沥青路面裂缝成因与养护措施探析

褚亮亮

（山西路桥集团榆和高速公路有限公司， 山西 太原 030006）

1 高速公路沥青路面常见裂缝形式

1.1 结构性裂缝

这种类型的裂缝通常是由车辆荷载作用引起的，尤其是超载严重的道路最为常见。高速公路交通量大，行车渠道化严重，在车辆荷载作用下沥青路面底部产生拉应力，当车辆荷载较大时，结构拉应力增大，使沥青路面结构底部出现变形，长时间作用造成层底断裂，出现裂缝。

1.2 温度裂缝

常见的温度裂缝形式有低温裂缝和高温裂缝两种形式，其中以低温裂缝比较常见。低温裂缝是沥青路面材料在低温下，材料由于体积收缩变形，产生收缩应力，当收缩应力大于路面材料极限拉应力时，出现开裂。尤其是在温差变化较大的地区，温度裂缝较为严重，这是由于温度骤然降低会使收缩应力增大，超过路面材料极限拉应力造成开裂。另外，由于沥青路面使用时间较长，沥青材料老化严重，使沥青路面的抗拉强度降低，也容易产生温度裂缝。

1.3 反射裂缝

在对由于沥青路面进行补强罩面施工时，如果没有对原路面病害进行有效处理，造成原有路面的裂缝反射到新面层上产生的裂缝，即反射裂缝。另外，在高速公路施工过程中，由于基层开裂也会出现反射裂缝。高速公路基层施工完成后，没有对基层进行有效的洒水保湿养护，或是透层沥青洒布不及时，都会造成基层材料由于失水造成开裂。当车辆荷载作用在沥青路面时，进一步加剧了面层结构的开裂，尤其是采用比较薄的沥青面层时，运营使用一段时间后即出现了反射裂缝。

1.4 疲劳裂缝

疲劳裂缝是在低于沥青路面材料极限抗拉应力的情况下，经过反复作用产生的，主要分为温度疲劳裂缝和荷载疲劳裂缝。在某一个区域内的昼夜温差，四季温差不断变化，虽然由于温度变化产生的温度应力小于路面材料的极限抗拉应力，但长时间作用也会使路面结构出现疲劳破坏，产生开裂。另外，沥青路面在长期低于路面结构极限抗拉应力的车辆荷载作用下，也会出现疲劳破坏，即出现荷载疲劳裂缝。另外，沥青材料的老化也是造成疲劳开裂的主要因素之一。

2 沥青路面裂缝产生原因

2.1 路基结构问题引起的开裂

路基是高速公路的基础，如果路基出现了质量问题，会直接影响沥青路面的质量情况，造成沥青路面的破坏。路基结构破坏所造成的破坏往往是路基路面整体性的破坏，其中由于路基不均匀沉降造成的裂缝最多。在路基施工过程中，没有进行有效的施工质量控制，造成路基填筑材料不合格或压实度不足等问题，使用一段时间后，出现沉降，造成沥青路面开裂，导致整体路基路面结构的破坏。

2.2 气候条件原因

由于高速公路所在区域的气候条件所产生的病害通常是温缩裂缝，属于非荷载裂缝。高速公路暴露在大气环境中，温度和湿度的变化会对其造成直接影响，尤其是温度变化对其影响更加显著。由于昼夜温差加大、四季温度变化、温度骤然下降等原因，会使沥青路面在温度应力的作用下出现温缩裂缝。这种裂缝形式在北方地区比较常见，如果没有对其进行及时处理，很容易造成路面结构的进一步破坏。

2.3 设计原因

沥青路面在设计过程中，由于对结构设计不合理，也容易造成路面结构开裂。路面结构设计厚度不足，容易受到基层和车辆荷载的影响，导致路面开裂。另外，路面结构设计不合理，造成路面结构力学性能达不到要求，在车辆荷载作用下也会造成路面结构开裂。

2.4 施工问题

在高速公路施工过程中，由于没有建立完善的质量控制体系，对施工质量控制不到位，也会导致沥青路面出现裂缝等质量问题。比如在路基填筑施工过程中，没有严格按照要求进行分层填筑，填筑厚度过大，造成压实度不足，高速公路投入使用不久就出现严重的沉降，导致沥青面层开裂。另外，在沥青路面施工过程中，没有对压实度、沥青混合料温度和质量进行严格控制，也是造成沥青路面出现裂缝等质量问题的原因之一。

2.5 养护问题

高速公路在使用过程中，由于受到车辆荷载和自然因素的作用，会出现各种质量问题。然而，由于没有指定科学合理的养护方案，养护管理不到位，造成沥青路面裂缝没有及时得到修补，不断发展扩大，甚至扩大为松散、坑槽等严重病害。

3 沥青路面裂缝养护技术

传统的沥青路面裂缝养护，通常采用热沥青灌缝的方式进行处治。这种方法虽然操作简单，但养护维修效果差，沥青不能完全渗入到沥青路面结构内部，对环境污染大。同时，过往的车辆还会将灌缝的沥青带走，也容易老化，防水效果差。近年来，高速公路裂缝修补逐渐采用开槽灌缝、贴缝、养护剂灌缝等等一些新技术，养护速度快，效果好。

3.1 开槽灌缝

通过调查，划定沥青路面的维修区域，并按照要求进行开槽。开槽使用开槽机对划定区域进行施工，开槽的宽度约为1 cm ～ 1.5 cm，深1.5 cm ～ 2 cm。开槽后将槽内清理干净，并使用灌缝机将灌缝材料灌入槽内，完成路面裂缝的修补。采用这种方法施工效果好，灌封料对裂缝封闭性好，施工速度快，不容易出现二次破坏。但是，这种方法施工造价高，设备造价高。

3.2 贴缝

这种修补方法是采用PCR-WIII 型修复剂对沥青路面裂缝进行修补，这是一种以低模量丁苯橡胶为基材的贴缝材料。这种材料细度模数小、流动性强，对裂缝修补效果好。在进行贴缝施工前，不仅要将裂缝内部的杂物清理干净，还应使用高压热气喷机将渗入裂缝内部进行均匀加热，去除水分，然后将贴缝施工，修补效果更好。

耐磨型涂聚脲弹性增强纤维布，可以增强耐磨性。这种缝补手法的工艺流程如下： 首先对要修补的裂缝进行放样，放样可以用粉笔进行标注，然后采用螺旋式高压热风喷机进行烘烤，裂缝湿度达到要求后，进行灌封，之后便贴上耐磨型涂聚脲弹性增强纤维布，并用橡胶锤加以锤实，确保密封的牢固性，这样15 min 左右就可以行车。

3.3 改良性沥青养护剂灌缝

采用改良性沥青养护剂，可以对破损不严重的裂缝进行修补，通常修补宽度小于3 mm 的裂缝。实践证明，这种方式修补渗水率在3%以内的沥青路面裂缝效果最佳，修补后可以有效延长沥青路面的使用寿命。施工中首先用铁钩等工具将裂缝彻底清理干净，并使用吹风机将杂物吹净，然后将养护剂注入裂缝内，即可开放交通。

4 结语

高速公路是我国公路交通设施的重中之重，必须保证其处于良好的运行状态。裂缝是沥青路面最常见的病害形式之一，会直接降低路面使用性能，缩短使用寿命。通过阐述沥青路面裂缝形式，从设计、施工、养护和气候等方面分析沥青路面裂缝成因，并制定了养护维修技术，提出了改进措施，对高速公路沥青路面裂缝养护具有一定的参考作用。