高速公路路面裂縫成因及防治技術初探

李曉娟

【摘 要】高速公路在投入使用后，隨著使用年限的延長，瀝青路面會出現結構性損壞和功能性損壞，產生各種各樣裂縫，且路表水的逐步浸入，導致裂縫量迅速增加，路面結構層無法承受超載車輛荷載的作用，加速路面裂縫的發展，大大縮短瀝青路面的使用壽命，影響到行車的舒適性。本文就瀝青路面裂縫產生的原因、影響因素及處治措施進行初步的探討分析。

【關鍵詞】瀝青路面；裂縫；成因分析；防治技術

中圖分類號： U416.217；U418.66 文獻標識碼： A 文章編號：2095-2457（2018）08-0213-002

0 前言

隨著經濟社會的快速發展，我國高速公路建設已經進入了大跨越時代，通車里程在逐年快速增長。做為經濟發展的基礎性設施，為經濟社會發展和公眾便捷出行，高速公路承載著極為重要的作用。同時，交通量的日益增加，重載車輛，超大型貨物運輸已成常態化，加之其它外在因素的影響，高速公路路面病害頻發，尤其是路面裂縫發育較快，給公路養護部門提出了新的更大的挑戰。

我局管養的G30嘉安高速公路，全長211.843公里，現已投入運營12年，自2014年開始，路面的各類病害逐年上升，尤其是路面裂縫發育較快。最初采用了灌縫膠進行裂縫封閉處理，效果很好，但在維持一年左右時間，部分裂縫又重新出現，其后又采用了裂縫貼加微表處的方法，處治效果均不太理想。可以說處治路面裂縫是一項公路養護部門值得去思考和探討的課題。加強對瀝青路面裂縫“因癥施修”，最大限度延長公路使用壽命，延緩大中修周期。因此，研究開發高速公路瀝青路面養護新技術，探索養護管理模式具有重要意義。

1 瀝青路面裂縫的種類及原因

瀝青路面在通車運行一段時間以后，由于車輛荷載作用及其他一些外在因素的影響，會出現部分結構性損壞和功能性損壞，尤其路面裂縫發展最多，也發育最快。瀝青路面的裂縫按照種類可分為：橫向裂縫、縱向裂縫、龜網裂和塊狀裂縫、反射裂縫等。

1.1 橫向裂縫

瀝青路面的橫向裂縫一般都是由路表裂起，逐漸向下貫穿。裂縫的長短和縫數多少與面層厚度有關，面層越厚則縫距越長，縫數越少。隔一定距離一條，比較有規則，同基層材料的材質以及施工質量有較大的關系，半剛性基層的裂縫較松散基層的裂縫長。比如G30嘉安高速公路部分路段裂縫基本是每5M就1道，且都貫穿整幅路面，通過挖除瀝青路面后觀察，都是基層已出現裂縫，基層的材料和強度都不能滿足規范的要求。一般橫向裂縫都是在整個斷面貫穿，但如果路面已有貫穿的縱向裂縫，則橫縫就到此為止，左右兩側不再連通。路面裂縫的出現部位首先發生在面層薄弱斷面處，裂縫的產生與氣溫關系密切，特別是氣溫正負交替的初冬及春融季節更為明顯。在初冬和初春季節，溫度反復變化，使瀝青面層疲勞破壞，橫向裂縫隨處可見。其次，基層的收縮裂縫也會反射到路面，引起路面產生很向裂縫，主要是半剛性基層施工養護不及時，早期就已經出現了干縮裂縫。

1.2 縱向裂縫

瀝青路面縱向裂縫的走向基本與路面中線平行，有時會伴有支縫出現，個別路段在不同車道會同時出現2～3條縱向裂縫，部分縱向裂縫兩側路面會產生錯臺現象，這就說明路面已出現不均勻沉降了。瀝青路面產生縱向裂縫的原因是多方面的，首先是凍脹及路基不均勻沉降造成的，主要原因一方面是路基及路面內部管道滲水和回填夯實不夠，內部過分潮濕，在冰凍線以上部分，冬季低溫條件下易產生凍脹損壞；另一方面在新舊路加寬路段，路基填筑在新舊路接茬位置處治不當，碾壓為達到要求，在外力作用下，產生不均勻沉降，導致基層面層出現裂縫。其次是路面結構層半幅平行施工時，攤鋪作業未按操作規程施工，搭接處處理不好，碾壓未達到密實度，本身已存在施工縫隙，隨著車輛荷載的長期作用逐步開裂，從而形成縱向裂縫。

1.3 龜網裂及塊狀裂縫

在瀝青路面縱、橫向裂縫出現后，由于養護不及時或采取的措施不當，在車輛荷載和路表水作用下，裂縫會迅速發展擴大，尤其在冰凍和春融期發展更快，縱縫和橫幅交錯分布，瀝青路面在一定范圍內形成網狀或塊狀的損壞，進而形成路面龜網裂和塊狀裂縫。網狀裂縫在形成以后，瀝青路面會逐步剝落松散，龜狀裂縫形成以后，瀝青路面會在病害位置逐步出現沉降現象。主要是因為路面結構整體強度不夠，瀝青及其它材料質量不合格，局部壓實不夠，基層材料出現松散，未凝固為整體，部分龜網裂及塊狀裂縫是由于路面收到污染，瀝青路面產生腐蝕現象而產生的。其次是由于近年來交通量迅速發展，機動車數量成倍增長，重載車輛，超大型貨物運輸以及超載超限車輛在路面頻繁行駛，已遠超路面結構層設計時的驗算荷載，造成路面荷載越來越大，道路整體強度已不能適應實際交通量，產生疲勞破壞，因此出現不少龜裂。再次是養護措施不當，在處治路面病害過程中，修補坑槽時，槽形開挖尺寸及形狀不合格，坑糟內雜物清理不干凈，瀝青灑布不均勻，未起到應有的粘合作用等，從而引起路面出現龜網裂及塊狀裂縫。

1.4 反射裂縫

瀝青路面反射裂縫主要是半剛性基層溫縮和干裂現象產生的裂縫，在溫度計行車荷載作用下反射到路面而產生的路面裂縫。且半剛性基層裂縫與路面裂縫位置及走向基本相同，一般情況下，半剛性基層裂縫要比路面裂縫的寬度大出很多，甚至是成倍的寬度。裂縫中結構層的骨料在外力作用下開始剝落下墜。在我局實施的G30嘉安高速公路路面病害處治過程中，通過對原路面進行徹底挖除，觀察基層的裂縫情況來看，在路面出現反射裂縫的位置，基層處也同樣出現裂縫且裂縫寬度明顯大于路面裂縫，部分基層裂縫寬度達到5～8cm左右。分析其原因，主要是路基強度不夠，在車輛荷載作用下，產生不均勻沉降，導致基層拉裂，產生結構性損壞，產生裂縫反射到路面。其次，半剛性基層施工攤鋪過程中，平行作業接縫處處理不當，造成基層裂縫，在行車荷載反復作用下反射到路面。再次，半剛性基層施工時，養護不及時以及混合料配比設計不合理，從而產生的干縮或收縮裂縫反射到路面，造成瀝青路面出現反射裂縫。

瀝青路面產生裂縫的原因有很多，各個地方根據地區差異和外界影響因素的不同，原因也不盡相同，只有通過現場的實際情況加以分析研判。但還是有相同的地方，比如設計方面，路面結構層設計不合理，路面強度和承載力不能滿足行車荷載要求；材料方面，瀝青材料的性能不適應當地的條件，需進行改性，礦料級配設計不合理；施工方面，施工質量控制不嚴，施工工藝達不到規范要求等等。因此，只有通過現場準確的分析研判，找出產生路面裂縫的真正原因，并多方論證，制定出更科學更合理的處治措施，才能有效處治瀝青路面裂縫。

2 瀝青路面裂縫的處治方法

2.1 細小裂縫的處治方法

對于2～5 mm的細小裂縫的處治方法是，首先用吹風機把裂縫包括裂縫周邊的路面吹干凈，可用加熱后灌縫膠進行灌縫，灌縫寬度在3cm左右，要求縫內嵌入深度不小于5mm，灌縫厚度不大于3mm，確保行車舒適度，灌縫后，進行臨時交通管制，避免車輛帶起灌封膠，待灌封膠溫度達到路面溫度后開放交通。還可以采用裂縫貼進行裂縫帖縫處治路面細小裂縫，對裂縫包括裂縫周邊的路面清掃干凈后，按照裂縫走向進行帖縫，用橡膠錘進行初步夯實，然后即時開放交通，通過車輪碾壓，裂縫貼會與路面緊密黏在一起。一般在4月初至5月中旬進行，效果最佳。

2.2 縫寬在5mm以上的裂縫

首先應剔除縫內雜物和松動的縫隙邊緣，或沿裂縫進行開槽，開槽深度控制在2cm左右，開槽后用壓縮空氣吹凈，采用細料式熱拌瀝青混合料填充、搗實；也可采用加熱后灌縫膠進行灌縫，表面撒鋪適量5～10 mm的碎石，高度不超過3mm，表面加鋪裂縫貼，用橡膠錘進行初步夯實，然后即時開放交通，通過車輪碾壓，達到密實的效果。

2.3 輕微裂縫處治

對輕微的裂縫但面積較大的路段，在高溫季節可采用進行碎石封層技術，碎石封層實質是靠一定厚度的瀝青膜粘結的超薄瀝青碎石表面處治層，增加路面抗裂性能、治愈路面龜裂、減少路面反射裂縫、提高路面防滲水性能。在低溫、潮濕季節宜采用陽離子乳化瀝青封層或采用相應級配的乳化瀝青稀漿封層，稀漿封層是以乳化瀝青為結合料，加粉料（水泥、石灰、粉煤灰、礦粉等）、添加劑和水按一定的配合比拌和而成的流動狀態瀝青混合料，均勻攤鋪在路面的上而形成的瀝青表面處治層，來處治路面輕微裂縫。

2.4 重鋪罩面

對于路面裂縫比較多的路段，灌縫積極碎石封層技術已起不到處治路面裂縫病害的作用后，為恢復瀝青路面的通行功能，徹底處治路面裂縫，可以考慮對路面嚴重路段實施重鋪罩面。我局在G30嘉安高速公路部分路段實施的重鋪罩面，通過后期觀察，對處治路面裂縫效果比較好，路面病害得到有效控制，現場舒適度有效提升。實施重鋪罩面關鍵在于對原路面裂縫的處治，首先檢查路面有無變形，有變形必須先進行原路面銑刨作業，清理路面裂縫，實施灌縫和封縫處理，在裂縫位置按照裂縫走向粘貼15cm寬的裂縫貼，增加原路面的抗拉能力。在各項準備工作完成以后，開始實施重鋪罩面，嚴格控制施工質量，嚴把實施工藝關，確保各項指標滿足規范要求，從而達到處治瀝青路面裂縫的目的。

3 瀝青路面的預防性養護

首先從觀念上加強對公路預防性養護的認識和理解，預防性養護可以有效延長瀝青路面的使用壽命，改善道路通行環境，提高行車舒適度和安全性，是一種廣泛推廣應用的公路養護新技術。預防性養護理念的核心在于防患于未然，基礎在于經濟性最優。對于路面出現的早期病害，早發現、早處治，通過科學合理的處治措施，盡可能遏制路面病害的快速發展，有效恢復瀝青路面的技術性能和使用功能，延緩路面小修保養及大中修費用，從而達到降低高速公路的養護成本。因此，公路養護管理部門應在做好的日常保養的基礎上，積極探索應用瀝青路面預防性養護技術，提高廢舊材料的回收利用。既符合我國的國情，又滿足生態環保建設的要求，實施起來方便快捷，應大力推廣到公路養護工作中。

4 結束語

瀝青路面裂縫的形式多種，路面裂縫產生的原因因地區差異和外在因素不盡相同，在高速公路路面養護作業中，要嚴格把住施工各個環節，養護用的各類新材料必須符合規范要求。積極探索新材料、新工藝、新技術和新設備在路面養護中的應用，同時在日常養護中，采取積極措施，在施工質量控制中，做到事前積極準備、事中嚴格控制、事后及時觀測分析，最大限度做好瀝青路面裂縫的處治，延長瀝青路面的使用壽命。

【參考文獻】

[1]徐培華.高等級公路路基路面養護技術，長安大學公路學院，2002.6.

[2]公路技術狀況評定標準（JTG H20-2007）