瀝青路面裂縫成因與養護措施探析

褚亮亮

（山西路橋集團榆和高速公路有限公司， 山西 太原 030006）

1 高速公路瀝青路面常見裂縫形式

1.1 結構性裂縫

這種類型的裂縫通常是由車輛荷載作用引起的，尤其是超載嚴重的道路最為常見。高速公路交通量大，行車渠道化嚴重，在車輛荷載作用下瀝青路面底部產生拉應力，當車輛荷載較大時，結構拉應力增大，使瀝青路面結構底部出現變形，長時間作用造成層底斷裂，出現裂縫。

1.2 溫度裂縫

常見的溫度裂縫形式有低溫裂縫和高溫裂縫兩種形式，其中以低溫裂縫比較常見。低溫裂縫是瀝青路面材料在低溫下，材料由于體積收縮變形，產生收縮應力，當收縮應力大于路面材料極限拉應力時，出現開裂。尤其是在溫差變化較大的地區，溫度裂縫較為嚴重，這是由于溫度驟然降低會使收縮應力增大，超過路面材料極限拉應力造成開裂。另外，由于瀝青路面使用時間較長，瀝青材料老化嚴重，使瀝青路面的抗拉強度降低，也容易產生溫度裂縫。

1.3 反射裂縫

在對由于瀝青路面進行補強罩面施工時，如果沒有對原路面病害進行有效處理，造成原有路面的裂縫反射到新面層上產生的裂縫，即反射裂縫。另外，在高速公路施工過程中，由于基層開裂也會出現反射裂縫。高速公路基層施工完成后，沒有對基層進行有效的灑水保濕養護，或是透層瀝青灑布不及時，都會造成基層材料由于失水造成開裂。當車輛荷載作用在瀝青路面時，進一步加劇了面層結構的開裂，尤其是采用比較薄的瀝青面層時，運營使用一段時間后即出現了反射裂縫。

1.4 疲勞裂縫

疲勞裂縫是在低于瀝青路面材料極限抗拉應力的情況下，經過反復作用產生的，主要分為溫度疲勞裂縫和荷載疲勞裂縫。在某一個區域內的晝夜溫差，四季溫差不斷變化，雖然由于溫度變化產生的溫度應力小于路面材料的極限抗拉應力，但長時間作用也會使路面結構出現疲勞破壞，產生開裂。另外，瀝青路面在長期低于路面結構極限抗拉應力的車輛荷載作用下，也會出現疲勞破壞，即出現荷載疲勞裂縫。另外，瀝青材料的老化也是造成疲勞開裂的主要因素之一。

2 瀝青路面裂縫產生原因

2.1 路基結構問題引起的開裂

路基是高速公路的基礎，如果路基出現了質量問題，會直接影響瀝青路面的質量情況，造成瀝青路面的破壞。路基結構破壞所造成的破壞往往是路基路面整體性的破壞，其中由于路基不均勻沉降造成的裂縫最多。在路基施工過程中，沒有進行有效的施工質量控制，造成路基填筑材料不合格或壓實度不足等問題，使用一段時間后，出現沉降，造成瀝青路面開裂，導致整體路基路面結構的破壞。

2.2 氣候條件原因

由于高速公路所在區域的氣候條件所產生的病害通常是溫縮裂縫，屬于非荷載裂縫。高速公路暴露在大氣環境中，溫度和濕度的變化會對其造成直接影響，尤其是溫度變化對其影響更加顯著。由于晝夜溫差加大、四季溫度變化、溫度驟然下降等原因，會使瀝青路面在溫度應力的作用下出現溫縮裂縫。這種裂縫形式在北方地區比較常見，如果沒有對其進行及時處理，很容易造成路面結構的進一步破壞。

2.3 設計原因

瀝青路面在設計過程中，由于對結構設計不合理，也容易造成路面結構開裂。路面結構設計厚度不足，容易受到基層和車輛荷載的影響，導致路面開裂。另外，路面結構設計不合理，造成路面結構力學性能達不到要求，在車輛荷載作用下也會造成路面結構開裂。

2.4 施工問題

在高速公路施工過程中，由于沒有建立完善的質量控制體系，對施工質量控制不到位，也會導致瀝青路面出現裂縫等質量問題。比如在路基填筑施工過程中，沒有嚴格按照要求進行分層填筑，填筑厚度過大，造成壓實度不足，高速公路投入使用不久就出現嚴重的沉降，導致瀝青面層開裂。另外，在瀝青路面施工過程中，沒有對壓實度、瀝青混合料溫度和質量進行嚴格控制，也是造成瀝青路面出現裂縫等質量問題的原因之一。

2.5 養護問題

高速公路在使用過程中，由于受到車輛荷載和自然因素的作用，會出現各種質量問題。然而，由于沒有指定科學合理的養護方案，養護管理不到位，造成瀝青路面裂縫沒有及時得到修補，不斷發展擴大，甚至擴大為松散、坑槽等嚴重病害。

3 瀝青路面裂縫養護技術

傳統的瀝青路面裂縫養護，通常采用熱瀝青灌縫的方式進行處治。這種方法雖然操作簡單，但養護維修效果差，瀝青不能完全滲入到瀝青路面結構內部，對環境污染大。同時，過往的車輛還會將灌縫的瀝青帶走，也容易老化，防水效果差。近年來，高速公路裂縫修補逐漸采用開槽灌縫、貼縫、養護劑灌縫等等一些新技術，養護速度快，效果好。

3.1 開槽灌縫

通過調查，劃定瀝青路面的維修區域，并按照要求進行開槽。開槽使用開槽機對劃定區域進行施工，開槽的寬度約為1 cm ～ 1.5 cm，深1.5 cm ～ 2 cm。開槽后將槽內清理干凈，并使用灌縫機將灌縫材料灌入槽內，完成路面裂縫的修補。采用這種方法施工效果好，灌封料對裂縫封閉性好，施工速度快，不容易出現二次破壞。但是，這種方法施工造價高，設備造價高。

3.2 貼縫

這種修補方法是采用PCR-WIII 型修復劑對瀝青路面裂縫進行修補，這是一種以低模量丁苯橡膠為基材的貼縫材料。這種材料細度模數小、流動性強，對裂縫修補效果好。在進行貼縫施工前，不僅要將裂縫內部的雜物清理干凈，還應使用高壓熱氣噴機將滲入裂縫內部進行均勻加熱，去除水分，然后將貼縫施工，修補效果更好。

耐磨型涂聚脲彈性增強纖維布，可以增強耐磨性。這種縫補手法的工藝流程如下： 首先對要修補的裂縫進行放樣，放樣可以用粉筆進行標注，然后采用螺旋式高壓熱風噴機進行烘烤，裂縫濕度達到要求后，進行灌封，之后便貼上耐磨型涂聚脲彈性增強纖維布，并用橡膠錘加以錘實，確保密封的牢固性，這樣15 min 左右就可以行車。

3.3 改良性瀝青養護劑灌縫

采用改良性瀝青養護劑，可以對破損不嚴重的裂縫進行修補，通常修補寬度小于3 mm 的裂縫。實踐證明，這種方式修補滲水率在3%以內的瀝青路面裂縫效果最佳，修補后可以有效延長瀝青路面的使用壽命。施工中首先用鐵鉤等工具將裂縫徹底清理干凈，并使用吹風機將雜物吹凈，然后將養護劑注入裂縫內，即可開放交通。

4 結語

高速公路是我國公路交通設施的重中之重，必須保證其處于良好的運行狀態。裂縫是瀝青路面最常見的病害形式之一，會直接降低路面使用性能，縮短使用壽命。通過闡述瀝青路面裂縫形式，從設計、施工、養護和氣候等方面分析瀝青路面裂縫成因，并制定了養護維修技術，提出了改進措施，對高速公路瀝青路面裂縫養護具有一定的參考作用。