高速公路路面裂缝分析及解决措施

张玮 安徽省交通控股集团有限公司黄山高速公路管理中心

目前，就我国高速公路建设当中——以高速公路为例，其逐渐采用了沥青混凝土路面。沥青混凝土路面舒适性足且耐腐蚀、耐疲劳、便于施工，可以满足后续各种类型车辆的负荷，实现有效运作。但我国就沥青工艺路面施工体系而言，其与发达国家相比，整体较不成熟。在铺建高等级高速公路时，此方面积累的经验较少，这就导致在沥青路面使用当中，经常会出现路面开裂、泛油、车辙等，影响了高速公路的后续正常使用。因此，必须就高速公路沥青路面技术展开有效讨论，以保障后续有效运行，减少沥青路面病害。

一、高速公路路面裂缝分析

（一）温度裂缝

在城市沥青道路的结构组成中，沥青材料具有一定的导热性，各个结构层材料的导热性不尽相同，因此会产生温度裂缝。在沥青结构的路面中，温度的传递往往需要一段时间，导致各结构层温度变化大，梯度效益比较明显，尤其是在环境温度产生反复性变化时。由于存在温度梯度，结构温度层有应力现象产生，发生诸如低温收缩裂缝的现象，由于高温环境的炙烤，导致沥青产生软化变形，路面就会产生质量问题，温度较高条件下的应力较小。但是，在低温的环境下，会导致沥青材料慢慢变硬，产生显著的收缩现象。

（二）车辆荷载长期重复作用

通过分析发现，该段高速公路的路面裂缝主要分布在主车道上，且裂缝纵横交错，甚至出现了网状裂纹，这间接表明车辆荷载长期重复作用是引发路面裂缝的原因之一。一般情况下，裂缝病害多发生在春季、秋季，这是由于春秋季节多雨，雨水易淤积在低洼路面，在排泄不通的情况下会逐渐渗透到沥青混凝土路面缝隙中，进而渗入沥青结构，降低路面的承载力。此时，若高速公路承受较大的行驶荷载，就会导致已经渗入沥青结构中的水分流向底层，从而引发路面裂缝，造成严重的网状、龟裂裂缝等。

（三）高速公路路面养护方案影响

当前，某些地方的高速公路管理部门仍存在明显的“重建轻养”观念，该高速公路项目所属的高速公路管理部门即是如此。具体表现为：在高速公路工程建设环节投入较多，在建成之后的养护环节投入较少；高速公路养护资金投入不足，没有及时引进新技术、新材料，养护管理水平较低；没有树立预防性养护理念，导致高速公路在通车运营初期出现了不同程度的裂缝病害。

二、高速公路路面裂缝分析及解决措施

（一）使用路面贴缝的技术

路面贴缝技术采用“PRC-WIII 型复合剂”，此材料具有流通性较强的特点。在裂缝修补当中，其可以达到有效渗透，填补效果极为理想。此外，作为高分子聚合物，其对沥青路面的裂缝具有一定的再生还原效果，可以有效增加整体路面的粘合性。该技术可以对裂缝进行放样处理，利用石笔进行标注，随后通过相关的喷机对裂缝进行烘干处。当裂缝壁的温度能够达到灌装要求时，使用灌装机进行材料灌注。随后，通过人工方式结合纤维布利用橡胶锤，对产生气泡的地方进行锤打，释放空气，以保证裂缝的密封性。此外，也可利用改性沥青养护剂进行灌缝，可以对裂缝小于3mm 左右的病害较为适用，当养护剂进入到裂缝后，会使裂缝渗水率降低3%，有效延长整个沥青路面的使用寿命。在使用该技术时，可以利用吹风机对裂缝进行喷气清理。随后，利用水壶或注射器，将养护剂灌入裂缝之中，在表面撒许少许的沙砾养护，2h 后即可开放使用。同时，对整体的使用状态进行测量，以确保沥青高速公路路面裂缝的荷载能力。科学选取防裂材料，可以有效保证基层质量。选取抗裂性能优良的原材料，对沥青基层进行优化，可以将后续伸缩裂缝的出现降至最低。粗骨料的含量增加，降低施工含水量，可全面提升整体的压实度，以保障沥青路面的使用性，提升荷载能力。需要注意的是，在工程使用时，尽量避免使用水泥或石灰等干缩性较强的基石材料，可以选用顶级碎石或工业矿渣等，改良沥青的性能。

（二）水稳施工，起步要稳

基层采用的混合料为水泥和砂砾混合物，每日摊铺工作完毕后须将摊铺机开出作业区以外。摊铺机台班便产生了施工缝，处理这种施工缝使之不影响整体的平整度的方法如下。（1）摊铺机控制。基层摊铺前，测量人员会按照图纸给出的标高进行放线，摊铺机操作手会按照测量人员所放出的线进行摊铺机控制。摊铺机刚起步时不要将控制电脑打开，而是采用手动控制，车速控制在1m/min 左右，操作手观察摊铺厚度的变化，同时进行手动调控，待测量人员确定好此时的摊铺厚度为设计厚度时，方可将传感器搭在钢线上开启电脑。（2）人工处理施工缝。人工处理施工缝是对摊铺机处理横缝不理想时的一种补充处理，主要的处理方法就是人工将粗骨料清理出来，用细料来填充，并且要保证施工缝的结合处充分密实。（3）碾压要及时。由于水泥砂砾混合物固化较快，如碾压不及时便会产生错台，产生错台后对下一工序的施工也会带来严重的影响。

（三）接缝处理

（1）纵向接缝。2 个路面安全带汇合的纵向接缝应有重叠的地方，以使该部分的厚度与其他部分的厚度相同。包裹的宽度应该是恒定的。缠绕接头结构有2 种类型：冷接槎和热接槎。如果无法在半幅施工中使用热接缝，则需要添加挡板或使用切割器切割。在铺设另一半之前，应清洁接缝，并施加适量的粘合剂层沥青。摊铺时，在人行道上堆放5～10cm，手动铲开铺展在宽度的前半部分的混合物，并在摊铺前用细料填充非密实区域，然后对其进行重复碾压，新摊铺带需与旧摊铺带相同的松铺系数。当使用2 个或更多摊铺机进行热接茬施工操作时，通常使用热稳定构造。此时，相邻2 个路面带的混合料在压实之前仍然处于热料状态，因此垂直连接易于处理，连接强度得到了提高。在施工过程中，铺砌的混合物应保持10～20cm 宽，以作为后铺砌区域的高度参考水平。完成后铺砌的零件后，它将在整个接缝处一起跨缝碾压滚动。（2）横向接缝。2 个相邻两幅或上、下2 层之间的水平缝应相距3～5m。横向接缝有2 种类型：对角接缝和平缝。高速公路的中、下层和高速公路的水平缝可以是对角线缝，上层可以是垂直的平缝，而在高速公路路面其他地方可以是对角线缝。铺砌接缝时，可以将热混合物散布在经过压缩路面的顶部上，以进行预热，更好地达到软化的效果，以增强新混合料与旧混合料之间的附着力，但是预热的混合物必须在轧制之前保证除去。平缝应紧密粘合，可以采用以下3 种办法进行粘合。（1）在施工结束时，摊铺机将熨平板抬高至末端大约1m，尽快将其刮除，经过人工铲除端部混合料，然后继续进行碾压工作。随后采用3m 标尺，查看平整度是否满足既定的标准。如果混合料未完全冷却，则在下1 个施工期间垂直去除端层的厚度不足以进行直角连接。（2）在计划的人行道部分的边缘上撒1 层薄薄的砂带。铺展混合料后，应该在摊铺层上挖1 个缝隙。缝隙在砂缝处，用型钢或铝合金直梁压住已经压实的部分。对于压缩零件，型钢或铝合金直梁的长边与开挖的间隙齐平。随后除去铺砂部分的混合料，在铺展之前喷涂粘性油层。（3）在计划的路面部分的末端铺1 层牛皮纸，摊铺碾压成斜坡，在下次施工期间手动除去牛皮纸混合料，最后铺1 层粘性油，摊铺开然后铺下来。对于侧缝，在从缝中铺砌混合物之前，请使用3m 长的直尺检查铺路的边缘的平整度。如不符合要求，使用切条机切掉不合格产品。铺装新混合料时，调节熨平板的预留高度。构造接缝路面层后，用3m 直尺检查路面平整度。如混合料不符合要求，则在侧向接头处冷却混合料以确保路面的平整度。

（四）沥青路面的预防性养护

经过很长时间的发展，沥青路面技术已经很成熟了，在各类型高速公路当中，沥青路面的性价比是很高的。但是，在实际中，沥青路面还是会存在一些常见出的问题，其中裂缝问题较为突出。其裂缝形式有：纵裂、横裂、龟裂等。一些裂缝较宽，一些裂缝较深，分布范围广且不规则，严重影响沥青路面的质量。养护管理人员需对裂缝产生的成因进行总结分析，针对性制定出预防性养护策略，大体上可以按照以下方法：①沥青路面裂缝病害是质量通病，很难避免，但如果裂缝长期存在，就可能会有很多杂物掉进裂缝中，因此，使用高黏性密封胶，对裂缝进行填补处理；②针对裂缝区域，可以进行浇筑处理，及时修补裂缝处，避免裂缝对正常行车产生的干扰和影响。目前，在城市道路的维护管理工作中，乳化沥青稀浆封层技术得到了推广和普及使用。此时，如若城市道路沥青路面发生了轻微的裂缝或车辙，可以进行适当的维护和保养，使用乳化沥青稀浆封层技术及时进行处理，既确保行车安全，又不因为大范围施工影响行车秩序。

（五）实施开槽灌缝的技术

开槽灌封技术可以使用专业的开槽设备，对沥青高速公路设置宽度不小于1cm，深度1～3cm 的人工槽，使用开槽机对裂缝进行有效修补。使用补胶枪加热至适宜温度后，将修补剂灌入准备好的人工槽中，实现对沥青路面裂缝的有效修补实施。开槽灌缝技术在前期虽然需要投入一定的资金，但修复工作极佳，可以极大的延长沥青路面使用年限，值得推广使用。在进行灌缝时，材料与周边存在一定温差，因此，必须选择合理的开槽截面尺寸，且二者比例（如深宽比）不应超过2：1。在进行开槽灌缝技术时，必须满足以下几点要求：（1）根据路面的实际情况以及施工规范，对施工路面进行封闭，以防止外来车辆进入。（2）对开槽机以及灌封机等设备进行检修，以确保其可以正常运转。（3）按照设计标准，对裂缝进行开槽作业，以确保开槽尺寸的合理。（4）用吹风机对槽内及周围的杂物进行清理，清理范围可定为10m，做好准备。（5）灌缝工作作为最重要的工作流程，需要对胶体进行高温加热。等温度到达一定要求后，将修补胶从加热枪喷头喷出，灌入开槽中，以确保胶体可以有效渗透。同时，还应在裂缝两侧铺设0.1m 左右的密封层，以确保密封效果。（6）养护工作。在设置完毕后，其必须对修补范围进行有效冷却，以确保与路面原有的痕迹保持持平，完成后续清理。密封胶的冷却时间为15min，如特殊地段，需要尽快恢复交通，可在开槽表面铺撒细沙或薄膜，以确保交通可以有效恢复。

三、结语

总而言之，养护人员要高度重视现阶段出现的高速公路路面裂缝问题，一旦发现路面出现裂缝病害，及时制定修补方案，灵活运用灌缝技术、压浆技术、挖补与摊铺技术等，全面修补裂缝，避免出现因裂缝问题导致的高速公路交通安全事故。此外，养护人员还要定期开展预防性养护，全面提升高速公路交通的通畅性、安全性与稳定性。