中国水利水电第五工程局有限公司四川成都610000
摘要：根据南部非洲薄层沥青公路路面结构特点，结合沥青路面裂缝检测情况，系统分析裂缝的成因，针对裂缝的不同成因，提出相应的处治对策，总结裂缝处治技术，为以后的路面裂缝处治提供工程经验。
关键词：沥青路面;裂缝;形成原因;控制措施
1、项目情况概述
项目位于南部非洲区域，工作范围是将原有的砾石路面升级为沥青混凝土标准路面。设计为双车道二级公路。面层为40mm厚沥青混凝土路面。在7个月时间内完成90公里摊铺，由于施工时间短进度快，路基没有经过雨季自然沉降，如今面层出现较多纵向细小裂缝。特别是高边坡地段及结构物两侧，由于雨季雨水冲涮，导致边坡沉降拉裂路面，且大部分裂隙出现在道路行车道黄线外侧。
2、沥青路面产生裂缝的理论原因
选取有代表性的裂缝部位现场切割路面取样，对其成因进行分析。
2.1横缝
通过对横缝部位的路面取样，发现横向裂缝表现为2种开裂形式，一种是仅沥青中上面层开裂，裂缝宽度一般不超过2-3mm，贯穿半幅或整幅路面；另一种是沥青面层整体贯穿开裂，同位置的水稳碎石基层存在不同程度的开裂，宽度一般大于3-5mm。
分析认为，第一种横向裂缝是非荷载裂缝，主要是温度裂缝。温度裂缝的表现形式主要有2种：
①温缩裂缝。当地气候炎热，在阳光照射下，沥青混凝土面层表面和底部的温度始终有差别，沥青面层表面产生的温度收缩应力一旦超过沥青面层某一薄弱点(或面)的混合料的抗拉强度，面层的表面就首先开裂。
②温度疲劳裂缝。当地昼夜温差很大，约15℃左右，在雨季和干冷季尤其突出。随着沥青面层表面温度的大幅度变化(昼夜温差、或骤降暴雨，路面的表面温度在短时间内急剧下降)，沥青面层表面产生较大的温度收缩应力，在温度应力的反复作用下，沥青面层从表面开始产生温度疲劳裂缝。。
第二种横向裂缝是由于基层材料收缩、未按照要求规范施工等原因造成基层稳定性差而产生的横向裂缝，在温度和行车荷载的作用下，裂缝逐渐反映到沥青面层，形成路面反射横向裂缝。
2.2纵向裂缝
该工程路面绝大部分为纵向裂缝，主要集中在高填方、箱管涵处，伴重有不同程度的沉陷现象。切割移除沥青混凝土面层，可在级配碎石层看到较为明显的细小裂缝，其形成原因主要有以下几点：
①高回填地段边坡比较大，经过雨季，边坡受到不同程度的雨水冲刷，导致边坡滑移拉裂路面；
②裂缝形成初期在当地雨季，雨水经缝隙灌进基层基础，对基层进行浸泡破坏，加上行车荷载作用，从而引发更加严重的开裂及塌陷；
③施工过程中存在不规范施工现象；
④基层材料的选择不规范，对材料的塑性指数、缩限等试验指标控制不不严格，材料缩水干燥，产生收缩缝，可拉裂基础，直至反射到上层结构；
⑤工程设计为重型通车公路，但面层为40mm厚沥青混凝土。柔性沥青混凝土面层的一大作用即为分散车辆荷载垂直应力，而薄层沥青混凝土将大大减弱这一作用，在重车荷载作用下，半刚性基层的底部产生拉应力，当其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，使沥青混凝土面层产生裂缝。
2.3龟裂
龟裂是道路基层损坏的标志，严重时常伴随表面的形变和挤浆现象。多是基础强度不够、路面发生疲劳破坏、水损坏造成的。路面出现龟裂，该路段为开挖段且地下水位过高，基础长期经水浸泡，造成基础松动承载力下降。加上道路长期经受行车荷载作用，底部基础翻浆形成弹簧，造成路面龟裂塌陷。
3、裂缝产生的原因分析
3.1造成沥青面层裂缝的主要原因
路面基层一般分为三层，从路面基层角度上分析，造成上层沥青路面裂缝的原因，主要是路面基层未按规范和标准施工，其强度和密实度达不到要求。
3.1.1砂砾垫层
路基软弹、翻浆导致路基产生软弹、翻浆现象的主要原因有：路基遗留问题；天然砂砾一次性路上备料过多，导致路基表面积水浸泡路基；砂砾垫层施工段落过长，下基层施工跟上不及时，下雨后，雨水从砂砾垫层渗到路基表面，浸泡路基。
3.1.2水泥稳定砂砾基层。
砂砾的级配不合理：在混合料的生产过程中，由于天然砂砾级配的变化，而掺加的破碎砾石含量未及时加以调整，导致生产出来的混合料级配不能满足要求。混合料的含水量变化：由于原材料含水量的变化或天气的影响，在混合料的拌和过程中，加入的水量未加以合理的控制和调整，生产出来的混合料含水量过高或过低。含有泥块的混合料在碾压过程中，就在局部出现软弹和翻浆现象。
3.1.3沥青混合料施工质量也是造成裂缝的主要原因
沥青混合料的原材料有：
①沥青：道路沥青的感温性是沥青性能的核心指标。含蜡量较高的沥青，其延度小，粘结性和耐久性也差，沥青容易老化，裂缝更容易产生。
②碎石：碎石质量不合格主要体现在碎石含风化岩和硅质岩较多，使沥青混合料的压碎值不能满足要求，而且，由于杂质较多，石料的裹油力下降，沥青与碎石之间的粘结力下降。这将导致混合料之间的粘结力不足，使沥青路面裂缝更容易产生。
4、减轻沥青路面裂缝的控制措施
针对半刚性基层材料的措施为减少半刚性基层的开裂，应尽量提高基层材料的抗拉强度，降低材料的弹性模量、温缩系数和干缩系数，减小基层内部的最大收缩应力。水泥剂量的多少与水泥稳定材料的强度、弹性模量、温缩系数和干缩系数大小有直接关系。宜采用最小的水泥用量以降低弹性模量和收缩系数。尽量使用骨架密实结构矿料级配，骨架密实型半刚性材料比规范推荐级配中值的悬浮结构半刚性材料在干缩系数方面可降低31%，在温缩系数方面可以降低18%左右。必要时可加入早强剂，以提高半刚性基层早期强度，使其抗弯拉强度增大而弯拉模量变化不大，温湿效应减弱，耐用性提高，抗裂性增强。可采用补偿收缩措施，如掺加膨胀剂，也可采用限制收缩措施，如掺加合成纤维、土工织物等来增强基层材料的抗裂性能。
4.1做好结构物回填
结构物两侧必须按照规范要求，换填砂砾和分层夯实。砂砾必须选用合格的材料，分层压实厚度不得大于20cm。
4.2处理好路基软弹、翻浆现象
当发现路基出现软弹、翻浆现象后，应认真分析原因，采取措施，换填砂砾并压实。
4.3控制砂砾垫层的施工质量
必须选用含泥量合适的天然砂砾，其级配和含石量应满足规范和标准要求，不合格时，必须掺配破碎砾石或碎石。砂砾路上备料应按计划分阶段进行，不可一次性备料过多。砂砾垫层施工应与下基层施工相协调，砂砾垫层的施工段落不得超过2km。施工时，根据天气情况，严格控制洒水量，并做到及时碾压。
4.4控制水稳基层的施工质量
在混合料的生产过程中，对混合料的级配必须随时进行检查，发现级配不符合要求时，必须立即给予调整。根据原材料的含水量和天气情况，严格控制混合料的含水量。现场摊铺时，必须做到及时碾压，发现有软弹、翻浆现象必须立即换填。加强基层的养生，必须使基层的表面一直保持湿润，养生时间不得少于7天。
4.5控制沥青面层的施工质量
在摊铺前，检查封层质量，发现破损必须提前进行补洒。必须严格按照沥青混合料的配合比设计阶段进行配合比设计。严格按验证后的生产配合比进行沥青混合料的拌和，控制油石比、拌和温度、拌和时间，不合格的混合料必须废弃。在摊铺过程中，必须保持摊铺机连续均匀、不间断地进行摊铺。碾压必须及时，严格控制洒水量，防止沥青混合料降温过快。碾压必须做到轻起慢停，对混合料的碾压不能不足或过压。在施工过程中，加强交通管制，严禁外来无关车辆上路。控制施工车辆的载重和车速，严禁重载施工车辆在新铺的沥青面层上随意调头和刹车。
5、结束语
总之，半刚性基层沥青路面开裂的影响因素诸多，如：行车荷载方面的因素，材料方面的因素，设计方面的因素，施工方面的因素等。分析沥青路面产生裂缝的原因，掌握控制裂缝的施工技术，精心组织、严格管理，注意在材料，设计，施工中的质量控制，对预防高等级公路半刚性基层沥青路面裂缝的产生有较好的效果。才能铺筑出一条真正合格的沥青路面。
通过对此项目的实际检测及运行结果来看，沥青路面裂缝产生的原因很多，加强重视，并在实践中不断分析原因，总结经验，积极探索病害防治的新技术、新工艺，更好地发挥沥青路面的经济效益和社会效益。