西藏地区沥青路面裂缝类病害特征研究

多吉罗布

摘 要：由于西藏地区沥青路面受到特殊的气候环境与地质的作用，沥青路面病害形式复杂多样且路面性能衰减速率快。通过对西藏典型区域沥青路面病害调研，分析了西藏地区沥青路面裂缝类病害的特征，以横向裂缝、纵向裂缝、不规则裂缝3类形式为主探讨了沥青路面裂缝类病害所占比例，介绍了裂缝类病害的常见处治措施，并提出了裂缝类病害的基本处治步骤。

关键词：公路工程；西藏地区；裂缝；处治措施

中图分类号：U416.217 文献标志码：B

文章编号：1000-033X（2017）03-0091-04

Abstract： As a result of special climatic environment and geological conditions， the damage forms of asphalt pavement in Tibet are complex and varied， and the pavement performance attenuates by a fast rate. Through the investigation and study of typical asphalt pavement diseases in Tibet， the characteristics of asphalt pavement cracks were analyzed. The proportion of cracks in asphalt pavement was discussed， including the transverse cracks， longitudinal cracks and irregular fractures. The common treatment measures of crack diseases were introduced， and the basic treatment steps of crack diseases were put forward. The study provides reference for the construction and maintenance of asphalt pavement in Tibet.

Key words： road engineering； Tibet region； crack； treatment measure

0 引 言

近幾十年，西藏自治区公路交通飞速发展，交通网络雏形已显，青藏公路、川藏公路、新藏公路、滇藏公路等国道和区内干线公路初步形成了现代运输格局，而沥青混凝土路面是该地区改扩建以及新建公路最主要的路面结构形式。沥青路面结构从最初的简易表面处治、多层表处、贯入式面层和上拌下贯式路面结构，逐渐发展为沥青混凝土、改性沥青混凝土等路面结构[1-3]。

西藏地区由于受到地理条件以及地形地貌的影响，区内东南湿暖、西北严寒，常年低温，太阳辐射强，造成沥青混合料老化速率较一般地区快；雨季集中，且交通基础设施落后，造成区内沥青路面病害形式复杂多样，严重影响了道路的服务水平与运营能力[4-6]。为此，本文通过对青藏公路、川藏公路以及山南地区沥青路面病害形式进行调研，探讨西藏地区裂缝类病害的特征，分析裂缝类病害的处治措施，为西藏地区沥青路面建设与养护提供参考。

1 西藏地区沥青路面病害调研

选取西藏地区具有代表性的青藏公路、川藏公路、日喀则地区公路裂缝类病害，研究各地区裂缝类病害对公路使用性能及服务水平的影响。

1.1 青藏公路病害调研

青藏公路属于国道109线，东起青海省西宁市，经格尔木西至西藏自治区拉萨市，是世界上海拔最高、线路最长、穿越多年冻土地区的二级沥青路面公路，被誉为西藏的“生命线”。经过几期改扩建工程后，现有路面结构为：20 cm天然砂砾垫层、20 cm水泥稳定碎石基层、6 cm AC-25F沥青混凝土下面层、4 cm AC-16F沥青混凝土上面层。2014年格拉段沥青路面病害调研结果如图1所示。

路面不均匀沉降变形与裂缝类病害是青藏公路的主要路面病害形式。路面发生不均匀沉降变形的路段都伴随着裂缝类病害，说明这些裂缝的产生与路基、路面的不均匀沉降变形有直接关系。

1.2 川藏公路病害调研

川藏公路由318国道、317国道、214国道、109国道的部分路段组成，地理位置特殊，地势地貌复杂，气象变化复杂，气温低、辐射强，降水极不均匀。川藏公路南线（西藏境）沿线公路大多为三级公路，路面结构为：4 cm细粒式沥青混凝土面层、20 cm水泥稳定碎石基层、18 cm天然砂砾垫层。2013年7月对川藏公路南线路面病害类型、破坏程度开展调研，结果如图2所示。

调研结果表明，裂缝、松散和变形类病害在川藏公路南线（西藏境）广泛存在，其中裂缝类病害占到总病害的50%左右。由于川藏公路南线（西藏境）特殊的气候自然环境及地质条件，交通量具有明显的季节性，夏季的交通量大于冬季，超载和重载车辆的数量也较大，从而加速了公路沥青路面使用性能的衰减。

1.3 日喀则地区公路病害调研

日喀则地区位于青藏高原西南部，处于喜马拉雅山系中段与冈底斯-念青唐古拉山中段之间，西衔阿里地区，北靠那曲地区，东邻拉萨市与山南地区，空气稀薄，太阳辐射强，日照时间长，气温偏低，年较差小、日较差大，干季和雨季分明。现场调研与资料分析表明，该地区沥青路面的主要病害有：沥青过早老化、路面开裂、水损坏、路面变形、泛油等。

强烈的太阳辐射与紫外线照射造成沥青胶结料老化，是影响该地区沥青路面性能的重要因素[7-8]。老化后的沥青路面干涩泛白，沥青变硬变脆，造成沥青路面低温抗裂性、疲劳耐久性明显降低，从而引起裂缝类病害产生。该地区裂缝类病害主要以横向裂缝为主，且由于该地区雨季集中，沥青路面水损坏严重，水分逐渐侵入沥青与集料界面，沥青膜从集料表面剥离，造成集料之间的黏结力降低，沥青混凝土变得松散，也发生剥落、坑槽等病害[9-11]。

2 沥青路面裂缝类病害特征

通过对西藏地区典型区域沥青路面病害调研可知，裂缝类、松散类、变形类病害最为普遍，且不同地区的病害形式与特征具有一定的共性。裂缝类病害是西藏地区沥青路面最为严重的病害形式，容易诱发其他病害，已严重影响了道路的使用性能与服务水平。将西藏地区沥青路面裂缝类病害分为横向裂缝、纵向裂缝和不规则裂缝3类。3类裂缝所占比例及典型形式如图3、4所示。

由病害调研结果以及图3、4可知，3类裂缝病害中不规则裂缝最为严重，其次为横向裂缝。不规则裂缝指裂缝宽度大于1 mm且破坏面积一般超过1 m2的破坏形式，多发生在行车道轮迹带；另外，在车辆反复碾压作用下，路面会产生一定的疲劳裂缝，若大气降水渗入裂缝，反复冲刷会导致底面层性能不断衰减，不规则裂缝面积逐渐扩大，引起松散、坑槽等进一步恶化。若横向裂缝和纵向裂缝得不到及时有效的处治，在行车荷载作用下裂缝间隙周围将逐渐出现众多微裂缝，并最终发展成不规则裂缝。

除不规则裂缝外，由沥青面层低温缩裂和半刚性基层反射裂缝引起的横向裂缝在该地区较为普遍。在快速降温中，沥青面层产生温度应力，当温度应力超过沥青混合料的极限抗拉强度时，就造成沥青面层温缩开裂；半刚性基层反射裂缝是基层先开裂，在温度应力和荷载应力的综合作用下逐渐向上扩展，造成面层底部开裂，进而贯穿面层全厚度。强烈的太阳辐射和紫外线作用会导致沥青路面老化，使混合料的低温抗裂性降低，这也是造成沥青路面温缩裂缝的原因之一。

西藏地区沥青路面纵向裂缝间隙一般较大，且多发生在距离路边缘3～5 m的行车道内、紧急停车带、路肩部位。路基压实度不均匀或路基边缘浸水产生的不均匀变形，以及摊铺过程中左右路幅混合料接茬部位没有处理好，都会在车辆荷载作用下引起路面纵向开裂。

3 沥青路面裂缝类病害处治

西藏地区不仅具有西北严寒干燥与南亚湿热气候的特点，还具有其他多种局地与区域小气候的特点，并受高原高山垂直气候带影响，形成了西藏地区复杂多样的独特高原气候。在西藏特殊的气候环境下，沥青路面病害不仅较一般地区严重，其处治也受到很大影响。

目前，沥青路面裂缝类病害的处治一般有填缝、灌缝、切割修补3种方式[12-14]。采取及时有效的处治措施，不仅可以提高路面局部强度和承载能力，还可以提升道路服务水平。对于横向裂缝、纵向裂缝以及较大间距不规则裂缝，一般根据裂缝间隙及裂缝的严重程度采取相应处治措施，如裂缝填缝能有效阻止大气降水向路面结构内部渗入，减少水损坏，减缓病害的扩展速率；对于大面积不规则裂缝，一般采取切割较大深度修补或对裂缝区域进行铣刨处理，然后重铺沥青混合料。

西藏地区填缝修补时间应安排在干燥偏凉的春秋季，此时裂缝已经张开，便于施工，可填充足够材料；其次，避开雨季及寒冷冬季，可以减少外界气候环境的不良影响。灌缝一般不受时间影响，全年都可以施工，但应及时处治，防止裂缝进一步扩展。大面积切割修补也应安排在干燥季节，铺设沥青混合料时，要确保沥青混合料的温度与碾压要求，防止沥青混合料热量散失和碾压不密实，从而使修补达不到预期效果。

结合西藏公路工程实际，在参考裂缝类病害填缝施工工艺的基础上，提出了以下裂缝处治步骤：交通管制；开槽处理；清理和干燥；填封材料准备和填封；缝边修整工作。

交通管制是裂缝修补的首要条件，一来提供安全的施工环境，二来尽量减少对过往交通的干扰，保证交通有序。

开槽处理主要是为裂缝修补提供一个充足的空间，清除松散壁面材料，使裂縫壁整齐、干净、坚固，有利于填封材料的黏附性。

缝隙中会有水分、碎屑、粉尘和杂物，一般常用压缩空气吹、高压水冲洗、喷砂处理、钢丝刷扫等清理缝隙，有效保证填封材料与裂缝壁的黏附。

裂缝修补一般是对沿线道路裂缝的集中处治，工作量大，应根据道路裂缝的实际情况准备相应的裂缝修补材料。修补材料一般对加热温度有一定要求，这就需要对其进行预热。要尽可能缩短填缝材料从填装到修补施工的时间间隔，保证填缝的施工温度。

填缝材料填装和成型后应保护未凝固填料，防止车轮碾压破坏。可以在填缝材料上铺撒干净的细砂或石屑作为吸收材料，在吸收多余填缝材料的同时有效防止轮印。待填缝材料冷却凝固后，清理多余的砂石碎屑。

4 结 语

（1）通过对西藏典型区域沥青路面病害的调研可知，裂缝类病害是该地区最为普遍的病害，且病害形式具有一定的相似性。

（2）3类裂缝类病害中，不规则裂缝所占比例最高，这是由于横向裂缝与纵向裂缝得不到及时有效的处治，造成裂缝边缘扩展，从而进一步发育成不规则裂缝。

（3）填缝、灌缝、切割较大深度的修补是处治裂缝类病害最常用的措施，各类处治措施应结合西藏地区气候环境进行选择。

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[责任编辑：党卓钰]