沥青混凝土早期裂缝的防治改

1仙河镇沥青混凝土路面早期裂缝的成因与防治仝欣徐宝云周红艳郑国振摘要：沥青混凝土路面在使用过程中会产生各种裂缝，裂缝如果不及时修补，会导致病害加重，如何在施工及养护过程中减少裂缝显得尤为重要。本文主要对仙河镇内沥青混凝土路面出现的早期裂缝进行了较详细的阐述，分析了裂缝的种类及产生的原因，对早期裂缝提出了预防措施与治理办法，对今后的沥青混凝土路面施工、养护提供参考。关键词：沥青混凝土路面；裂缝；半刚性基层；防治仙河社区近几年已经完成了神州路、长江路、汉江路、兴凯湖路、青海湖路、牡丹江路、松花江路等多条交通干道的改造。以道路维修改造为主要内容的“畅通工程”既提升了社区形象，又加快了仙河社区“建设胜利油田对外窗口，石油石化系统一流小区”目标实现的步伐。松神花州江路路汉江路珠江路2沥青混凝土路面在使用过程中，不断会出现裂缝、坑槽、松散掉渣、泛油等问题，通过对仙河镇内沥青混凝土路面质量问题的调查，发现沥青混凝土路面裂缝是沥青混凝土路面使用过程中出现的最多的问题。产生了裂缝，若不能及时有效的修复，会使雨水、雪水渗入到基层，导致病害加重扩散，影响到路基的强度和稳定性，在行车荷载的反复作用和周期性变化的环境温度影响下，使裂缝不断向四周扩展，等到结构裂缝后再去修补，已是亡羊补牢，路面整体受到损害，造成维修难度大、维修费用高，大大缩短了沥青面层的使用寿命。减少早期裂缝，及时修复早期裂缝能快速恢复路面，改善平整度，延长沥青路面使用寿命、保证行车的安全性、舒适性。本文主要对仙河地区沥青混凝土路面出现的早期裂缝进行了较详细的阐述，分析了裂缝的种类及产生的原因，对早期裂缝提出了预防措施与治理办法。仙河镇沥青混凝土路面质量问题调查表序号检查项目频数累计频数累计频数（％）１面层裂缝353538.9２井周坑槽205561.1３平整度197482.2４松散掉渣68088.9５泛油58594.46接茬38897.87与路沿石衔接2901001.沥青混凝土路面早期裂缝沥青混凝土路面早期裂缝的形式多种多样，最常见的裂缝有横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝、反射裂缝。[1]横向裂缝指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的，也有的贯穿部分路幅的。横向裂缝大多出现于路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。横向裂缝可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两大类。荷载型裂缝是由于路面设计不合理、施工质量差，或者由于车辆超载，致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而裂缝。非荷载型裂缝指温度收缩裂缝、基层反射裂缝。纵向裂缝指裂缝走向基本与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一。多发于半填半挖路基处、行车道部位，主要由路基的不均匀沉降造成。网状裂缝（龟裂）指裂缝纵横交错，缝宽1mm以上，缝距40cm以下，1m2以上。类似鳄鱼皮的互相交错的裂纹，其交叉网络单元的尺寸通常小于15cm，属荷载疲劳开裂或沥青老化脆裂，多发于行车道的轮迹带上或裂缝的周边。反射裂缝指基层产生裂缝后，在温度和行车荷载的反复作用下，裂缝将逐渐反射到沥青表面，路表面裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多，对于柔性路面上加罩的沥青结构层，裂缝形式不一，取决于下基层。仙河镇沥青混凝土路面采用的半刚性基层，因此横向裂缝较多。3横向裂缝纵向裂缝网状裂缝反射裂缝2.早期裂缝的主要原因分析2.1横向裂缝产生的原因（1）沥青路面要求连续施工，正常条件下不得停工，但是由于天气、机械以及人员等因素的影响，横向路面接缝不可避免，如果施工缝未处理好，接缝不紧密，结合不良，道路通车后，很容易发展成路面的横向施工裂缝。（2）沥青混合料在温度较高时具有良好的应力松弛能力，当沥青路面温度下降较大时，沥青路面的拉应力来不及松弛，路面的温度应力超过沥青混合料的极限拉应力，导致沥青路面的横向裂缝。[1]（3）在半刚性基层成型过程中,因材料失水收缩而形成规则的横向裂缝，或者半刚性基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。（4）在软土地基与非软土地基交接处，软土地基处理方法不当导致地基沉降差异引起基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。2.2纵向裂缝产生的原因（1）由于路基压实度不均匀，路面不均匀沉降而引起的。（2）沥青路面摊铺时，采用半幅摊铺施工或者由于其他原因不能留热接缝时，如果冷接缝未按施工规范要求认真处理，结合不紧密而脱开，也容易形成纵向裂缝。（3）摊铺时采用梯队作业的纵缝应留热接缝，如果对热接缝处理不好，后期容易4造成纵向裂缝。（4）旧路面拓宽时，新旧路基衔接处理不符合技术规范要求，新路基压实度不够，造成路基不均匀沉陷，形成纵向裂缝。（5）纵向沟槽回填土未压实而发生沉陷，造成裂缝。2.3网裂或龟裂产生的原因（1）路基强度不满足要求，路基中夹有软弱层或不稳定结构层时，基层松动导致裂缝。（2）沥青与沥青混合料质量不满足规范要求，抗裂性差。（3）沥青面层厚度不足，层间粘结差，水分渗入，加速了裂缝的形成。（4）由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软，在汽车荷载反复作用下，粉浆通过面层裂缝及空隙被压到基层表面,产生网裂。2.4反射裂缝产生的原因仙河镇沥青路面采用水泥稳定碎石半刚性基层。由于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。（1）半刚性基层收缩的反射裂缝。由于半刚性基层的刚度较大，胀缩系数也很大，在温度发生变化时，容易产生缩裂。半刚性基层开裂后，裂缝处的应力集中，使交通荷载产生在面层下部的拉应力比没有裂缝部位的大，超过沥青混凝土极限强度，导致沥青混凝土面层随之开裂。[1]（2）在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层，在沥青面层厚度较薄的情况下，半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层的底面开裂，并较快形成反射裂缝。3.预防早期裂缝的主要措施3.1横向裂缝的预防措施（1）摊铺作业要连续进行，尽量减少冷接缝。但由于施工单位组织不合理，施工中经常会出现冷接缝。冷接缝处理不好，早期使用就会出现横向裂缝。按照《沥青路面施工及验收规范》要求，应先将已摊铺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处，使冷料部位预热软化；清除敷贴料，向接缝壁涂刷粘层沥青，再摊铺新的沥青混合料。[2]（2）横向接缝要压实。碾压时，压路机在已压实的横幅上，钢轮伸入新铺层15cm左右，每压一遍向新铺层移动15-20cm，直到压路机完全进入新摊铺层为止，然后转入纵向碾压。[2]（3）沥青面层各层次尽量选用空隙率小的沥青混合料。各种粒径级配连续，压实后空隙率小，密水性好，可有效减少沥青面层温度收缩裂缝。5（4）软土地基应按照要求分层回填并充分压实或进行加固处理；沉降严重地段，应进行软土地基处理，减少回填部位不均匀沉降。3.2纵向裂缝的预防措施（1）地基要处理好,要按照要求分层回填并充分压实,减少路基不均匀沉降。必要时采取措施防止地表面水渗入地基,可以大幅度减少纵向裂缝的数量,延缓纵向裂缝出现的时间。（2）沥青面层施工时，尽可能采用全幅摊铺，如果不具备全幅摊铺条件时，前后幅应紧跟摊铺，避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺后半幅，确保混合料热接。分幅摊铺时，上、下层的施工纵缝应错开15cm以上。当半幅施工不能采用热接缝时，宜加设挡板或采用切刀切齐。在铺另半幅前应将缝边缘清扫干净，并应涂洒少量粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层上５～１０ｃｍ，摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走。碾压时应先在已压实路面上行走，碾压新铺层的１０～１５ｃｍ，然后压实新铺部分，再伸过已压实路面１０～１５ｃｍ，接缝应压实紧密，上下层的纵缝应错开１５ｃｍ以上，表层的纵缝应顺直。[2]（3）摊铺时采用梯队作业的纵缝应采用热接缝。施工时应将已铺好的沥青面层预留10-20cm宽不碾压，作为后续部分高程基准面，然后做跨缝碾压，消除纵向裂缝。[2]（4）拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致或稍厚。铺筑沥青面层前，老路面侧壁需涂刷粘层沥青。沥青面层应充分压实，尽量减少压实后的剩余空隙率。碾压不充分，会使沥青混凝土面层的压实后剩余空隙率偏大，导致雨水浸入。（5）沟槽回填土应按规范要求使用合格的材料分层填筑、压实，压实度需满足要求。3.3网裂或龟裂的预防措施（1）沥青路面摊铺前，应认真检查基层。重点检查软土地基处理是否符合要求。当下层质量不符合要求时，不得铺筑沥青面层。（2）沥青原材料质量和混合料质量严格按《沥青路面施工及验收规范》的要求进行选定。骨料选用表面粗糙、石质坚硬、嵌挤作用好、与沥青粘结性能好的集料。沥青要选用粘结力高，抗氧化能力强的优质沥青，如果经济条件允许，面层沥青结合料可采用改性沥青。（3）选择厚度合适的沥青面层。实践证明，沥青混凝土面层太薄时，基层受到较大的温差作用，在一定的条件下，基层首先开裂并迅速地反射到面层上，当采用厚沥青面层时，基层受到的温差作用较小，半刚性基层就不容易产生温缩裂缝。仙河镇地区沥青面层经济厚度为7cm。63.4反射裂缝的预防（1）选择厚度合适的半刚性基层，根据仙河镇的实际情况，交通量不太大，道路状况良好，选用厚度为20cm的6%的水泥稳定碎石即可。半刚性基层材料应采用收缩性小、抗冲刷能力强的细集料。（2）加强半刚性基层的养生，必须使基层的表面一直保持湿润，派专人专车定时洒水养护，使混合料中保持足够的水分，满足水泥水化的需要。养生时间应不少于7d，养护时间太短，则基层的半刚性状态还未形成，施工面层时，重型机械使基层产生结构性破坏裂缝。（3）在铺设沥青面层之前，应仔细检查半刚性基层，是否产生了温缩和干缩裂缝，如果已经产生应处理后再铺筑。（4）选择厚度合适的沥青面层。根据路面规定使用年限及投资控制，仙河镇地区沥青面层分两步实施，先铺设4cm厚中粒沥青混凝土，再铺设3cm厚的细粒沥青混凝土。4.早期裂缝的治理方法裂缝修补是一种局部处理方法，主要是为防止雨水、雪水或碎屑进入裂缝内，引发路面渗水破坏，形成恶性循环，加速沥青路面破坏。经验表明，对于产生的早期裂缝及时修复，不但能保证沥青路面良好的服务性能，而且可以延长沥青路面使用寿命，延缓大病害发展速度，节省养护资金。4.1横向裂缝治理方法（1）对于缝宽在2mm以内的裂缝，可不做处理或者沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青。（2）对于缝宽在2mm-5mm的裂缝，可将稠度较低的热沥青灌入缝内，灌入深度需大于缝深的2/3，然后填入干净的石屑或粗砂并捣实，将溢出缝外的沥青、石屑及砂清理干净。[3]（3）对于缝宽大于5mm以上的裂缝，应清除松动的裂缝边缘，或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用砂料式或细粒式热拌沥青混合料填入缝中并捣实,缝内若潮湿应采用乳化沥青混合料。[3]（4）对于由于路基沉降引起的横向裂缝,宽度大于5mm以上的,使用路面锯或开槽机沿横缝两侧各50cm～100cm范围开槽,挖除上面层,按照4.1中第（3）条方法先将基层裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格栅,重新摊铺上面层。4.2纵向裂缝治理方法（1）为防止雨水由裂缝渗透至路面结构层，对于细裂缝（2-5mm）要及时修补，可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。7（2）对大于5mm的粗裂缝，必须进行开凿，同时用吹风机清除缝内、缝边碎屑，并使缝内干燥。用改性沥青或者密封胶灌缝。高温季节时可采用粘贴带在高温下将其粘于缝隙上，并压实。（3）如果纵缝进一步发展,出现啃边、错台且裂缝宽大于5mm,则需铣刨上面层和下面层(铣刨宽度为裂缝两侧各1m),并对裂缝按4.2中的第（2）条先填实,再沿纵缝铺设玻璃格栅,摊铺下面层,然后在下面层上沿纵向每隔5m设宽为1.2m的玻璃格栅,最后再摊铺上面层。（4）对于尚未稳定的纵向裂缝,除按4.2中第(1)条修补外,还应根据裂缝成因,采取排水、边坡加固等措施,以使裂缝稳定不继续发展。4.3网状裂缝、龟裂治理方法（1）路基如夹有软弱层或不稳定结构层时，应将其铲除重做路基；如因结构层积水引起网裂时，铲除面层后，需将路面渗透水排除至路外的排水设施，然后再摊铺面层。（2）由于路基不稳定，导致路面网裂时，可采用石灰或水泥处理路基，或注浆加固处理，