沥青路面裂缝成因及养护研究

顾永标

（贵州高速公路集团有限公司营运事业部安顺中心，贵州安顺 561000）

0 引言

在高速公路项目开展的阶段对公路工程质量有着很严格要求，因此在施工环节必须要根据实际情况做好路面技术选择，且对涉及养护内容进行分析，才能够推进项目有序开展。因此，对公路路面裂缝原因以及养护策略进行研究，探寻出有效技术方案对推动养护工程开展有一定帮助。

1 高速公路路面裂缝分析

1.1 横向裂缝

1.1.1 表现形式

路面横向裂缝表现形式体现为：裂缝与中心路线处于垂直状态，裂缝线宽大小不一，有些长裂缝贯穿路面，一些为开裂现象，横向裂缝见图1[1]。

图1 横向裂缝

1.1.2 形成原因

其一，具体施工环节沥青材料性能满足，受施工区域气候以及施工条件影响，导致面层温度收缩过快，温度疲劳力超过沥青抗拉强度时形成横向裂缝。

其二，施工缝处理不当，相对接缝位置存在缝隙形成横向裂缝。

其三，由于混合料材料因素、施工工艺因素，基层结构压实度不足，在车辆荷载反复作用下形成横向裂缝。

1.2 纵向裂缝

1.2.1 表现形式

纵向裂缝与路线走路线向处于平行状态，宽度与长度不一致，纵向裂缝见图2。

图2 纵向裂缝

1.2.2 形成原因

其一，路基施工材料性能不足；路基属于软土类型；路基吸水率过大导致路面结构破坏。

其二，路面纵向施工未规范操作，或是压实度未达标导致加宽位置出现沉降。

其三，路基边坡坡度未满足设计规范值，路基压实不标准，引起滑坡导致纵向裂缝。

其四，路基边沟过深会增加实际填土量，路基承受力增加出现局部下沉、路面形成开裂。

其五，摊铺作业时路面结构冷接缝处理不到位，结构不够紧密，导致纵向裂缝问题出现[2]。

1.3 网状裂缝

1.3.1 表现形式

网状裂缝表现形式为蜘蛛网类型，缝隙宽度最小为1mm，最大可达40mm,整体裂缝面积约为1m2以上，网状裂缝见图3。

图3 网状裂缝

1.3.2 形成原因

其一，在纵向裂缝与横向裂缝形成后未得到及时修复，受到冻水等环境影响就会垂出现状裂缝。

其二，施工材料不足、材料搅拌时间过长、沥青出现老化，材料抗变性能消减容易出现裂缝问题。

其三，公路路面结构存在软弱夹层水稳定性不足，材料层松散。

其四，沥青铺设厚度不达标，使得结构层黏结效果下降，此外路面压强参数不足，受环境影响也会出现网状裂缝。

1.4 反射裂缝

1.4.1 表现形式

反射裂缝其形状表现没有规律，主要是取决于下承层变化影响决定的。若下承结构变化区域大，反射裂缝面积增加，反之则依然，反射裂缝见图4。

图4 反射裂缝

1.4.2 形成原因

其一，在老旧沥青路面结构加铺材料时，受到温度变化影响，原始路面裂缝扩大，使得新铺材料出现断裂情况。

其二，受半刚性温差影响出现反射裂缝。

其三，新铺材料中的水分减少影响干缩应力与干缩性能，导致基层结构出现开裂，从而反射到沥青面层结构[3]。

2 裂缝防治预防对策

2.1 横向裂缝预防措施

首先，按照工程项目当地的气候特征及公路等级要求，结合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2019）要求，选择沥青的类型与强度等级，减少路面温缩裂缝形成。材料使用前需要做好耐温测试，且需验证材料指标是否满足工况需求。

其次，以连续作业方式进行摊铺，减少冷接缝情况出现。倘若无法避免冷接缝，则先切割摊铺边缘位置接缝口，再使用热混合料对接缝位置敷贴，让材料软化而后再摊铺新材料进行压实处理。

再次，提升横向接缝压实度。横向接缝压实作业，接缝施工之前需要做好接缝区域沥青厚度控制，让接缝厚度与路面厚度一致，然后使用压路机进行压实作业。

最后，对于桥涵回填区域，材料应当以砂砾石、透水性能强等材料为主进行填筑；对于沉降严重的区域，先换填软土材料再进行二次处理，避免不均匀沉降问题出现[4]。

2.2 纵向裂缝预防措施

路面纵向裂缝形成主要因素与路基强度有关，故而本文从路基层面分析纵向裂缝预防措施。

首先，路基填筑作业考虑填筑材料强度，最好选择大粒径石料为主进行填筑。

其次，对于半填半挖式路基，需要处理边坡周围软土之后再进行分层施工。

再次，选择路基分层填筑方式作业，采取重型设备充分压实；放坡率需要满足设计要求，避免出现超挖以及欠挖的情况出现。

最后，采取全幅作业方式进行面层施工，若条件不允许则采取2 台设备前后配合施工。施工环节考虑上层、下层的施工效果，针对冷接缝处理，在施工环节要考虑接缝位置与路面对接位置的厚度要求，同时做好接缝时间控制，提高接缝质量。

2.3 网状裂缝预防措施

首先，沥青材料选择应当以低温变形能力强材料为主，且结合施工规范做好材料拌和、温度等方面控制。

其次，铺筑之前，全面做好下层结构检查，查看是否存在杂物、石块。针对软层结构要提升其强度，而后喷涂0.7～1.1cm 的透层油，特殊条件下需要添加部分砂或是小石块，确保结构层黏结效果达标。

再次，沥青厚度要达到规范值，同时做好施工过程的质量控制，针对积水位置设置排水沟减少积水堆积。

最后，按照项目要求，条件允许则可以采用沥青碎石柔性基层作为主要结构，从而实现网状裂缝控制目标。

2.4 反射裂缝预防措施

首先，铺筑新材料时需要将原有路面结构清理干净再铺设；或是利用土工格栅与土工布方式进行施工，以避免反射裂缝病害出现。

其次，按照施工标准控制基层材料塑性指数与料粉含量，一般而言材料颗粒含量需要＜0.075mm。

最后，在基层施工环节，需要做好材料含水量的控制，并且合理控制碾压的速度与碾压次数，基层压实作业完成以后，需要及时的做好交通管制与养护管理，减少外界因素带来的影响。

3 高速公路养护技术

3.1 稀浆封层技术

稀浆封层技术主要是以乳化沥青黏结材料作为冷拌式的养护技术，该技术在路面出现松散、车辙、裂缝等病害处理中得到广泛应用。稀浆封层技术应用时首先需要选择制级配碎石材料作为原材料，与乳化沥青混合搅拌成混合材料。而后采用专业的设备以连续性的方式进行作业，稀浆封层材料流动性及渗透效果优异，能够切实改善路面裂缝病害，提升路面防水性及平整度。

3.2 雾封层技术

在路面养护工程中，雾封层技术具备操作方便、技术工艺成熟等特点能够有效改善路面横向裂缝问题。该技术在应用时首先将相关的材料进行配比拌和，而后进行封层处理，在通过摊铺碾压等工序之后，能够达到养护需求。通过雾封层施工方式能够大大提升病害处理效果。但是该技术也有明显的不足，即施工后摩擦力减小，所以通过该技术应用到摩擦力小、泛油路面难以符合要求。

3.3 微表处技术

在公路路面养护中，微表处技术作为常见的一项养护技术，该技术属于采取高分子聚合物材料的改性技术。在养护环节通过采用专业的设备把各种材料混合搅拌，而后按照一定比例参数将其喷射到路面病害位置实现病害处理。该技术具备污染小、操作方便、养护效果显著等特点。在病害处理时能实现路面裂缝密封、路面构造修复、车辙填充等区域。

3.4 薄层罩面技术

薄层罩面技术在路面保护施工中使用时间较长，该技术应用时主要是在损害路面重新铺设一层热沥青混合料，通常厚度在2.5cm 以内，新覆盖的表层会达到保护效果，能减少路面病害扩展，以延长路面使用寿命。

4 裂缝产生后的补救方法

4.1 灌缝法

灌缝法应用到轻微裂缝、裂缝影响不严重的高速公路中，效果非常明显。操作阶段首先施工人员需要将沥青增温至150～160oC，其次将沥青倾倒在裂缝的位置，最后进行局部碾压，从而提升灌缝效果。灌浆施工材料的沥青是核心，也可以应用丁苯橡胶等材料。该技术并不能根本处理掉病害问题，所以使用效果并不明显。因此在裂缝施工中应该做好分析和研究，选择经济性好、技术性强的方式以达到公路工程养护的需要。

4.2 压浆法

压浆法与其他方式对比，压浆法操作比较简单，尤其在局部裂缝问题上处理效果良好。

在沥青路面病害问题处理时，可以采用环氧树脂作为基础材料，在进行相关拌和以后，利用高压设备将浆液灌注到裂缝位置中，待浆液填充缝隙即施工完毕。

4.3 摊铺法

对于温度变化而引起的细小裂缝或者大面积裂缝，摊铺法应用效果良好。首先，清理掉裂缝部位杂物；其次，填充乳化量材料，并且在表面覆盖一层粗砂或者其他物质；最后，进行表面压实处理。填充物内裂缝宽度不同，在不足5mm 的情况下沥青砂的处理效果最好，填充结束后及时封闭处理。

4.4 挖浆法

路面沉降是目前高速公路非常普遍发生的病害问题，该问题发生后其出现的裂缝可以通过挖浆法开展施工处理。根据裂缝的分布范围，明确具体的工作范围，对于裂缝进行挖除处理然后开始填充施工，将土工格栅放置在规定部位上再修复表面即可，在挖浆法应用时需要保证压实度在98%以上。

5 沥青路面裂缝施工管理建议

5.1 基层拌和的监督

公路工程的实施环节，基层拌和是关键阶段，对于工程质量影响最为明显。加强集料的质量管理和控制，落实混合料的质量检查保证材料的配合比满足要求。最为重要的是做好含水量检测，需要分析空气湿度、环境温度以做好各项参数的有效控制。

5.2 压实程度检测

在高速公路项目施工的阶段中，为了能够保证路面工程的质量满足实际需求，必须要做好路面压实度的检测。在压实的阶段中要做好仪器的检查，查看仪器是否具备精确度，并且在检测的阶段中要做好相关检测数据的测定，如此才能够全面掌握路面压实的质量，达到项目的建设标准要求。

6 结语

综合以上分析，在高速公路路面工程施工阶段合理地选择路面施工技术，对提高路面工程的整体质量有着密切的联系。在今后项目开展阶段，要按照路面工程的施工标准要求对技术进行选择，同时还需要根据公路的项目需求做好养护计划，在施工环节做好现场路基清理，从材料摊铺、碾压与施工温度等方面进行控制，这样才能有效处理路面裂缝病害问题。