公路沥青路面的裂缝处理技术

生卫民

中国水利水电第八工程局有限公司科研设计研究院, 湖南 长沙 410000

沥青由溶胶结构转变为溶凝胶结构以至凝胶结构，沥青技术指标中的针入度随之减小,软化点随之升高，而当沥青中各组分含量比例协调时,可得到最佳的延度。在土木工程中，沥青是应用广泛的防水材料和防腐材料，主要应用于屋面、地面、地下结构的防水以及木材、钢材的防腐。沥青还是道路工程中应用广泛的路面结构胶结材料，它与不同组成的矿质材料按比例配合后可以建成不同结构的沥青路面，高速公路应用较为广泛。然而处理不恰当时常出现裂缝问题[1]，具体原因为以下几点：一是施工冷接缝未处理好,接缝不紧密,结合不良；二是沥青低温抗变形能力较差,致使沥青面层在低温下产生收缩开裂；三是沥青路面面层厚度不足,在行车荷载的作用下产生结构裂缝；四是半刚性基层收缩裂缝产生的反射裂缝。

1 沥青裂缝的分类

1.1 横向裂缝

产生的横向裂缝与行车所走的方向垂直，按照这种裂缝产生的原因，又可以将其细分为载荷和非载荷两种。前者主要是由车辆超重产生的，导致沥青拉应力远远超出其耐疲劳强度，最终导致裂缝问题的出现。后者则是路面产生的，进而逐步扩展到了路基的表面。横向裂缝是非荷载型裂缝的重要形式，该裂缝又包含两大类情况：第一是沥青面层出现缩裂问题。一般而言，在冬季最容易出现沥青面层缩裂，由于沥青的面层温度要比断裂面温度高，当温度下降时就容易产生拉应力，致使其表面的抗拉强度增加，容易发生沥青面层断裂；第二，基层反射裂缝。产生这种裂缝的根源是由于半刚性基层首先开裂，通过荷载力、温度应力共同作用，导致基层出现开裂，由此向上产生裂缝。非荷载型横向裂缝通常情况下会十分规则，在一定的距离上可能会出现一道裂纹，这种裂缝之间的距离长短与当地的气候、沥青基层材料的抗裂能力密切相关。在温度比较高、温度差距比较小、抗裂材料较好的路段，这种裂缝之间的距离比较大，且裂缝也不容易出现。

1.2 纵向裂缝

所谓纵向裂缝是指和行车方向一致的裂缝，导致该裂缝出现的原因共包含以下两个方面：一是施工的影响。将沥青面层分别铺设在路的两边，在两个接茬的地方处理完毕，在外界大气压力和车辆载重的多种因素作用之下产生了路面开裂问题；二是当路基压实度不能满足施工要求，且路基的边缘处受到雨水的侵蚀，导致路面发生了不均匀沉降。这两种原因是导致纵向裂缝出现的根本原因。

1.3 网状裂缝

公路沥青路面产生网状裂缝主要是因为路面的整体强度不足，或者受到横向、纵向裂缝的时候没有进行及时处理，导致路面发生横向断缝。随着裂缝宽度的逐渐增大，横向裂缝将成为公路沥青路面的根本性问题，最终出现大小不一样的板块，当表面水发生作用后，将使裂缝附近的含水量剧增，直到出现饱和[1]。产生这种结果的原因是由于路面强度降低。随着大量车载负荷的作用，将出现冲刷和沉降，路面的结构被破坏，使整个道路的结构失去原有的承载力。

2 公路沥青路面裂缝处理技术

2.1 提高路基工作区的强度和稳定性

众所周知，路面的基础是路基，路基的实际工作区域受到车载负荷的影响比较大，这个区域需要强度大、稳定性好，这样才能确保路面结构处于比较稳定性的状况，否则将会使整个路面发生不均匀沉降，以致导致开裂问题。因此需要结合多方面因素来处理路基工作区域，极大地降低路基施工完成后发生沉降的概率[2]。施工中应注意以下三点：第一，填筑过程是路基工作区强度的重要依据。必须控制好路基的填筑，以达到保证路基强度的目的。填筑所需要选择的原料包括石子、沙砾、土体，然后可以选择性地应用一些黏土，最后才可选用低液性黏土。第二，严格控制公路的压实度。压实度在公路路基强度中是一个非常重要的指标，同时也是非常经济、有效的手段，在施工中需要给予严格控制，从而确保其达到规定的数值。填土层对路面压实度影响最大，在施工中需要进行挂线的时候，每一层铺设土体的厚度不应该超30cm。一旦检测出来的结果没有和规定值一致，需要进行重复打压，为后期公路安全奠定坚实的基础。第三，降低地下水位。在提升路基强度的时候，降低地下水位的方法应用非常广泛。

2.2 设计方面

在设计阶段需要进行严格的控制，以便获得良好的效果，可以从以下内容做起：第一，选取性能更加优质的沥青，当缺少一些比较良好的沥青时，可以应用改性的沥青；第二，在确保整个路面稳定的基础上，优先选用针入度比较大的沥青来铺设沥青面层；第三，沥青层面应选用密实度较高的沥青混凝土，然后应加铺沥青防裂面，在路面的中间和表面加设中间层，相应的低黏度土层应设置均匀吸收层；第四，采取半刚性设计，首要的一点就是选择抗冲刷性能较好的，其干缩系数即温缩系数应尽可能小，通过选用抗拉强度高的半刚性材料作为基础的时候，应保证半刚性基层使用中不会出现裂缝，并能够根据具体的沥青面层厚度，尽可能防止基层裂缝不会反射至表层。

2.3 施工方面

在进行施工设计时应严格按照相关的设计标准来进行，施工过程中应重点关注路面碾压时的温度、供料的速度和路面铺设速度的协调，尽量避免大粒沥青块出现离析问题。在进行碾压的阶段需要少量喷洒水，以保证其具有较高的温度。此外，在施工中不能片面地追求低温碾压，这样会降低施工碾压的密实度。养护工作是公路沥青路面抗裂处理的重要方面，在半刚性基层碾压完成以后应运用乳化沥青来做封层，在黏层完成以后，需要尽快地铺设沥青面层。还需要选用比较合理的沥青混合料，以尽量降低沥青拌和过程中出现的热老化问题。

3 案例分析

以某高速公路为例来分析，该公路位于A市和B市的中间，其M段宽度为13.6m、宽度为24m，建设时间是1970年，由于后续通车量大大增加，中间进行了扩建翻修，为了弥补沥青材料的不足选用了温度收缩，由于这段公路在后期出现了大的裂缝，公路部门根据具体的路况采取了缺陷修补工艺，并对裂缝槽进行了开挖处理，利用热施工方式达到了沥青路面裂缝的处理效果，确保了公路的安全稳定运行。

沥青路面出现裂缝是不能够避免的问题，导致其出现的原因有很多，不但有施工方面的，也有设计方面的，只有通过采取有效的管理措施，合理控制施工组织工序，才能避免裂缝的发生，从而提高沥青路面的使用寿命，为路面的稳定运行提供保障。