探析公路工程中沥青道路裂缝病害的原因与防治

石小锡　龙惠平

【摘要】公路工程中由于沥青路面具有行车舒适、噪音小、扬尘少等优点，已成为城市道路路面的主要形式。但沥青若施工和养护不当，便容易出现裂缝、车辙等质量病害，影响了城市的美观，降低了道路的行车性能。本文主要对沥青路面裂缝的病害成因及防治处理进行了探讨分析，最后论述了沥青路面车辙及其防治。

【关键词】公路工程 沥青路面病害 路面裂缝 防治措施 车辙

一、公路工程中沥青路面裂缝产生的原因

公路工程中沥青路面裂缝形式有各种各样，这里只对主要类型的成因进行分析。龟裂主要是路面的整体强度不足而引起的。其原因可能是路面结构设计不合理，路基压实度不足，路面材料配比不当或未拌和均匀等，也可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填，致使水分渗入下层，尤其在融雪期间冻融交加，加剧了路面的破损。沥青在施工以及长期使用过程中的老化，也是导致沥青面层形成龟裂的原因之一。横裂按其成因不同，横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣，或由于车辆严重超载，致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式，它有两种情况，沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。这种病害比较普遍，主要由于沥青面层温度病害。纵向裂缝通常由路基、基层沉降，或施工接缝质量或结构承载力不足而引起。由路基、基层沉降引起的纵缝，通常断断续续，绵延很长。由沥青面层分幅摊铺，施工搭接引起的纵缝，其形态特征是长且直。而由结构承载力不足引起的纵缝多出现在路面边缘，因路基湿软造成承载力不足，从而产生纵缝。（1）设计原因：①路面结构设计不合理或厚度不足，路面强度无法满足行车要求或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小，以至瀝青路面产生裂缝。②地下管道设计深度不够，导致基层压实不平引起沥青路面的横向裂缝。（2）材料因素：①沥青混合材料过细，其结合料过少（即石油必过低）；炒制过火。②沥青混合料中集料级配不佳，石料偏少。③沥青材料配合比不正确。④沥青原材料低温延性差或沥青混合料粘结力低，造成路面早期裂缝。（3）气候因素：①路基或基层结构强度不足，路基局部下沉路面掰裂。②半刚性基层在铺建时随着混合料水分的减少产生干缩应力，形成干缩裂缝。③基层混合料的离析或辗压不密实及机械组合不合理，造成基层上部细粒料上浮，形成强度较弱的薄层，在行车荷载作用下，易产生龟状裂缝。④半刚性基层养生不当直接影响干缩裂缝的产生。（4）超载因素：①由于超载车辆引起累计轴次的增大，从而引起设计弯沉值减小。②由于超载造成正常设计的路面基层或低基层抗拉强度不足，使其提前在层底产生拉裂。③由于超载，加之车辆的振动冲击作用，可将路面压坏，即一次性破坏作用。④由于超载，车辆在上下坡、刹车时将加速沥青路面层的剪切破坏。

二、公路工程中沥青路面裂缝的防治措施

公路工程中沥青路面裂缝的形式多种，路面裂缝产生的原因不一，在施工中必须牢固树立预防为主的思想，严格把住施工各个环节。

1、利用微波路面热再生机对需修复路面进行微波加热，全面软化、加热沥青路面并融化沥青；机械滚压夯实被加热路面，完成裂缝黏合、平整路面坑包。这是近年来在国内开始运用的新工艺，其特点是：工作时间短（10～15min）对交通影响小；修补路面时几乎不需添新料，对环境既无噪声污染、又不产生废弃沥青混合料；小面积的凹坑、高包、裂缝可随时给予修复；路面接合处修补无需黏油，微波现场现热再生沥青料之间无弱接层，接合处质量比传统修补法质量大大提高。

2、利用红外线就地加热装置，顺着裂缝对沥青路面加热，视裂缝程度确定沥青路面加热时间的长短，一般室外温度在15～20℃时，加热1～2min左右即可，使沥青路面表面温度达到180℃，然后用小型压路机或振动夯进行碾压或夯实，直到裂缝消失为止。

3、利用灌缝机或普通铁壶将热沥青顺着裂缝浇灌，然后用液化气或红外线加热器把灌缝的沥青加热到180℃时，沥青将渗入到裂缝中去，与原沥青路面很好的热接合，然后均匀地撒上一层直径2～5mm干净的石屑或粗砂，冷却几分钟后即可放行通车。

4、对于路面的纵向、横向的裂缝、块状裂缝以及放射裂缝，应按裂缝的宽度分别予以处治。缝宽在6mm以内时，清除缝中杂物及尘土，用液化气或喷灯将裂缝壁加热至黏性状态，采用稠度较低的热沥青（缝内潮湿时应采用乳化沥青）灌入缝内，灌入深度约为缝深2/3，再填人干净石屑或粗砂，并捣实，最后将溢出缝外的沥青及石屑、砂清除。缝宽在6mm以上，可采用下列方法之一进行处治。灌缝法。人工除去已松动的裂缝边缘，或使用装有旋转式碳钢切缝刀头的开槽机沿裂缝中线切割出均匀的正、长方形凹槽，之后用压缩空气吹净。采用砂粒式或细粒式热拌沥青混合料灌注在清理过的槽口内，灌注时要自下而上充分填满，应避免在填料下部产生气穴。捣实后用烙铁封口，随即撒砂、扫匀。缝内潮湿时应用乳化沥青混合料灌注。

5、在高温季节全部或大部分可愈合的轻微裂缝，可不加处理。在高温季节不能愈合的轻微裂缝，可采用以下方法进行处治。用肩背式吹风机将槽内的碎渣及裂缝两侧至少10cm范围内的灰尘彻底清扫干净，使开槽后的缝隙中无尘砂、无残留老料、无水分，形成一个干燥的结合面，同时热气喷枪所产生的热量可瞬间对路面沥青进行加热，软化沥青混凝土结构面层，使热熔灌缝材料与路面形成热接触效应，增加路面与材料间的黏结性，然后操作人员手执灌缝枪，随热气喷枪之后进行灌缝。灌缝时，需选用压力注射式灌缝设备，确保缝槽内不留空气。

三、公路工程中沥青路面车辙及其防治

1、车辙的成因。车辙主要是指沥青路面在高温条件下和车轮碾压的反复作用下产生的变形。车辙的影响因素包括沥青的性质、集料的粒径和强度、混合料的配比、以及外部气温和车辆载荷等。

2、车辙的防治对策。（1）对于容易出现车辙的市政路段，首先应尽量选用温度稳定性好的沥青，在规定标号范围内使用较稠和粘度高的沥青，这有助于提高路面的抗变形能力。（2）采用SBS、SBR、PE等聚合物改性沥青，可使沥青变稠，粘度增加减小了温度敏感性，可有助于增加低温时的抗疲劳能力或减少高温时的永久变形，并可改善结合料与矿料粘结强度。（3）由于沥青混合料的高温稳定性与集料的相互嵌挤作用有很大的关系，所以要注意优化混合料的级配，可采用SMA型级配的沥青混凝土，这种级配有足够的粗集料形成空间骨架，并有细集料填充空隙，从而提高混合料的内摩阻力和粘结力，并有助于形成较高的密实度，显著提高沥青路面的抗车辙能力。

结束语

随着我国城市道路建设的发展，沥青路面以其比单纯的混凝土路面具有诸多优势特点，被越来越多地应用到城市道路建设中，但是沥青路面的一些问题却不容忽视。在各种因素的影响下，不可避免的会出现很多病害。这些病害如果得不到及时治理，将对社会车辆形成一种潜在的危害，也极大缩短道路的寿命，给国家造成极大的损失。

参考文献：

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[2] 封亚伟.浅析沥青路面裂缝产生的原因及预防[J].大陆桥视野，2011

[3] 庞云鹏.沥青路面病害及治理措施[J].科技创新导报，2008