公路瀝青路面裂縫產(chǎn)生原因與處治措施

陳 嶺

（貴州省紫云公路管理段,貴州 安順 550800）

0 引言

公路瀝青路面作為公路交通運輸領域中重要的路面形式，因其平整、防滑、降噪、減振等優(yōu)點而得到廣泛應用。然而，在長期使用過程中，公路瀝青路面經(jīng)常出現(xiàn)各種不同形式的病害，其中裂縫是最為常見見，不僅影響行車的平穩(wěn)和舒適性，還會加劇路面的老化和破壞程度，給公路的維護和管理帶來較大的壓力，增加養(yǎng)護成本。因此，研究公路瀝青路面裂縫的產(chǎn)生原因和處治措施，具有非常重要的理論和實踐意義。

1 公路瀝青路面裂縫的危害與形式

1.1 公路瀝青路面裂縫的危害

公路瀝青路面裂縫的出現(xiàn)會對公路交通安全和行車舒適性產(chǎn)生較大影響，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.1.1 增加車輛的阻力和噪聲

瀝青路面出現(xiàn)裂縫后，路面摩擦系數(shù)會降低，路面變得更加光滑，從而增加車輛的滑動風險，減小車輛的穩(wěn)定性，降低行駛速度，甚至導致車輛失控或發(fā)生交通事故。其次，裂縫會產(chǎn)生噪聲，影響行車的舒適性，對鄰近居民的生活質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

1.1.2 減弱路面的承載能力

瀝青路面出現(xiàn)裂縫后，路面結構的受力將不再均勻，導致路面應力集中，路面結構的荷載能力下降，加劇路面老化，甚至導致路面結構局部破壞，影響路面的承載性能和使用壽命。

1.1.3 影響路面的排水性能

瀝青路面裂縫會導致路面的排水性能下降，降低公路的排水能力。當水不能及時排出路面時，會在路面以下形成水袋，造成路基軟化，從而影響路面的穩(wěn)定性和安全性。此外，當水進入路面下方的結構層時，會導致結構層內(nèi)部的材料受潮或損壞，加劇裂縫擴展和路面病害的形成。

1.2 公路瀝青路面裂縫形式及原因分析

公路瀝青路面裂縫是瀝青路面最常見的病害之一，主要包括橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫及塊狀裂縫。裂縫病害會隨著時間的推移逐漸加重，影響路面的平穩(wěn)性、舒適性和安全性，降低路面的使用壽命和經(jīng)濟效益[1]。

1.2.1 橫向裂縫

橫向裂縫通常與公路中心線基本垂直，縫寬大小不一，部分橫貫整個路幅，部分貫穿局部路幅，裂縫彎彎曲曲、有支有叉，同時伴隨著支縫、塌陷、破碎、剝落等問題（如圖1所示）。根據(jù)其形成原因，橫向裂縫可細分為荷載裂縫、非荷載裂縫兩類。其中荷載裂縫產(chǎn)生的原因通常為行車荷載過大，導致拉應力大于其疲勞應力，進而出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。荷載裂縫最先出現(xiàn)于路面底部，逐步向上發(fā)展到瀝青表面。非荷載裂縫也是橫向裂縫的主要表現(xiàn)形式，包括瀝青面層收縮裂縫及基層反射裂縫兩種。

圖1 橫向裂縫

1.2.2 縱向裂縫

與橫向裂縫相比，縱向裂縫病害同樣較為突出?？v向裂縫基本與行車方向相同，主要集中于行車道輪跡密集區(qū)域，縫寬通常為2~8 mm之間，多呈單條裂縫。縱向裂縫的產(chǎn)生，主要源于以下2種原因：

（1）瀝青面層攤鋪過程中，分幅接縫處理不當，加之車輛荷載和自然環(huán)境的影響，逐步產(chǎn)生裂縫。

（2）路基壓實度不均或路基邊緣因水害而出現(xiàn)不均勻沉陷?？v向裂縫如圖2所示。

圖2 縱向裂縫

1.2.3 網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫在瀝青路面上呈現(xiàn)交叉、錯綜復雜的形式，多由路面基層整體強度不夠造成，或因瀝青路面橫向、縱向裂縫產(chǎn)生后未及時進行封填而造成，雨水滲入后，進一步加重路面病害。其次，瀝青路面建設及使用期間產(chǎn)生老化，也是瀝青路面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫的原因之一。網(wǎng)狀裂縫如圖3所示。

圖3 網(wǎng)狀裂縫

1.2.4 塊狀裂縫

塊狀裂縫是指在公路瀝青路面中出現(xiàn)的局部斷裂或開裂的裂縫，通常呈現(xiàn)幾何形狀的塊狀裂縫，多由路面材料老化、疲勞、損傷等因素引起[2]。根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因劃分，通常分為疲勞裂縫、反射裂縫及老化裂縫三類。

2 影響公路瀝青路面裂縫產(chǎn)生的因素

公路瀝青路面裂縫是由多種因素共同作用導致的。以下為常見的影響因素：

2.1 氣候因素

公路瀝青路面作為一種復合材料，其性能特點在不同的氣候條件下會發(fā)生變化，因而易受氣候變化的影響。常見的氣候變化因素包括溫度變化、降雨和風化等，其會對路面的物理、化學和力學性能產(chǎn)生影響，導致路面發(fā)生膨脹、收縮和變形，從而加速路面裂縫的產(chǎn)生。例如，當路面溫度變化較大時，瀝青材料會發(fā)生熱脹冷縮，產(chǎn)生膨脹和收縮變形，從而導致路面發(fā)生裂縫。尤其在寒冷氣候下，瀝青路面易變脆，導致路面疲勞裂縫的產(chǎn)生。

2.2 地質(zhì)因素

路面的承載能力和變形特性受地質(zhì)條件影響，不同地質(zhì)條件下，路面的承載能力和變形特性會發(fā)生不同程度的變化。部分地質(zhì)條件，如土壤含水量、土層厚度和土壤密度，對路面承載能力和變形特性影響較顯著。當路面所處的地基不均勻或不穩(wěn)定時，會導致路面承受更大荷載，易引起路面裂縫的產(chǎn)生。例如，在地下水位較高的地區(qū)，土壤穩(wěn)定性較差，易引起路面下沉、裂縫和變形。此外，若路面所處的地基地質(zhì)條件不穩(wěn)定，如存在軟土、膨脹土、堅硬巖石等，同樣易引起路面裂縫的產(chǎn)生。

2.3 瀝青路面材料因素

瀝青路面由瀝青混合料攤鋪而成，原材料主要包括瀝青及礦料，路面材料的質(zhì)量和配比是影響路面抗裂性能的關鍵因素之一。質(zhì)量差的材料易變形、老化和破裂，繼而引起路面裂縫產(chǎn)生。例如，若使用的瀝青材料品質(zhì)較差、摻雜雜質(zhì)較多，路面在使用過程中則會逐漸失去彈性，導致路面承載能力下降和裂縫的產(chǎn)生。此外，若路面材料配比不合理，如瀝青含量過高或過低、礦粉摻量過多等，同樣會影響路面材料的性能和抗裂性能。因此，在路面材料的選擇和配比時，應綜合路面使用要求、氣候條件和交通量等因素進行合理設計和調(diào)整。

2.4 行車荷載因素

超載、頻繁的重載和大型車輛均會對路面的承載能力和穩(wěn)定性造成影響，加劇路面的應力和變形，引起路面裂縫的產(chǎn)生。首先，超載和頻繁的重載會使路面遭受超設計荷載的壓力，導致路面變形和應力集中，加速路面裂縫的產(chǎn)生。超載車輛的行駛對路面損傷較嚴重，會導致路面產(chǎn)生變形、破碎和剝落等問題，降低路面使用壽命和安全性。其次，大型車輛的輪胎面積較大，對路面的荷載較集中，易引起路面應力集中和變形，因此，大型車輛對路面的穩(wěn)定性和抗裂性能存在影響。同時，大型車輛行駛時，對路面會產(chǎn)生較大振動和沖擊力，使路面材料發(fā)生變形和損傷，從而加速路面裂縫的產(chǎn)生。

2.5 設計及施工質(zhì)量因素

除上述影響因素外，路面的設計和施工質(zhì)量也是影響路面裂縫的關鍵因素之一。不合理的設計和低質(zhì)量的施工均會導致路面裂縫的產(chǎn)生。

2.5.1 設計因素

路面設計應根據(jù)道路的使用要求、氣候條件和交通量等因素進行合理的選擇和優(yōu)化。對于重載和高速公路等道路，路面設計應更加注重其抗裂性能和承載能力。對于低交通量的道路，則更注重其平順性和經(jīng)濟性。若瀝青路面結構設計不當，則易引發(fā)裂縫產(chǎn)生。例如，瀝青路面設計過薄，導致路面無法適應車輛荷載，繼而產(chǎn)生裂縫問題?；蛘哕嚵髁款A測偏差較大，導致最初設計中的瀝青路面強度較弱，無法滿足荷載需求并形成裂縫。

2.5.2 施工質(zhì)量因素

瀝青路面施工質(zhì)量差會導致路面材料不均勻、壓實不足、翻漿等問題，導致路面產(chǎn)生裂縫和變形。例如，施工過程中瀝青溫度不夠、瀝青含量不足、壓實不均勻等，均會導致路面壓實不足和空鼓現(xiàn)象，從而加速路面裂縫的產(chǎn)生。此外，若施工工藝控制不佳，如基層不均勻、太干或太濕等，也會影響路面的穩(wěn)定性和抗裂性能。

3 公路瀝青路面裂縫的處治措施

3.1 橫向裂縫的處治措施

在進行路面裂縫處治時，裂縫深淺是一個重要的考慮因素[3]。對于橫向裂縫較淺的，一般采用封閉處理方法，使用封閉材料填充裂縫并進行封閉。此舉可阻止水分進入路面內(nèi)部，減少裂縫的擴展和路面損壞。封閉材料的選擇應結合裂縫大小和類型，通?？蛇x擇瀝青封閉劑、聚氨酯等材料，此材料具有較好的黏附性和耐久性，可在較長時間內(nèi)保證裂縫處于封閉狀態(tài)。

對于橫向裂縫較深的，需采用更嚴格的處理方式，如采取加鋪瀝青混合料、冷補材料等方式進行修補，以增加路面的抗壓能力。加鋪瀝青混合料可將瀝青混合料倒入裂縫內(nèi)，經(jīng)壓實使之與路面形成一體。冷補材料則是一種較為新型的處理方式，主要由特殊高分子材料組成，可在快速凝固后達到與路面相似的硬度和強度，具有成本低、使用方便等優(yōu)點。

3.2 縱向裂縫的處治措施

對于縱向裂縫的處理，應注重加強路面的承載能力，避免裂縫再度產(chǎn)生。具體方法包括鋪設磚石等加強結構、增加路面厚度和強度等。此外，全面的路面翻修也是一種有效的處理方法，可通過重新鋪設瀝青混合料、冷補材料等方式進行修補，以增加路面的抗壓能力，提高路面使用壽命。在進行縱向裂縫處理時，需注意修補與周邊路面的接合處，以保證道路的平整度和行車安全性。

3.3 網(wǎng)狀裂縫的處治措施

網(wǎng)狀裂縫的形態(tài)和位置不固定，較難處理。此類裂縫通常采用鉆孔修補法進行處理，即在裂縫兩側鉆孔，再灌注封閉材料，使裂縫得到加固和封閉。此外，可采用加鋪瀝青混合料、冷補材料等方式進行修補。對于較嚴重的網(wǎng)狀裂縫，則需進行全面的路面翻修。在進行網(wǎng)狀裂縫處理時，還需注意與周圍環(huán)境和材料搭配，并保證處理后的道路平整度和車輛行駛舒適度[4]。

3.4 塊狀裂縫的處治措施

塊狀裂縫的處治措施應根據(jù)裂縫的嚴重程度和影響范圍，綜合考慮經(jīng)濟、技術等因素進行選擇，以達到延長路面使用壽命、提高路面質(zhì)量的目的。對于塊狀裂縫較小的區(qū)域，可采用局部補修的方法。該方法需首先清理裂縫內(nèi)的雜物和水分，再采用熱補材料或修補膠對裂縫進行填充和修補，最后進行壓實。對于塊狀裂縫嚴重、路面損傷較為嚴重的情況，則可采取路面改造的方法。該方法要求先將舊路面進行清理和拆除，再重新鋪設新的路面材料。

4 預防公路瀝青路面裂縫的建議

4.1 合理設計

強化公路瀝青路面設計，保證公路工程瀝青路面施工結構的設計科學和針對性，是防止瀝青路面裂縫問題的重要途徑[5]。在路面設計時，應綜合考慮道路使用要求、氣候條件和交通量等因素，進行合理的選擇和優(yōu)化，如增加路面的厚度、采用更好的路面材料等，以提高路面的承載能力和穩(wěn)定性，降低瀝青路面裂縫的產(chǎn)生率和擴大率。

4.2 優(yōu)化施工工藝

公路瀝青路面施工工序和施工工藝是否科學與合理，直接決定著公路瀝青路面的成型質(zhì)量，因此，須加強瀝青路面施工工藝過程控制。合理的施工工藝可使路面材料壓實均勻，瀝青含量適宜，從而減少路面裂縫的產(chǎn)生。在施工過程中，應重點控制瀝青的溫度、含量和壓實等，確保路面的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

4.3 加強路面養(yǎng)護

公路竣工投入使用后，加強路面的維護和巡查是保持路面完好和安全的重要手段。通過完善公路養(yǎng)護機制，實行科學化監(jiān)管，做好定期維護和巡查，可及時發(fā)現(xiàn)并處理路面裂縫等病害，防止病害進一步擴大和深化，維持路面的平整和舒適度，確保道路的通行安全和舒適性。

4.4 加強交通管理

在道路日常運營期間，車輛超載現(xiàn)象極為普遍，而車輛超載會嚴重破壞公路的使用功能，導致道路瀝青路面出現(xiàn)裂縫病害。通過加強交通管理，可減少超載和頻繁重載車輛的行駛，減少路面應力，延長路面的使用壽命。因此，在道路使用過程中，應加強對超載和重載車輛的管理和監(jiān)管，限制超載和重載車輛的行駛。

5 結語

綜上所述，在公路交通建設中，路面裂縫作為路面常見病害問題，對行車安全、行車舒適性、路面排水性能等均產(chǎn)生不利影響，已嚴重威脅公路交通安全和可持續(xù)發(fā)展?；诖?，該文立足工作實踐，以公路瀝青路面裂縫的危害及形式為出發(fā)點，對其產(chǎn)生的原因展開分析，并對瀝青路面裂縫的預防及處治措施進行了深入探討，對我國公路交通領域的從業(yè)者和研究者具有一定的參考和借鑒價值。