高速公路沥青路面裂缝养护与防治技术研究

郑 宇 鹏

(山西交通控股集团有限公司运城北高速公路分公司,山西 运城 044000)

1 工程案例

某高速公路，在运营使用过程中产生了大量的横向裂缝和纵向裂缝。该高速公路位于山区，道路建设受周边地形影响较大。该段高速公路全线设置3个服务区、1个停车场，并根据需要设置加油站。高速公路路面面层、桥梁面层、隧道内路面面层均采用沥青面层结构。该地区气候变化明显，四季温度变化大，受雨雪影响较大。在高速公路运营使用过程中，发现沥青路面产生了大量的裂缝。为了保证路面结构稳定性，提高路面使用性能，保障行车安全，在养护过程中有针对性的制定养护方案对路面结构进行修补。

2 高速公路沥青路面裂缝的成因

2.1 原材料质量

原材料的施工质量是导致沥青路面开裂的主要原因，其中沥青的质量影响最大。沥青路面结构中的沥青主要起粘结作用，其自身质量直接关系到整体沥青面层的施工质量。在沥青路面施工过程中，个别施工单位为了节约施工成本，使用不合格的沥青以次充好，造成沥青混合料的质量不合格，无法保障沥青路面的施工质量。沥青的质量差，其粘度、针入度、延度等指标不合格，导致沥青混合料的强度和稳定性达不到要求。由于沥青路面的抗拉强度不足，在气候条件和外界荷载的作用下，运营使用一段时间后就出现开裂。

2.2 外部气候因素影响

随着季节的变化，温度和湿度不断变化。沥青路面结构中对气候变化最敏感的材料是沥青，当温度升高时，沥青软化，负载能力变差；当温度降低时，沥青材料的负载能力会增强，但随着温度的不断降低，沥青材料开始变硬变脆，逐渐失去应力松弛性。该地区四季温度变化幅度大，昼夜温差大。在夏季时，由于气温较高，容易使沥青软化，但其应力松弛性可以抵抗温度上升而产生变形。在冬季，气温较低，沥青材料容易变硬变脆，路面结构产生收缩变形，但低温造成其失去了应力松弛性，当温度应力超过沥青混合料抗拉强度时，沥青面层被拉断，产生开裂。

2.3 地质条件因素影响

地质条件因素中影响最大的是地下水，它是导致高速公路沥青路面产生裂缝的重要原因。一般情况下，高速公路下部都会有一定量的地下水，地下水会对高速公路的路面结构产生反作用力，使高速公路的路面出现纵横交错的裂缝。高速公路交通量大，且呈现车辆大型化，大吨位的车辆对高速公路施加荷载较大，造成裂缝进一步扩展，使其开裂程度和开裂面积增加。如果地基土为软土地基，且没有进行有效的加固处理，会增加地下水对高速公路的危害，加剧高速公路沥青路面结构的开裂。

2.4 施工因素

在高速公路沥青路面施工过程中，必须严格按照施工设计方案开展施工，并采取有效措施进行质量控制。高速公路沥青路面施工过程中，由于施工技术人员技术水平不足，混合料的配合比不合理、路面结构厚度不足，监管不到位等原因，造成沥青路面在施工过程中产生很多质量隐患。而这些质量隐患也是导致沥青路面出现开裂和其他病害的主要原因，直接降低路面结构的使用性能，危及高速公路的行车安全。

2.5 行车荷载的影响

近年来，我国高速公路交通量逐年增加，且呈现车辆大型化，行车荷载也逐年增加。高速公路在运营使用过程中，由于受到行车荷载的反复作用，出现了很多疲劳裂缝。另外，超载车辆对高速公路沥青路面的损坏是普通车辆的几倍甚至十几倍，当车辆荷载超过路面的极限抗拉强度时，就会造成高速公路沥青路面开裂。

3 沥青路面裂缝养护技术措施

3.1 沥青路面裂缝处治技术

针对高速公路现有裂缝形式，在日常养护过程中制定养护维修方案，对裂缝进行修补，避免裂缝进一步扩展。常用的处治方法如下：

1)压浆法。压浆法是采用环氧树脂基材料对沥青路面裂缝进行封堵，施工工艺简单，容易操作。养护施工中将注浆嘴放置在沥青路面的开裂位置进行压浆，将配置好的浆液注入裂缝，完成对沥青路面的封堵。

2)灌缝法。灌浆法是根据沥青路面开裂的基本情况，选择对沥青路面裂缝的控制和处理方法。如果裂缝的宽度在0 mm～5 mm内，可采用热油灌缝的方式进行处理。但是这种养护方法的使用寿命较短，使用一段时间后，必须重新进行处理。

3)摊铺法。摊铺法主要适用对轻微裂缝的养护。在开裂部位先喷洒乳化沥青，再摊铺适量的摊铺料，使用压路机进行碾压，完成对裂缝的修补。

4)挖补法。高速公路由于对软土地基处理不当，导致沥青面层产生的开裂，应采用挖补法进行处治。养护施工时先将沥青路面的开裂部位挖除，填入适量的材料，使用压路机进行碾压，完成对沥青路面裂缝的修补。

3.2 预防性养护技术

为了减少高速公路沥青路面裂缝，可适当选用预防性养护技术。应结合高速公路沥青路面裂缝的产生原因，有针对性的制定预防性养护方案。预防性养护应合理选择养护时机，遵循养护规律，密切结合高速公路的生命周期。常用的预防性养护技术包括乳化沥青稀浆封层、微表处、封层等养护技术，应结合高速公路实际情况选择预防性养护方法。预防性养护应尽可能选择先进的养护技术和施工设备，采用机械化养护施工，减少养护成本，提高路面结构的使用性能，减少沥青路面裂缝。

4 高速公路沥青路面裂缝的防治对策

4.1 合理选择施工材料

按照施工要求，选择原材料，并在施工过程中进行抽样检验。进行科学合理的配合比设计，合理选择矿料级配和油石比。对沥青、骨料和填料进行定期抽检，发现问题对原材料进行及时更换，保证施工材料质量。

4.2 提高路面平整度

提高沥青路面各结构层的平整度可有效保证沥青面层的厚度，提高路面结构的强度和稳定性。按照施工要求进行测量放样，挂基准钢丝控制摊铺厚度。同时，提高沥青路面的压实度可有效提高路面结构的强度和稳定性，提高路面平整度，防止产生裂缝。

4.3 合理设置封层

封层施工时首先洒布乳化沥青，随后进行骨料撒布，并进行碾压。设置封层可有效减少沥青路面裂缝，一般用于无荷载型裂缝的预防，应结合施工现场实际情况进行设置。

5 结语

高速公路是我国公路交通的主要组成部分，可有效缩短城市间的距离，推动经济发展。高速公路在施工和运营使用中，会受到各方面因素的影响，尤其是受到气候因素、车辆荷载、地质因素、原材料质量因素的影响，导致沥青路面出现不同程度的开裂，影响高速公路的安全性和稳定性。文章基于工程实例，通过对高速公路存在的裂缝形式进行分析，有针对性的采取养护技术进行修补，并提出了防治措施，可有效恢复沥青路面的使用性能，保证高速公路的稳定与安全。

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