业规范标准，结合工程实际，严格履行各自职能。才能控制减轻沥青路面裂缝这一质量通病，延长沥青路面的使用周期，提高投资效益。
参考文献：
1、《公路沥青路面设计规范》
2、《公路沥青路面施工技术规范》
3、《公路沥青路面施工技术规范》
关键词：沥青 路面 裂缝 原因 控制
沥青路面的早期破坏现象有：裂缝、唧浆、松散麻面、坑槽、沉陷、车辙、推移波浪拥包、泛油等。路面裂缝的危害在于从裂缝中不断进入水分，使基层甚至路基软化，导致路面承载力下降，产生唧浆、坑槽、沉陷等病害，从而加速路面破坏。
一、沥青路面裂缝形式及原因
沥青路面裂缝形式主要有：龟裂、纵裂、横裂。
龟裂形成原因跟基层强度不足、沥青面层结构强度不均匀、厚度不足有关。以及原材料不合格、集料配比不合格、混合料拌和不均匀都是产生龟裂的原因。
纵裂的形成主要由于基层压实不均匀及面层纵向接缝碾压不密实等原因导致。
横裂形成主要有以下几方面原因：一是半刚性基层的收缩反射裂缝；二是沥青混凝土低温收缩、硬化；三是基层施工时横向接缝处理不当；四是构造物处压实不足。
沥青路面開裂的主要原因可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝，一般称之为荷载型裂缝。另一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝，包括低温收缩裂缝和疲劳裂缝，一般称之为非荷载型裂缝。半刚性基层的温缩裂缝或干缩裂缝引起沥青面层产生的反射裂缝或对应裂缝。此类裂缝主要是非荷载型的，在某些情况下也可能是由温度和荷载共同完成的。
二、沥青路面裂缝应力分析
1、荷载型裂缝
在车轮荷载作用下，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。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。
影响拉应力主要因素有面层的厚度、基层本身的厚度、基层的回弹模量和下承层的回弹模量。
2、非荷载型裂缝-温度裂缝
一种是低温收缩裂缝。指沥青材料在较高温度条件下，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。此时半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力沥青混合料的应力松驰赶不上温度应力增长，混合料劲度急剧增大。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。这种情况在沥青面层与基层的附着力不够好、允许有一定的自由收缩时，裂缝就更容易发生。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。
另外一种是温度疲劳裂缝。指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变小，加上沥青的老化，应力松驰性能降低，达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。
3、反射裂缝和对应裂缝
由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝。冬季或在寒冷地区，在结合得好的沥青面层下，开裂的半刚性基层的水平位移使得直接在裂缝上的面层内产生大的拉应力或拉应变，由于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下至上的。
由半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝或对应裂缝。对于新铺的半刚性基层，随着混合料中水分的减少，要产生干缩和干缩应力；水分减少得愈多愈快，产生的干缩应力和干缩应变就愈大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层，在较薄沥青面层的情况下，半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂，并较快形成反射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合，反射裂缝会形成得更快。
三、控制减轻沥青路面裂缝的措施
根据规范，通过路面结构设计和厚度计算可以满足沥青路面强度和承载能力要求，基本解决荷载型裂缝产生的问题。对于如何避免或减轻非荷载型裂缝的产生，应从设计与施工两个方面来进行考虑。
1、设计方面
①在进行半刚性路面设计时，首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。
②选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下，应采取改善沥青性质的措施。
③在稳定度满足要求的前提下，优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。沥青面层采用密实型沥青混凝土。
④采用合适的沥青面层厚度，确保半刚性基层在使用期间一般不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。
2、基层施工
基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层。基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。
①基层、底基层、路面表面清除干净。在铺筑上一结构层前，若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净，在雨水作用下，浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆，进而波及到沥青面层表面。
②部分基层压实度不足的问题。在最大干密度确定的情况下，基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关，当粗粒含量很大时，即使压实度超过100%，并不表示该基层已经密实。因此，要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数，确保基层到规定压实密度。
③碾压完成后要及时养生，及时做下封层或透层，及时铺筑沥青面层。
3、面层施工
路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。
①抓好原材料检验、科学确定目标配合比、生产配合比。原材料不合格，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，易使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。
②采用先进的拌和设备及与之相配套的摊铺压实设备。施工机械设备陈旧、不配套，使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。现在高等级公路沥青路面施工的拌和设备能力已要求到4000型以上。
③试铺试验段，从而确定机械设备及人员数量，机械组合方式，操作工艺以及各施工技术参数。
④施工过程应完全按照成功铺筑试验段的操作工艺及技术参数进行控制，并随时注意以下问题：包括沥青、矿粉、混合料、集料加热、混合料储存、出场等温度，不得超过设计温度。沥青混合料加热温度过高，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，产生松散、坑槽等病害；碾压温度过高，混合料就压不实，就会出现推移，发生微裂。
⑤碾压必须在摊铺机后面紧跟着，在尽可能高的温度下碾压。碾压速度控制在在3~6km/h间，过快易产生波浪，过慢易因过振而导致石料破碎和泛油。
4、养护管理
建成的路面要及时、科学养护。沥青路面在行车作用下出现小面积松散等病害后，如未及时进行养护，进而易形成大的裂缝和坑槽。有些因养护方法不当，结果破坏了原路面的平整度，甚至由于喷油不够，用油量控制不平，造成泛油、推拥、松散等病害。
四、结语
沥青路面裂缝等破坏，不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关，而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责，分头把关，按照行业规范标准，结合工程实际，严格履行各自职能。才能控制减轻沥青路面裂缝这一质量通病，延长沥青路面的使用周期，提高投资效益。
参考文献：
1、《公路沥青路面设计规范》
2、《公路沥青路面施工技术规范》
3、《公路沥青路面施工技术规范》