道路工程瀝青路面面層裂縫產生原因及防治措施

李昂 核工業長沙中南建設集團有限公司

1 前言

隨著社會經濟的快速發展，超載車輛和交通量均呈現不斷增多的趨勢，這使得道路工程出現長期的超載問題，路面也會產生較為明顯的早期病害情況。對此，要采取有效措施加大路基的承載力，加強路面預防性防護，延長道路的使用壽命，以此維持社會生活和生產的有序開展，為人們的日常出行提供便利條件。

2 道路瀝青路面面層裂縫問題的主要成因

2.1 溫度裂縫

如果氣溫欠佳很容易造成路面裂縫病害。隨著氣候的變化，瀝青路面的荷載會發生變化。道路的施工晝夜溫差較大，基層和面層溫度不同，產生不同的應力方向。低溫狀態時，瀝青路面強度較好，剛性增加導致抗變形能力降低；溫度降低后，基層約束瀝青面層，難以實現有效的收縮。

相對于路面抗拉強度上限值，實際收縮拉應力超過上限值時裂縫出現，主要是橫向間隔性裂縫。如果道路運營環境差，還會產生縱向裂縫。裂縫先在表層出現，再延伸至路面下部。

2.2 泛油問題及其成因

對于瀝青路面來說，泛油問題的產生是由于瀝青路面內層水分含量過多導致，堆積過多水分進入瀝青路面內部，不斷堆積在路面底部區域內，在荷載或壓力作用下，瀝青膜剝脫，形成自由瀝青，自由瀝青使得下部瀝青逐漸向上移動，產生泛油現象。該問題的出現會破壞瀝青路面的固結效果，增大結構松散度。目前常見的泛油形式以壓密型、空隙過小型和動水作用型為主。而導致泛油問題產生的因素較多，如瀝青混合料配比不正確，黏稠度不高；因溫度或季節變化水分滲透過多等。施工人員應重點分析其成因，進而采取科學有效的處理措施。

2.3 荷載型裂縫

受汽車車輪荷載持續作用，在半剛性基層結構的底部會產生一定拉應力，在這一持續增長的拉應力超出基層材料自身抗拉強度后，將導致基層結構從底部開始產生裂縫，這種裂縫就屬于荷載型裂縫。

2.4 橫、縱向裂縫

橫向裂縫的分布和中心線垂直，各處縫寬分布規則，但是具有差異性，裂縫以相同的間距形成。現場氣溫和瀝青面層抗裂性能的改變會改變裂縫間距。縱向裂縫的走向分布平行于行車方向，裂縫的長寬有差異。裂縫處具有較小的荷載，縱向裂縫的寬度為5mm～10mm，以單條裂縫居多。具體的成因是路基的壓實度不同，路基邊緣處的水會對其造成侵蝕，大氣和車輛荷載都會造成路面開裂。

3 道路瀝青路面面層裂縫問題的有效防治措施

3.1 不同深度裂縫的修補

對于不同深度的裂縫，應采用不同的灌縫措施保證灌縫質量，當灌縫深度小于3mm時，由于裂縫開裂深度較淺，在施工時可以直接灌縫，不需要開挖。但灌縫前需要對路面開裂處進行清理，對于難以清掃的雜物可以通過噴氣槍進行沖刷，開始灌縫后，需要保證灌縫的飽滿。

深度在3mm～5mm 的裂縫產生的主要原因可能是溫度變化造成的。在低溫時，路面的延展性能不足，產生低溫縮裂，對于該類裂縫采用直接灌縫法不能充分灌縫，在裂縫清掃完畢后應進行開槽處理，在裂縫上部形成灌縫通道，保證灌縫材料能夠充分滲透至內部，從而達到灌縫效果。

當裂縫深度超過5mm 時，該類型裂縫產生的原因主要是基層造成的反射裂縫或由于道路結構破壞導致，對于該類損壞十分嚴重的裂縫，如果不及時處理，將會導致水分進入路面，造成基層脫空。該類型裂縫灌縫時需要進行鉆孔處理，在裂縫附近選擇合適的點位鉆孔，以壓漿的形式將灌縫瀝青運送至裂縫內部，通過該措施使裂縫內部充滿灌縫材料。

3.2 車轍病害的處理

車轍對瀝青道路路面的破壞較為明顯。目前常見的車轍病害處理方式有以下兩點。一是按照車轍深度不同采取不同的解決措施。車轍深度小于10mm 以下，基層連接較好的瀝青路面，可利用熱烘焙方式先實施路面軟化，再將混合料加入車轍的位置，壓實。車轍深度在10mm以上時，先采用銑刨機，刨除道路瀝青路面的面層結構，清理雜物，噴撒粘層油，再使用土工合成材料鋪設，利用機械攤鋪的方式，保障修復路面與原有路面的壓實度；二是根據結構受損情況采取合理措施。先對路面車轍引起的破損情況加以勘查和了解，之后從基層路面結構開始不斷實行路面強度加固，提高路面穩定性，避免類似問題的再次發生。

3.3 提高對于路面預防性養護工作相關原料的質量控制

在開展道路的瀝青路面預防性養護工作過程當中，如果預防性養護所采用的原料質量得不到保障，就會導致瀝青路面的預防性養護工作不能達到預期的效果，甚至還可能完全發揮不了養護作用，對路面造成二次危害。負責瀝青路面養護工作的單位，必須要全面重視預防性養護工作相關使用原材料的購置工作，在采購之前，應對各項備選材料進行嚴格的質量檢測，全面保證路面養護使用到的原材料能夠滿足質量需求，從而為瀝青路面的預防性養護工作，持續提供質量較高且穩定的原材料，保證道路瀝青路面預防性養護工作能夠順利地開展。

3.4 材料方面的控制措施

（1）使用骨架密實結構礦料級配。通過相關試驗可知，對于密實型半剛性材料，其干縮系數與溫縮系數都比懸浮結構低很多，但溫縮與干縮的抗裂指數均有所提高。可見，在基層材料選擇過程中，應優先考慮密實結構，以增強成型后基層整體的抗收縮性。

（2）嚴格控制土中粒徑在0.075mm以內的顆粒實際含量。當基層材料中存在很多細料時，會使材料內部產生較多孔隙，此時受到水的作用將產生很大的收縮現象。因此，要對粒料當中細料的實際含量予以嚴格控制，利用尺寸為0.075mm 的篩孔，使細料含量不超過5%。

（3）嚴格控制基層混合料的含水量。水泥、水與不同細粒土在完成拌和與碾壓后，因蒸發與水泥水化，會使混合料中含有的水持續減少，進而使混合料產生一定程度的體積收縮現象。根據相關研究結果，對于水泥穩定材料，如果它的實際含水量提高1%，則其對干縮應變造成的影響與水泥增加1%相比，要大2～3 倍。基于此，施工中必須對碾壓前的混合料實際含水量進行嚴格的控制，最終實現對干縮應變的有效控制。

（4）適當減少水泥劑量。在強度可以達到要求的基礎上，應盡可能選擇最小的水泥劑量。這是因為當水泥用量增加時，水泥發生水化時放出的熱量也會增加，同時由于吸收更多的水，導致收縮也有所增加。

（5）水泥穩定粒料當中摻入適量粉煤灰。根據相關試驗結果可知，如果在水泥穩定粒料當中摻入適量的粉煤灰，除了能提高抗壓強度，還能減小平均溫縮系數與干縮系數。

3.5 注重預防性養護和定期檢測

道路路面產生裂縫需要及時預防性養護。通常道路病害發生的高峰期是春天融凍和雨季。在春天融凍和雨季到來之前要展開預防性養護。預防性養護需要耗費人力、物力、財力進行修補，技術人員可在節省成本和提高效率的基礎上處理路面病害。對于道路的養護應做到防治結合，溫度、濕度、路面材料性質對瀝青混合料的穩定性和強度都會產生影響，因此技術人員需要加強道路的定期維護，從而消除不利影響，裂縫等病害的處理需要及時修復防止滲入雨水。大面積裂縫可用外層乳化瀝青砂漿密封。如果路基強度不足引起裂縫，應對基層和表層進行處理。此外，超載車輛的嚴格限制非常重要，超載時必須卸載，防止路面的超載碾壓。加強路面的定期檢測應從多渠道收集路面數據，通過路面工程的各項數據進行路面裂縫的有效處理。同時技術人員要檢測路面的破損情況，路面檢測的跟蹤管理可使路面的檢測效果得到提升，對于道路的彎度、平整度等情況要全面考慮，從而提升路面的檢測水平。

3.6 施工方面的控制措施

（1）完成對半剛性基層的壓實后，應盡快開始養生。在半剛性基層施工完成后，若未能及時進行養生，任由其直接被陽光暴曬，伴隨水分的不斷蒸發和散失，將使基層產生明顯的干縮裂縫，具體包含可見的與不可見的兩種類型。此外，該裂縫最終都會反射至面層，導致路面反射裂縫的產生。

（2）在基層養生完成并檢查確認合格后，應盡快進行透層施工。為了使基層實際含水量達到要求，需要在基層養生結束后，采用稀釋瀝青或直接使用瀝青乳液進行透層施工，并在灑布均勻的透層表面撒上一層粗砂或石屑。通過透層施工，除了能為運料車與攤鋪機提供良好的工作條件，還能起到使基層與面層之間良好粘結的作用，對防止基層裂縫產生也有一定作用，所以必須引起相關人員的高度重視。

（3）在透層施工結束，且檢查合格后，應盡快進行面層鋪筑施工。透層雖然具有良好的保溫與保水作用，但如果停留的時間過長，基層混合料所含有的水分仍會產生蒸發損失，導致基層材料由于干縮而開裂。因此，在透層施工結束后，應盡快開始面層的施工，尤其是在晝夜溫差相對較大時，如果未能及時封閉，可能使基層出現溫縮裂縫。

（4）合理應用磨阻理論避免收縮裂縫的產生，即在不同結構層之間人為制造一個粗面，以此增大摩擦系數，提高摩阻力。比如可在表面嵌入釘子石，或采用機械設備對結構層的頂部拉毛。通過這樣的處理，能在基層產生干縮時，由于和面層及底基層之間都存在一定的摩擦結合力，所以能對干縮應力起到一定制約作用，進而實現減少裂縫的目標。

（5）通過預鋸縫實現提前防御。將基層養護完成后，可通過鋸縫來消除干縮應力，起到減少或避免干縮裂縫產生的作用。在完成切縫以后，在面層攤鋪之前采用乳化瀝青實施灌縫，并在灌縫完成以后于切縫處鋪筑一道土工格柵，同時將其釘牢，實踐表明，這是一種能有效防止基層裂縫產生并能阻止基層裂縫向路面反射的措施。

3.7 加強日常維修和養護

道路瀝青路面的養護多數是以預防性養護為主，做好日常檢查和維修作業，編制完善的檢修養護計劃，做到及早發現問題、解決問題，將病害問題控制在初期階段，避免其有擴大的機會。對于存在溫差較大的瀝青路面養護，應充分考慮凍脹及裂縫問題，根據地區情況制定合理的防控措施。如在秋季進行防凍預防，在春季回溫時，做好收縮修補處理等。夏季是坑槽和車轍病害出現的高峰期，所以在夏季時，要做好實時性監控處理，便于及時發現和解決問題，延長瀝青路面的使用壽命。

3.8 重視預防性養護的時機

目前大部分道路在長期的使用過程中，很容易受到各種不同因素的影響，從而出現各類路面病害問題。一般情況而言，道路的路面在完成施工建設投入使用之后，實際的應用過程可以被分為三個主要的壽命周期：道路工程項目建設剛剛竣工后，是初步使用時期；之后是微小路面病害時期；最后是大面積病害時期。在初步使用時期，是對道路進行質量保護的最佳時期，如果這一階段的質量管理工作不到位，在后期路面瀝青氧化之后，就很容易出現路面裂縫現象，這是路面危害的前兆，也是道路進入微小路面病害時期的標志。

在微小路面病害時期，道路質量管理工作的重點就是對瀝青路面開展全面的養護工作。只有在微小路面病害時期做到對瀝青路面的及時養護，才能夠有效地抑制路面病害問題的進一步惡化和復發。如果在微小路面危害時期沒有及時有效地養護工作，道路就會逐漸出現大面積的病害惡化現象，這時的道路會出現面積較大、裂隙較深的路面裂縫現象，這些裂縫會對道路的質量造成嚴重的影響，阻礙道路的正常使用，從而對城市的交通運輸線造成不良影響，更嚴重的情況下還會導致城市運輸線的癱瘓。

在大面積病害時期，就需要對該路段進行封鎖維修和全面養護，從而實現對于道路病害的最大程度修復，有效修補路面裂縫，盡可能地避免道路出現報廢現象。

3.9 微表處技術的合理應用

微表處技術可針對各種不同病害問題展開處理和修復，提升處理效率，降低資源、資金的消耗。將微表處技術應用到瀝青路面養護中，可加快病害問題處理速度，改進瀝青路面質量，且避免問題的二次出現，節省更多人力、物力和財力。

3.10 控制瀝青混合料攤鋪和碾壓過程

對于瀝青混合料攤鋪而言，攤鋪速度的控制，可使攤鋪過程連續，保持穩定的攤鋪速度，提升攤鋪機的生產能力，保證運輸車輛的數量和噸位，確保碾壓機械的配置合理化，控制攤鋪速度，保證攤鋪機連續、均勻地攤鋪。通常攤鋪速度不能超過3m/min。瀝青混合料的壓實應控制碾壓溫度，保證碾壓質量達標。如果溫度較高，碾壓遍數可減少。溫度較低，碾壓過程存在困難，路面的不平整性也會加強，盡量使壓實溫度為120℃～140℃，瀝青路面的振幅為0.4mm～0.8mm，保證碾壓速度的最大化和碾壓遍數的減少，從而使碾壓工作效率得到提升。

4 結束語

道路是城市建設與發展的基礎，但在施工以及使用過程中，多種因素導致道路路面出現裂縫，影響路面外觀以及使用功能。應深入了解道路瀝青路面面層裂縫質量通病的主要成因，結合實際施工情況靈活采取防治措施，實現對各類面層裂縫質量通病的有效延緩和防治，為工程使用壽命及施工質量提供必要保障。