旧沥青路面的裂缝与车辙病害

黎晓东

（新疆交通规划勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐830006）

0 引言

沥青路面具有一定的弹塑性能，不仅能够承受交通荷载，同时与汽车轮胎有较好的附着性能，具有荷载承受能力高、行车噪音小、行车舒适安全的特点。而且沥青路面的养护维修操作简便，各项养护技术非常成熟，已经成为我国最为常用的路面结构形式。但是由于沥青路面混合料配比设计复杂、施工工序繁琐，如果设计施工处理不当或者是交通荷载超载严重，很容易造成沥青路面各种早期病害问题的发生，其中最为常见的早期病害就是路面裂缝与车辙。为了有针对性的对沥青路面病害进行养护维修，必须调查分析导致沥青路面裂缝、车辙等早期病害产生的原因，进而对病害进行妥善的处理，恢复沥青路面的路用性能与使用功能，确保沥青路面行车安全顺畅。本文将以S219 线西岸大渠至沙湾公路改建工程老路调查检测为例，介绍沥青路面裂缝以及车辙等病害问题的调查分析技术。

1 路面病害的调查分析

1.1 路面病害的检测方法

S219 线西岸大渠至沙湾公路改建工程老路调查检测项目中，对于路面破损数据调查采用人工徒步调查的方法，将沥青混凝土路面上的裂缝以及车辙等明显病害的类型、数量、特征等一一记录。沥青路面病害类型及其严重程度定义按照《公路技术状况评定标准》相关规定进行控制。分段统计时将公路划分成100m 长的小段，调查结果按1 000m路段汇总，以整公里桩号为起迄点。

1.2 路面病害具体情况统计汇总

检测路段沥青混凝土路面总长32km，该沥青路面典型病害包括纵横向裂缝、块状裂缝、车辙、坑槽、拥包等，经过统计分析，沥青路面各种病害所占比例如图1所示。

从路面病害分布图中可以明显的看出，沥青路面最主要的病害问题就是裂缝以及车辙，这也是公路沥青路面最为常见的早期病害问题。其具体分布情况如下。

（1）横、纵向裂缝及块状裂缝，主要分布在路面结构为4cm 中粒式沥青混凝土+18m 水泥稳定砂砾+23cm天然级配砂砾的路段。通过对沥青路面裂缝分析表明横向裂缝总体表现为水泥稳定砂砾收缩反应导致的反射横向裂缝，又经过车辆荷载的作用逐步形成纵向裂缝及块状裂缝。由于这一段落在路面结构上没有铺设水泥稳定砂砾，因此在车辆荷载的作用及水渗入基层导致基层冲刷破坏后，面层容易出现横、纵向裂缝及块状裂缝。

（2）车辙主要发生在沥青混合料的沥青用量偏大，矿料级配偏细，沥青混合料粗集料为砾石的路段，而且随着车辆荷载加重导致面层向两侧推移形成车辙。

2 沥青路面裂缝以及车辙病害原因分析

2.1 裂缝产生原因分析

沥青路面裂缝类型多种多样，主要分为龟裂、块裂、纵向裂缝、横向裂缝、反射裂缝以及滑移裂缝等多种形式，造成沥青路面裂缝原因也是多种多样。在S219 线西岸大渠至沙湾公路项目调查中，路面裂缝主要是由于半刚性基层开裂所造成的反射裂缝。由于半刚性基层采用水硬性结合料，不可避免地产生干缩、温缩裂缝。在行车荷载和环境因素的作用下，基层收缩裂缝逐渐向上发展，形成了从面层底面开始向上反射的裂缝形式。此外，在路面结构形式中，过分强调基层强度，增大水泥用量也导致了反射裂缝成为本项目最常见的病害形式。

2.2 车辙产生原因分析

车辙是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式，车辙可分为失稳型、结构型以及磨耗型三种，它是在行车荷载重复作用以及气候（高温）等因素综合作用下产生的一种永久性变形，表现为沿行车轮迹产生纵向的带状凹槽，严重时车辙的两侧会有突起形变。由于在本路段中，车辆超载超限现象非常普遍，这种交通条件为车辙的发生埋下了隐患。本项目中车辙主要是由于沥青用量偏大，矿料级配偏细，沥青混合料矿料与沥青黏附性较差，重载、超载、连续高温并且对路面抗车辙设计考虑不足以及沥青混合料施工质量控制不足等原因造成的。

3 沥青路面病害的处治技术

3.1 路面裂缝处治技术

（1）沥青路面裂缝情况评估

沥青路面一旦出现裂缝，应该及时对裂缝类型以及形成原因进行评价分析，进而确定裂缝的处理方式。评价指标主要有裂缝密集程度以及裂缝边缘破损两项，具体评价如下表1所示。

表1 裂缝密集程度以及边缘破损程度

（2）养护处治决策的制定

在对出现裂缝的沥青路面进行路面性能评价之后，按照裂缝密集程度以及边缘破损程度合理地确定养护对策，处理措施主要分裂缝处理、表层处理、裂缝维修、重修等几种。裂缝处理主要是对裂缝进行封填处理，以免由于水分渗入造成路面结构的损坏。表层处理则主要是指通过微表处、稀浆封层、雾封层等措施对路面裂缝进行处理。裂缝维修主要适合于维修凹陷的横向裂缝及夹杂其他表面病害的路面路段。重修作为一种矫正性的措施，主要是通过现场热再生（HIR）、铣刨后重铺等几种方式，修补路面病害且加强路面结构。裂缝养护决策可以参考表2执行。

表2 裂缝养护决策参照表

3.2 路面车辙处治技术

（1）沥青路面车辙评估

对于沥青车辙的评价主要是采用路面车辙深度指数（RDI）参照相关技术规范进行评价，计算公式如下所示：

式中：RD为车辙深度（Rutting Depth，mm）；RDa为车辙深度参数，取20mm；RDb为车辙深度限值，取35mm；a0为模型参数，可以取2.0；a1为模型参数，可以取4.0。

利用路面车辙深度指数评价沥青路面车辙的严重程度，同时结合沥青路面车辙产生的深层次原因，可以合理地确定沥青路面车辙的处治措施。

（2）沥青路面车辙养护措施

对由于沥青面层高温软化出现的轻微车辙变形，可以通过采取控制渠化交通或者是使用机械碾压等恢复平整。对于由于车辆磨损或者是行驶推移造成的车辙，可以采取热再生技术或者是将出现车辙的面层切削或铣刨清除，然后重铺沥青面层进行处理。对于由于基层原因造成的车辙，应该首先处治基层，解决基层存在的强度不足、水稳性能不好等问题，后重铺面层对车辙进行处理。

4 结语

造成沥青路面出现早期病害的原因多种多样，沥青混合料的设计、施工阶段的质量控制以及通车运行阶段的养护管理存在问题，都有可能导致沥青路面出现病害。针对最为常见的裂缝以及车辙病害，必须通过病害的实地调查分析，明确病害产生的原因，进而采取针对性的措施消除各种病害隐患，恢复沥青路面的表面功能，延长沥青路面的服务寿命，确保沥青路面通车的安全顺畅。

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