高速公路路面裂缝的产生原因及其控制

赵 岭

（河北路桥集团第一工程有限公司，河北 石家庄 050011）

0 引言

目前，我国高速公路建设已经取得了骄人的成果，但路面上依然存在着多种病害，诸如裂缝、凸起、泛油、松散等，其中最普遍且危害性最大的就是裂缝。裂缝不但会严重影响公路的整体观感，还会大大降低道路的平衡度，可能造成车辆颠簸，同时也会缩短道路的使用年限。路面裂开后，雨水便会从缝隙流到路面的最底部，致使混凝土路基在长时间的雨水浸泡下出现腐蚀性损坏，严重破坏道路通行。因此，研究高速公路裂缝的控制措施非常必要。

1 路面裂缝类型和处理方法

1.1 路面裂缝类型

（1）横向裂缝。这是沥青混凝土路面最常发生的病害。横向裂缝产生的一般原因是半刚性基层断裂导致路面产生反射性缝隙，此外温缩裂缝也是原因之一。一旦下雨，雨水就会从这些缝隙中流向路面基层底部，造成路面发生更严重的损坏。

（2）纵向裂缝。主要分从上到下的表面裂缝和从下到上的疲劳裂纹。造成纵向裂缝的原因通常是路基沉降不严实。当路面局部区域出现压实不均的情况时，公路通行后在长期的负荷超重影响下，路基会慢慢不匀称地压实凝固，进而出现纵向裂缝。

（3）龟裂。当路面基层部分区域强度不够（诸如压实不匀称、胶结料过少、集料离析等）以及路基与路面之间的强度不够（诸如变形、降沉、缝隙太大等）时，只要负载重量级车辆，路面层就会出现龟裂。

1.2 路面裂缝的成因

（1）公路施工材料的功能和路基填充

高速公路常用结构是“水泥稳定碎石层+二灰碎石+石灰土底基层”，所用施工材料经过固体、液体和气体三体合一而成，主要是通过温度降低互相影响，出现体积收缩的功能。在这一过程中，水充当着举足轻重的作用，它是导致温度变化的关键因素，主要利用毛细管扩张和冷却作用来完成。当毛细水完全蒸发后，半刚性基层施工材料内部的水分也会慢慢蒸发，物质表层的水膜会逐渐变薄，进而缩短了物质表层的隔离间距，加大分子力度，最后实现压缩路面整体体积的效果。期间，半刚性基层施工材料内部的水分收缩作用要比毛细管的作用大得多，在物质表层的水膜变薄到最小化后就会终止收缩。但若压实后的水泥出现密度不够的情况，则会导致路面压实不匀称，当水分蒸发后，水泥中用以平衡基层的水分就会慢慢变少，此时公路基层就会体积减小，造成路面裂缝。

（2）施工的天气情况

高速公路路面还有一种裂缝就是温度裂缝，这种裂缝的面积和数量与气温变化有直接的关系。如果温度持续降低，裂缝的数量和面积就会持续增加，同一条裂缝也会不断延伸扩展。在温度偏高时，沥青原料较强的应力松弛性能够抵抗因路面温度较高出现的变形，但若温度偏低时，沥青原料就会慢慢变硬并出现收缩，一旦沥青路面上出现的收缩拉力大于沥青原料的抗拉力，沥青路面就会出现温度裂缝。这种裂缝在日夜温差较大的地区会更为普遍和严重，因为沥青路面中会自然出现温度应力；长期性的温度反差会破坏沥青路面的这种温度应力；对于建设时间比较久的沥青路面，也会因为沥青原料老化造成温度应力变差，最后导致路面裂缝。

（3）行驶车辆的载重

有关高速公路裂缝的区域分析发现，出现裂缝的地段以主车道居多，裂缝纵横交错，有些甚至出现了龟裂，这就表明行驶车辆的重量对路面裂缝具有极大的影响，严重时会导致路面发生结构性损坏。分析还指出，沥青路面裂缝常出现在春季和秋季，多雨天气会导致沥青路面积水严重，排泄不通的情况下雨水就会从沥青路面的缝隙慢慢渗入沥青结构底层，使路基发生变形，从而降低路面的承载力。在此情况下，如果行驶的车辆超载，渗入沥青底层的水分就会流向更底层并直接影响沥青原料，导致沥青路面出现严重的裂缝，缩短道路的使用寿命。

1.3 常见裂缝的处理方法

（1）贴缝带贴缝

先清理裂缝污垢，然后测量裂缝面积，剪裁相同大小的贴缝带贴缝在裂缝处。贴缝的过程中应该注意使贴缝带不要沾上任何污染物，否则很难贴缝严实。贴缝带贴上后，要用喷火枪烘烤，对于贴缝带尾端可以多烘烤一段时间，确保绝对严实。待贴缝带和缝面都变油滑时，二者就可以完全贴合在一起了。

（2）机械填补

一般是用挖槽机、空压机、灌缝机等机械工具对裂缝路面进行填补处理，其过程包括挖槽、清缝、填缝、冷却等几个步骤。

（3）普通灌缝

施工人员对裂缝处的沥青路面进行加温，之后再用专业的工具实施灌缝，通常需反复2～3次，等沥青冷却后该路段即可通行。此方法比较简单，费用也低，但处理效果不佳，且裂缝再发率较高，一般不建议采用。

2 京津塘高速公路裂缝解决方法

京津塘高速公路开通已长达18年，沥青路面老化和裂缝损坏比较严重，因此选择机械填补的方法处理。

2.1 材料和机械选择

（1）填补材料

选择国外进口的高弹密封膏，这是一种新的路面裂缝填补材料，具有粘附性强和抗老化的作用。

（2）机械选用

挖槽机从美国科来福公司进口；清缝机选用热空气枪；灌缝机则用SS—125DC灌缝机。

2.2 填补施工过程

（1）挖槽

开启挖槽机，调成最大发动机转速，之后抬高挖槽机的离合器，启动刀头升降开关让裂缝追踪器和路面裂缝相对应，往后再拉到开槽机就可以对裂缝面进行填补。

（2）清缝

通过热空气枪形成的高气压对已经裂缝的路面进行污物清除，尤其要重点清理雨水浸泡的裂缝。用热空气枪清理裂缝，不但可以将所有污物清除干净，还能对裂缝进行加温和烘干，有效地促进填缝材料和裂缝之间的黏合。

（3）填补

开启灌缝机，向料仓中添加灌缝材料，之后在控制箱中设置好温度，开启燃烧器开关加热约0.5h，待灌缝材料的温度达到一定值后就可以拆下加热软管，之后按下喷枪上的开关向路面裂缝中灌料，灌料速度可以按照路面裂缝情况和材料的温度而定。完成填补工作后再用密封胶封住槽口边缘。

（4）冷却

裂缝填补完成后，要让密封胶冷却0.5h后才能通车。

2.3 处理效果

对路面裂缝处进行机械填补处理，半年后对该路段进行检修，结果如下。

（1）对路面裂缝处做渗水试验，结果发现封水效果好，雨水很难深入沥青基层。

（2）对路面裂缝处进行抽芯和开挖，发现浆液仅进入到裂缝表层，没有渗入沥青层，说明机械填补效果良好。

（3）对路面裂缝处进行弯沉测验，发现机械填补确实达到了填补裂缝的预期效果。

3 结语

本文实例的测验效果表明，沥青道路裂缝可以用机械填补的方法处理，效果显著而极少出现再度裂缝。未来我国的高速公路养护可以多采用国外进口设备和原料，加强养护的力度，确保道路交通安全。

[1] 张耿耿，郑文斌.高速公路沥青路面病害的原因分析及养护措施[J].中国建设信息，2008（18）：68-69.

[2] 张俊杰.预防廊沧高速公路沥青混凝土路面早期破坏的对策措施[J].公路，2010（10）：22-25.

[3] 刘珂，柴旭.沥青混凝土路面裂缝产生原因及防止措施[J].青春岁月，2011（18）：327-329.

[4] 陈率，马伟.沥青混凝土路面裂缝原因分析及防治措施[J].科技致富向导，2011（17）：301.