高速沥青路面典型病害成因分析

刘泰儒　仲照红

[摘要]全面的分析高速沥青路面典型病害的形成原因，为高速沥青路面的修补技术研究提供理论依据。

[关键词]沥青路面 路面病害 裂缝

中图分类号：TU99文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0320057－01

尽管高速公路采用了比二级公路更厚的沥青面层、更强的基层，但仍旧出现了开裂、车辙、平整度和抗滑性能衰减快等问题，甚至较一、二级公路为严重。这些病害的产生都直接影响到车辆行驶的安全性和舒适性，为有效维护路面，我们必须对高速沥青路面典型病害成因进行全面的研究。

一、裂缝成因分析

裂缝往往是各种缺陷的综合反映，面层压实不足，接缝处理不好；面层以下含水量增高，不利季节引起路面强度下降；基层强度不够，水稳性不良，基层温度、湿度变化（冻胀、干缩）引起的面层裂缝；沥青材料老化，混合料质量差，压实温度不当和机械损伤等。

沥青路面开裂的主要原因，可分为两大类：一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝即荷载型裂缝，它是在车轮荷载作用下，当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时产生的裂缝；另一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝即非荷载裂缝，包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。非荷载性裂缝主要有沥青面层温度裂缝和基层反射性裂缝，这种病害比较普遍。温度裂缝在寒冷地区随着温度下降，沥青材料变硬，并开始收缩，表现为收缩裂缝；在高温、温差大地区因太阳照射强烈，昼夜温差大，沥青面层中产生较大的温度应力，这种应力的反复作用使沥青路面表现为疲劳裂缝。基层反射裂缝主要与基层的收缩性和抗裂性有关。在收缩性小、抗裂性好的半刚性基层上，沥青面层的裂缝与柔性基层路面没有明显的差别。在有些地区因施工流程的衔接不当，造成半刚性基层长时间裸露曝晒，形成可见或不可见干缩裂缝，这种裂缝或早或迟会在较薄的沥青面层中反映出来，从而增加沥青面层的裂缝总数。

尽管沥青路面开裂的原因和形式是多种多样的，但由于行车荷载作用，沥青面层温度变化是产生裂缝的主要原因。国内外的调查研究表明，半刚性基层沥青路面的反射裂缝和对应裂缝是非荷载型的，是由温度变化引起的，在某些情况下也可能由温度和荷载共同作用产生的，但主要是由半刚性基层的温度裂缝和干缩裂缝引起的。

二、车辙成因分析

车辙常见于沥青柔性路面，位于行车道车轮常行驶处，每个车道有两条车辙，多数是由于超载车辆反复行驶、碾压、挤压形成的带状凹槽，宽度在0.3m～0.6m之间。炎热的夏季是车辙的发展和泛滥期，在高温作用下，沥青容易软化，加之重载的碾压，有的重载已经相当于施工期间的压路机甚至超过压路机的受力性能，小颗粒的沥青混凝土被挤向下部和车轮的两侧，破坏了路面的平整状态。初始时，呈现微弱的平滑下凹，目视观测不到两侧的隆起，车辆无明显感觉；严重时，内外侧隆起高度加大，深度随之增大，测量高处与低洼处的差值，很多超过5cm，在行走的汽车上便能看到辙槽的存在。行驶的车辆方向稍有偏转，便会感觉到明显的起伏和颠簸，方向盘也有轻微的晃动。雨天会有明显的积水，在高速转动的车轮碾压下，向两侧溅起强大的弧形水帘。车辙更为严重的部位，两侧的沥青混凝土隆起加大，呈垄沟状，有的混凝土出现开裂，危及行车安全。

三、坑槽成因分析

表层局部松散，形成深度2cm以上的凹槽。在水的侵蚀和行车的作用下，凹槽进一步圹大，或相互连接，形成较大较深坑槽，严重影响行车的安全性和舒适性。

分析原因可能为以下几点：

1．面层厚度不够，沥青混合料粘结力不佳，沥青加热温度过高，碾压不密实，在雨水和行车作用下，面层材料松散、开裂，逐步形成坑槽。

2．摊铺时，下层表面泥灰、垃圾未彻底清除，使上下层不能有效粘结。

3．路面罩面前，原有的坑槽、松散等病害未完全修复。

4．养护不及时。当路面出现松散、脱皮、网裂等病害时，或被机械行驶刮铲损坏后，未及时养护修复。

5．施工温度太低，混合料温度下降快，压实不充分，导致密实度不足。

四、沉陷成因分析

沥青路面沉陷表状为均匀沉陷、不均匀沉陷、局部沉陷。一般是由基层局部成形不足，强度不够，在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基压实度不足引起，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。

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作者简介：

刘泰儒，本科，佛山市市政设计研究院有限公司，助理工程师，研究方向：路桥工程设计；仲照红，本科，佛山市市政设计研究院有限公司，理工程师，研究方向：路桥工程设计。