维普资讯 http://www.cqvip.com 郭兰英：公路沥青路面裂缝的预防和处理 公路沥青路面裂缝的预防和处理木 郭兰英 （鲁东大学交通学院山东烟台２６４００１） 摘要分析公路沥青路面裂缝的形成、危害及裂缝的种类、产生原因，提出对裂缝的预防 和处理措施。 关键词 沥青路面半刚性基层裂缝预防处理措施 随着高等级公路的大量修建．半刚性类材料以 渐丧失承载能力。如何认识沥青路面开裂机理、阻 其优良的工程性能和显著的经济效益在我国公路建 止或延缓裂缝的发展，延长沥青路面使用寿命，是 设中得到了广泛的应用，并在公路建设中越来越占 工程上的难题。 有特殊的重要地位。然而，半刚性材料的缺点在于 抗变形能力低，在温度、湿度变化时易产生裂缝， ２ 常用的沥青路面裂缝的预防和处理措施 当沥青面层较薄时易形成反射裂缝，沥青路面本身 延缓和减轻半刚性基层沥青混凝土面层的荷载 也易产生低温裂缝，沥青路面一旦出现裂缝，有可 型裂缝和非荷载型裂缝，可采用两大类方法：一是 能导致路面结构性破坏，影响路面的使用功能。 在施工期间就采用相应的预防裂缝或处理措施 二 是在维修养护时选用合适的加铺层体系。通常。在 １ 沥青路面裂缝的形式、形成及危害 有条件时，为获得最佳效果，可综合运用这两类方 沥青路面开裂是世界各国沥青路面使用中均会 法。本文仅从半刚性基层沥青路面裂逢的预防或处 遇到的主要病害之一，无论是冰冻地区，还是非冰 理方面进行阐述。 冻地区，只是各自的裂缝严重程度不同而已。沥青 ２．１ 提高路基工作区的强度和稳定性 路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的，但就 路基是路面的基础，路基工作区又是路基经受 沥青路面开裂的主要原因而论，裂缝可分为两大 行车荷载影响较大的深度区域，该深度区域具有足 类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。 够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳 荷载型裂缝，即主要由于交通荷载作用下产生 定性极为重要，否则将产生不均匀沉降使路面发生 的疲劳裂缝。在半刚性基层沥青路面设计合理、施 开裂。 工质量良好的条件下，单纯由荷载作用引起面层开 因此，必须采取有效措施处理好影响路基工作 裂的可能性不大。非荷载型裂缝，主要为温度型裂 区的稳定性和强度的关键环节，最大限度地减小路 缝。沥青路面温缩型开裂包括低温收缩开裂与温度 基完工后沉降量。 ．疲劳开裂，均体现为张开型开裂方式。对于沥青路 （１）路基工作区的强度主要是在填筑过程中 面基层存在裂缝情形，按沥青面层裂缝开裂部位， 形成的。必须严格控制路基的填筑工艺，确保路基 又可以分为反射裂缝与对应裂缝。 强度。填筑材料首选石、砾、砂类土，其次选用含 由于环境温度、交通荷载等因素的影响，沥青 砾、砂低液限粘土，再次选用低液限粘土。粉质土 路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能常无明显 和有机土不能用于填筑路基。 影响，但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩 路基工作区深度：Ｚ。＝（ｋｎＰｌ７） （１） 产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强 式中：Ｚ ——路基工作区深度．１１１； 度，使其从强度薄弱处产生断裂，随着路面使用时 卜车轮荷载。ｋＮ； 间的延长。已有的裂缝逐渐向上扩展到路表，横向 卜系数，取ｋ＝０．５； 裂缝不断增加。缝宽不断增大，横向裂缝再不断附 ——土的容重，ｋＮ／ｍ ； 生纵向裂缝，最终形成大小不等独立板块，在表面 水的作用下，致使裂缝附近基层的含水量加大，甚 凡——系数，凡： 一 。 至饱和。其结果是路面强度明显降低．在大量行车 从上式可以看出，车辆荷载Ｐ越重，路基工 荷载反复作用下，产生冲刷、唧浆和沉陷等现象． 作区的深度ｚ 就越大。而在路基路面设计时，车 聚终导致路面很快产生结构性破坏，使道路结构逐 辆荷载是按标准的额定轴载（ＢＺＺ一１００）考虑的， 褂刘刘 矗 院ｌ： 仑资助。 当公路建成后，路基工作区的深度已经是固定成型 韩、 萸，女，剐教授。 。公路交付使用后，当公路上车辆超载运行时． 维普资讯 http://www.cqvip.com 全国中文核心期刊 路基工程 ２００６年第２期（总第１２５期） 路基工作区的深度ｚａ必将会随之加大。由于超载 的缘故。路基工作区的实际深度超出了预设深度， 这样未经处理的超出部分的路基强度、稳定性、刚 度明显不足，在实际使用中，路基路面就会产生裂 缝、沉陷、车辙、变形过大等病害。因此，面对当 前高速公路超载现象十分普遍的情况下，笔者建议 在路基施工时对路基工作匿的控制深度最好是大于 路基工作区的设计深度，以防患于未然。 （２）压实度是反映路基强度的重要指标，也 是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术 措施，施工中必须严格检测控制。使其达到规定 值。填土层的厚度对压实度有直接的影响，施工中 要插杆挂线，每层的松铺厚度不应大于３０ ｃｍ。检 测压实度试坑要打到下一层顶面，凡是检测结果达 不到规定值的要加压处理。或推除重填。 （３）降低地下水位是提高路基强度的重要措 施。路面底以下８０ ｅｍ路床是路基的关键部位，它 直接承受和吸收路面的扩散应力，要有足够的强度 和稳定性。当开挖后发现底下渗水，不论流量大小 都要处理。填方地段要采用较好的材料填筑，土质 差的地段要进行换填处理，确保其强度和稳定性。 ２．２基层应有合理厚度 当基层厚度增加时，其承载能力也迅速增加， 试验证明，半刚性基层厚度由１０ ｅｍ增加到２５ ｅｍ 时，其承载力提高为原来的３倍。 ２．３修筑防裂路面 研究表明，面层反射裂缝明显地受沥青面层厚 度的影响，厚度超过１５．０ ｃｍ的面层可以有效的防 止受拉疲劳所产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引 起的剪应力。国外资料介绍。在贫混凝土上铺筑 １０．０ ｅｍ的沥青面层时，在形成反射裂缝前可累积 通过标准轴载１０×１０ 次。如果沥青面层加厚到 １５．０ ｅｍ，则可通过２０×１０ 次。如沥青面层加厚 到Ｉ７．５ ｅｍ则可放心使用。 ２．４选择防裂性能好的材料 （１）选用抗冲刷能力好，干缩、温缩系数小、 抗拉能力高的半刚性材料作基层，最好使用温度膨 胀系数低的骨料。 （２）选用松弛性能好的优质沥青做面层，保 证沥青的针入度、延度等指标；在缺少优质沥青的 情况下。应采用某些添加剂或聚合物。以提高沥青 的低温抗裂性能及高温稳定性能。 （３）在稳定度满足要求的前提下。选用针人 度较大的沥青作两层。美国和英国的研究表明。在 沥青混凝士中使用软的沥青可以阻止Ｉｌｌ低温收缩及 高温疲劳作用两种机理引起的裂缝扩展。 （４）采用密实型沥青混凝土丽层 空隙率对 面层的疲劳寿命有很大影响，密实型沥青混合料在 使用中沥青硬化缓慢，同时也延缓了裂缝的扩展。 （５）沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石 质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好 的材料。如果集料呈酸性，则应填加一定数量的抗 剥落剂或石灰粉，确保混合料的抗剥落性能，同时 应尽量降低集料的含水量，尽可能使用人工砂代替 原形颗粒的天然砂。 （６）沥青混合料的级配也是一项重要因素。 在合理选配混合料级配时，应兼顾其高温稳定性， 疲劳性能和低温抗裂性能。以及路表特性和耐久性 等各方面的要求。 （７）在条件允许的情况，可以采用间断级配、 大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石（ＳＭＡ）混合 料和采用改性沥青。ＳＭＡ混合料具有良好的高温 稳定性、低温抗裂性能，抗车辙性能好、使用寿命 长，是防裂路面设计时应选用的一项新技术。 （８）采用橡胶沥青或聚合物改性沥青在沥青 混凝土表面作封层，可进一步提高表面层的抗温度 裂缝能力。 ２．Ｓ设置应力吸收层 （１）在基层与面层之间铺橡胶沥青中间层、 预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层、低 粘度沥青混凝土层等均匀应力吸收层。 （２）采用应力吸收薄膜，对减缓反射裂缝的 产生与扩展有明显的效果，可使裂缝处相对位移产 生的应力传到面层时大为减少，明显降低应力强度 因子。而吸收薄膜的弹性模薰越低，防裂效果越 好。可见应力薄膜应选用低模量高韧性、大变形率 的材料为好。就目前常用的材料而言，土工织物与 沥青橡胶薄膜的弹性模量都较低，变形率较大。不 存在低温脆裂问题，效果更佳。 （３）用土工格栅加筋沥青路面的主要功能， 是控制车辙、反射裂缝和疲劳裂缝，不同类型格栅 性能显著不同。 （４）橡胶沥青吸收膜，是使用废橡胶磨细的 粉与热沥青搅拌后．施于面层中间，形成一薄膜或 与砂石成一薄层。有试验结果表明，此应力吸收层 在面层中间效果最佳。 ２．６新铺半刚性基层的预开裂技术 在半刚性基层上锯缝，即在结构层碾压前切割 一条缝直到层底。缝宽为０．５ ｃｍ，内填沥青砂或 沥青乳液．随即将切缝快速封闭．然后以正常方式 碾压该层。其目的就是预先制造更直、更多规则问 距的裂缝（通常问距为２—３ ｉｎ），这样它比自然裂 缝更细、裂缝位移更小，从而避免裂缝边缘的快速 恶化或减缓裂缝贯穿沥青层。 ３施工控制裂缝发生 维普资讯 http://www.cqvip.com 吕续臣：京九铁路Ｉ（３３４路基道碴陷槽病害整治 京九铁路Ｋ３３４路基道碴陷槽病害整治 吕续臣 （北京铁路局衡水第二工务段河北衡水０５３０００） 摘要京九线Ｋ３３４路基道碴陷槽深度迭ｌ ｍ左右，在雨季很有可能出现突发性塌陷，中 断正常行车秩序。本文介绍，利用面波物探技术进行分析，查明了道磕陷槽深度及形状，采用了 加宽路基，导水保土法进行综合整治，达到预期效果的经验。 关键词 面波物探病害成因 导水保土 １ ３４道碴陷槽病窖的成因 京九铁路衡水第二工务段管区于１９９６年９月 接管并运营。１９９７年７月防洪期降雨后Ｋ３３４＋２００ ３整治道碴陷槽方案的确定 道碴陷槽病害整治的方法：一是“堵”，就是 使路基面与道碴陷槽隔离，使水从路基表面自然排 出，通过路基边坡，汇入路基两侧沟中；二是 “疏”，就是采用导管、盲沟等方法，把道碴陷槽 中的水有序的排出至路基之外。 ３．１ “堵”法的优缺点 “堵”的方法大体上如下。 （１）道床大揭盖，换填土封闭基床。 （２）道床大揭盖采用塑料或橡胶排水板封闭 基床顶面。 （３）道床大揭盖用土工布覆盖基床顶面。 （４）直接用注浆机，采用压浆方法封闭道碴 陷槽。 堵的优点，主要是整治效果较好，能从根本上 消除病害，从而保持基床的稳定。其缺点，一是施 工难度较大，换填土需要封闭线路、挖开道床；二 是耗费资金多，如果用塑料板等封闭，费用较高； ｌ（３３５＋０００段线路下沉较大，路基边坡有几处渗 水病害，在雨停后３—４天仍流水。经多方调查得 知此段病害在铺碎石道床后，即发现路肩标高低ｌ ｍ左右，而施工没有彻底返工，采用填高道碴，达 到设计轨顶标高，形成了长达８００多米的道碴陷 槽．即土包碴现象见图ｌ。 ～道碴陷槽 圈１ 遵磕陷槽横断面示意圈 ２整治道碴陷糟病害的必要性 路基中存在道碴陷槽的病害，直接造成路基基 三是对运输的影响大，除注浆法外，均需封闭线路 床下沉和外挤变形。当雨季，道碴陷槽饱水，基床 或慢行施工，且进度较慢，时间较长；就Ｋ３３４路 变软，在列车通过时，很有可能诱发突发性路基破 基道碴陷槽病害而言，范围太大，陷槽太深，如封 坏，甚至造成灾害性的重大事故，较长时间中断行 闭有疏忽，就会漏进水，很难保证质量，会造成暗 车，产生不良的社会影响和较严重的经济损失，因 水槽，易发生问题。 此．整治Ｋ３３４道碴陷槽病害是十分必要的。 ３．２ “疏”法的优缺点 （１）优点：一是施工简单，如用导管的方法， 吕续臣，男，工程师。 挖洞、插管、引水较易操作；二是节省资金，与 （１）在施工方面，控制半刚性基层碾压时的含 有效措施来减少半刚性基层本身的收缩裂缝。水量为最佳含水量的０．９倍，压实度达到规范要 求，碾压完成后要及时保湿养护，防止基层干晒， ４结语 养护结束后，立即喷洒沥青乳液，做成透层或粘 公路铺设沥青面层前，采取裂缝预防措施和处 层，然后尽快铺沥青面层。 （２）制备沥青混合料时控制好加热时间和加 理技术可以大大减少路面裂缝的出现。这种思路和 方法是强调于道路建设初期采取措施阻止裂缝的形 热温度，不使沥青老化、加强碾压，使沥青混合料 达到规定的压实度，也可减少反射裂缝。 （３）为了减少沥青面层由于半刚性基层的收 缩裂缝而产生反射裂缝或对应裂缝．应尽可能采取 成．或通过选择道路结构、技术或材料处理已出现 的裂缝，这将减少裂缝或根本不出现裂缝，或者使 得原有的或不可避免的裂缝活性大大降低。 收稿¨ ：２００５—０２一Ｏｌ