公路工程沥青路面裂缝类病害防治技术研究

【摘要】沥青路面一旦出现裂缝，将会导致路面产生翻浆、坑槽和松散等病害问题出现，进而破坏沥青路面的整体结构，降低路用性能。因此，为降低沥青路面裂缝问题所造成的不利影响，本文从实际情况出发，总结和分析沥青路面裂缝形成的原因，并提出具有针对性的预防和处理方案，旨在改善公路路用性能，确保车辆行驶安全与舒适。

【关键词】公路工程；沥青路面；裂缝；防治

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2023.05.051

Study on Prevention and Control Technology of Cracks in Asphalt Pavement of Highway Engineering

LIU Jin

（Sujiaoke Group DetectionAuthentication Co.， Ltd.， Nanjing 211100， China）

Abstract： Once cracks appear in asphalt pavement， it will lead to diseases such as boiling， potholes and looseness， which will further destroy the overall structure of asphalt pavement and reduce road performance. Therefore， in order to reduce the adverse effects caused by asphalt pavement cracks， this paper summarizes and analyzes the causes of asphalt pavement cracks from the actual situation， and puts forward targeted prevention and treatment programs， aiming at improving the road performance and ensuring the safety and comfort of vehicles.

Key words： highway engineering； asphalt pavement； cracks； prevent and cure

0引言

對于沥青路面来说，无论是柔性基层或者是半刚性基层，经过长期的使用之后，均会出现一定程度的裂缝问题。早期产生的裂缝对沥青路面性能影响不大，但由于雨水浸泡裂缝，导致周围部位含水量增加，在长期作用下使其趋于饱和，而在车辆碾压重复作用下，导致路面承载性能不充分，进而产生冲刷、唧浆和网裂危害，这会对车辆行驶造成严重的安全威胁，同时也会影响车辆行驶的舒适性。

1公路工程沥青路面裂缝类病害类型

1.1纵向裂缝

纵向裂缝是公路工程中一种常见的病害，它一般沿公路路线纵向产生裂口。通常纵向裂缝的出现往往伴有不同程度的路基沉降，往往在路基填方处或者沉降变化界面上形成裂缝。公路沥青路面一旦出现纵向裂缝，则不可避免地会连带着局部基层开裂，并呈现裂缝上部宽、下部窄的开裂形式（如图1）。

1.2横向裂缝

相对于纵向裂缝而言，横向裂缝则主要指垂直于公路路线走向的裂缝。由于横向裂缝产生的成因不同，裂缝的类型也存在着一定的差异，具体有荷载型裂缝和非荷载型裂缝两种。其中前者指公路路面由于受外界因素影响和车辆超荷载运行所导致开裂，沥青路面结构发生破坏裂缝，许多时候是在车辆荷载的不断作用下，由于结构设计不够合理，或施工质量不过关，导致路面的结构强度不足，受车辆载荷作用，拉应力大于半刚性基层材料强度，其底部发生裂缝危害。除此之外，在车辆荷载继续作用下，底部裂缝向上部结构反射，沥青面层亦有可能发生开裂。

沥青材料在高温环境下具有良好的应力松弛性，温度的改变不会使其出现超过自身承载能力范围内的温度应力，但若温度在短时间内迅速下降，沥青材料便开始硬化和收缩，当沥青材料应力松弛不能满足温度应力提高的要求，则会使材料劲度加大。由于沥青面层对路面结构具有外部约束力，只要面层内部所形成的收缩拉应力超过沥青材料的抗拉强度，都可能引起开裂问题。在此条件下，由于沥青材料对基层的附着力不够，将发生严重收缩损害，并由此引起裂缝。

1.3网状裂缝

网状裂缝的出现和公路沥青路面车辆荷载有着直接的关系，通常会连带发生路面下沉和塌陷。网状裂缝通常是指若干横、纵向裂缝互相错开所组成的网状体。在形成之前，在车辆运行路段附近会事先形成纵向裂缝，经过一段时间之后，纵向裂缝间将陆续有部分横向裂缝存在。不同的裂缝互相连通或者错开，进而构成裂缝网。网状裂缝形成则意味着沥青路面已产生严重的损坏，平整度会明显降低。

2公路工程沥青路面裂缝类病害产生原因

2.1设计原因

在沥青路面施工过程中，一定要加强对设计的重视程度，一旦设计存在缺陷，极易造成路面病害。通常情况下，由于设计缺陷所带来的问题主要有：设计考虑不周，未调查实际环境因素，造成公路竣工后由于难以满足交通量荷载量而使得公路投入运营后易产生路面开裂现象；公路基层设计与实际状况不符，可能造成地基沉降进而产生路面裂缝；地下管道设计埋深与实际需求不符，造成基层夯实不平整，可能造成路面横向开裂；设计过程中由于材料配比不科学以及未结合实际排水设计等原因还可能造成路面开裂病害等。

2.2施工材料原因

沥青混合料是奠定沥青路面质量的物质基础，一般情况下，沥青路面材料中主要含有沥青和矿料。沥青材料质量合格与否依赖于沥青结合料，而施工企业通常会因为工期紧、任务艰巨而在材料采购过程中缺少全面的对比和检测。出于利益驱动，目前市面上优质沥青材料数量很少，大多数沥青材料具有含蜡多、延度小和易敏感的问题，导致沥青和其他石料接触后既无法产生强黏结力，又很难有效地应对温度变化，抗裂性和稳定性都很弱，最后出现表层裂缝。矿料决定着沥青混合料的强度，如果矿料技术参数达不到工程标准，容易诱发沥青路面早期裂缝。

2.3道路施工原因

沥青路面施工主要包括基层施工和面层施工，这两个环节都有可能造成路面裂缝病害的产生。在基层沥青路面施工中，基层表面未彻底清洗就立即铺筑结构层，经过长时间使用，受到车辆载荷作用下，基层浮土演变为泥浆，影响沥青路面强度和稳定性。在石灰无机稳定粒料生产中，加入石灰太少，拌和不匀，水含量太低或者太高，都会造成路面基层强度较弱，引发前期裂缝问题。在沥青路面面层施工中，施工人员未对工程物料进行严格测试，各种沥青混合料比例不合适，就会造成网状裂缝。同时，沥青混合料加热温度和碾压温度过高以及雨季施工过多都是导致沥青路面开裂的直接因素。

2.4外部环境原因

外部环境影响体现为季节变化、车辆荷载和温度变化等。其中最重要的是温度变化因素造成的一系列影响。沥青路面在温度作用下出现的开裂以横向开裂为主，这种开裂影响了路面整体的正常使用。温度变化会导致裂缝出现两种类型，一种是收缩裂缝，一旦温度下降，路面因收缩而开裂；另一种是温度疲劳开裂，若拉应力大于沥青自身强度则发生温度疲劳。当遇到持续降雨降雪天气时，沥青路面外界温度骤降，其面层或者半刚性基层受低温激发发生收缩反应而出现收缩缝。在路面荷载作用一定时间后，收缩缝逐渐向路面表层扩展，最后出现反射性裂缝。

3公路工程沥青路面裂缝类病害防治措施

3.1优化工程设计

设计是开展路面施工的重要前提，在沥青路面施工中要确保设计方案能够满足道路的实际需求，做好以下几方面的内容：一是确定路面的厚度。若为柔性路面则在设计时一定要综合考虑路面等级、交通承载量、施工区域的地质环境以及施工季节等因素，然后再对路面厚度做出合理设计。二是做好沥青混合料级配设计。我国高等级道路广泛采用较粗级配，以改善路面抗滑能力及抗车辙性能，但因用油量相对较小、空隙率偏高、传荷能力有一定减弱等原因，极易造成路面开裂。因此设计过程中要综合考虑混合料种类选择和设计厚度。三是要做好应力吸收层和加筋层的设计。在沥青混凝土面层上增加应力吸收层和加筋层可以有效地防止反射裂缝的产生。应力吸收层为罩面层和原路面间的隔离层，所用材料一般为弹性模量相对较低的土工布、砂屑和石屑等，这些材料能够有效地消除应力。而加筋是指通过使用较高强度和弹性模量的材料（例如钢筋网，玻璃纤维隔栅与纤维沥青混凝土等）来提高罩面层抗拉强度。除此之外，沥青路面各层厚度设计应满足最小施工厚度，这样上下两层才能保持良好连接。

3.2合理选择材料

上文提到过沥青含蜡量对沥青路面的强度和稳定性有很大影响，所以选择含蜡量少的优质沥青做面层材料很重要，改性沥青就是其中之一。随着我国高等级公路建设规模的不断扩大和数量的不断增加，以丁苯橡胶为代表的高分子聚合物在国内得到了广泛的应用，添加高分子聚合物的主要目的是实现改性，提升沥青与其他物料的粘连性与强度。

3.3加强施工管理

沥青路面施工质量不仅影响路面的平整性和使用寿命，而且对后期维护也有很大影响。在道路施工过程中，要严格控制每一个结构层的施工质量，确保每一个结构层都能达到预期的效果，避免出现裂缝。在施工过程中，要严格控制沥青混合料的质量，确保公路施工的质量。在制定施工方案时，要注意选择合适的施工人员、先进的施工技术以及专业的施工机械等，防止出现质量问题。在制作沥青混合料时应控制好加热温度和加热时间，防止因温度过高或过低而导致沥青老化，影响沥青混合料的压实度而产生反射裂缝。做好排水工作，防止水分渗入到土壤当中去。压实度作为体现路基强度的重要标志，必须对其进行测试与控制，以保证其处于施工过程中规定。当压实度达不到要求时，就会导致填筑完成后的填土层出现开裂现象，这时就要及时更换新的插杆挂线用的材料，确保每一层的松铺厚度能够达到30 cm以内。路基强度的提高可以降低地下水位对路基造成的压力，当水位达到80 cm左右时，就应该及时对路床进行加固，以减小其产生的扩散应力，保证整个工程的稳定性。路基开挖后，如发现其下渗水，不论渗水量有多少，都应立即治理。

3.4落实养护要点

在做好施工管理的同时也要做好路面后期的养护工作，加强对道路建设的管理力度。在整个工程建设过程中都应该严格按照规范要求实施。道路养护设施主要包括路面排水设施、道路基层和面层等，只有做好这些工作才能有效减少道路损坏现象发生，提高道路使用寿命。

4结束语

影响沥青路面产生裂缝的原因有很多，包括设计因素、混合料质量、施工因素等。因此，如果不及时对这些不利因素进行解决，将会严重阻碍我国公路工程事业的发展进程，还会给车辆行驶安全造成威胁。由此可见，研究沥青混凝土路面裂缝成因及防治措施具有重要意义。因此要想降低路面裂缝问题，必须要从设计环节、材料质量和工艺操作方面着手，在对裂缝产生原因进行分析的前提下，运用科学方法对其进行治理，降低路面裂缝问题发生率，提升公路车辆行驶安全。

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【作者简介】

刘津，男，1989年出生，工程师，研究方向为道路与桥梁施工技术咨询与检测。

（编辑：谢飞燕）