公路沥青路面裂缝产生原因与处治措施

陈 岭

（贵州省紫云公路管理段,贵州 安顺 550800）

0 引言

公路沥青路面作为公路交通运输领域中重要的路面形式，因其平整、防滑、降噪、减振等优点而得到广泛应用。然而，在长期使用过程中，公路沥青路面经常出现各种不同形式的病害，其中裂缝是最为常见见，不仅影响行车的平稳和舒适性，还会加剧路面的老化和破坏程度，给公路的维护和管理带来较大的压力，增加养护成本。因此，研究公路沥青路面裂缝的产生原因和处治措施，具有非常重要的理论和实践意义。

1 公路沥青路面裂缝的危害与形式

1.1 公路沥青路面裂缝的危害

公路沥青路面裂缝的出现会对公路交通安全和行车舒适性产生较大影响，主要表现在以下几个方面：

1.1.1 增加车辆的阻力和噪声

沥青路面出现裂缝后，路面摩擦系数会降低，路面变得更加光滑，从而增加车辆的滑动风险，减小车辆的稳定性，降低行驶速度，甚至导致车辆失控或发生交通事故。其次，裂缝会产生噪声，影响行车的舒适性，对邻近居民的生活质量产生不良影响。

1.1.2 减弱路面的承载能力

沥青路面出现裂缝后，路面结构的受力将不再均匀，导致路面应力集中，路面结构的荷载能力下降，加剧路面老化，甚至导致路面结构局部破坏，影响路面的承载性能和使用寿命。

1.1.3 影响路面的排水性能

沥青路面裂缝会导致路面的排水性能下降，降低公路的排水能力。当水不能及时排出路面时，会在路面以下形成水袋，造成路基软化，从而影响路面的稳定性和安全性。此外，当水进入路面下方的结构层时，会导致结构层内部的材料受潮或损坏，加剧裂缝扩展和路面病害的形成。

1.2 公路沥青路面裂缝形式及原因分析

公路沥青路面裂缝是沥青路面最常见的病害之一，主要包括横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝及块状裂缝。裂缝病害会随着时间的推移逐渐加重，影响路面的平稳性、舒适性和安全性，降低路面的使用寿命和经济效益[1]。

1.2.1 横向裂缝

横向裂缝通常与公路中心线基本垂直，缝宽大小不一，部分横贯整个路幅，部分贯穿局部路幅，裂缝弯弯曲曲、有支有叉，同时伴随着支缝、塌陷、破碎、剥落等问题（如图1所示）。根据其形成原因，横向裂缝可细分为荷载裂缝、非荷载裂缝两类。其中荷载裂缝产生的原因通常为行车荷载过大，导致拉应力大于其疲劳应力，进而出现开裂现象。荷载裂缝最先出现于路面底部，逐步向上发展到沥青表面。非荷载裂缝也是横向裂缝的主要表现形式，包括沥青面层收缩裂缝及基层反射裂缝两种。

图1 横向裂缝

1.2.2 纵向裂缝

与横向裂缝相比，纵向裂缝病害同样较为突出。纵向裂缝基本与行车方向相同，主要集中于行车道轮迹密集区域，缝宽通常为2~8 mm之间，多呈单条裂缝。纵向裂缝的产生，主要源于以下2种原因：

（1）沥青面层摊铺过程中，分幅接缝处理不当，加之车辆荷载和自然环境的影响，逐步产生裂缝。

（2）路基压实度不均或路基边缘因水害而出现不均匀沉陷。纵向裂缝如图2所示。

图2 纵向裂缝

1.2.3 网状裂缝

网状裂缝在沥青路面上呈现交叉、错综复杂的形式，多由路面基层整体强度不够造成，或因沥青路面横向、纵向裂缝产生后未及时进行封填而造成，雨水渗入后，进一步加重路面病害。其次，沥青路面建设及使用期间产生老化，也是沥青路面出现不规则裂缝的原因之一。网状裂缝如图3所示。

图3 网状裂缝

1.2.4 块状裂缝

块状裂缝是指在公路沥青路面中出现的局部断裂或开裂的裂缝，通常呈现几何形状的块状裂缝，多由路面材料老化、疲劳、损伤等因素引起[2]。根据裂缝产生的原因划分，通常分为疲劳裂缝、反射裂缝及老化裂缝三类。

2 影响公路沥青路面裂缝产生的因素

公路沥青路面裂缝是由多种因素共同作用导致的。以下为常见的影响因素：

2.1 气候因素

公路沥青路面作为一种复合材料，其性能特点在不同的气候条件下会发生变化，因而易受气候变化的影响。常见的气候变化因素包括温度变化、降雨和风化等，其会对路面的物理、化学和力学性能产生影响，导致路面发生膨胀、收缩和变形，从而加速路面裂缝的产生。例如，当路面温度变化较大时，沥青材料会发生热胀冷缩，产生膨胀和收缩变形，从而导致路面发生裂缝。尤其在寒冷气候下，沥青路面易变脆，导致路面疲劳裂缝的产生。

2.2 地质因素

路面的承载能力和变形特性受地质条件影响，不同地质条件下，路面的承载能力和变形特性会发生不同程度的变化。部分地质条件，如土壤含水量、土层厚度和土壤密度，对路面承载能力和变形特性影响较显著。当路面所处的地基不均匀或不稳定时，会导致路面承受更大荷载，易引起路面裂缝的产生。例如，在地下水位较高的地区，土壤稳定性较差，易引起路面下沉、裂缝和变形。此外，若路面所处的地基地质条件不稳定，如存在软土、膨胀土、坚硬岩石等，同样易引起路面裂缝的产生。

2.3 沥青路面材料因素

沥青路面由沥青混合料摊铺而成，原材料主要包括沥青及矿料，路面材料的质量和配比是影响路面抗裂性能的关键因素之一。质量差的材料易变形、老化和破裂，继而引起路面裂缝产生。例如，若使用的沥青材料品质较差、掺杂杂质较多，路面在使用过程中则会逐渐失去弹性，导致路面承载能力下降和裂缝的产生。此外，若路面材料配比不合理，如沥青含量过高或过低、矿粉掺量过多等，同样会影响路面材料的性能和抗裂性能。因此，在路面材料的选择和配比时，应综合路面使用要求、气候条件和交通量等因素进行合理设计和调整。

2.4 行车荷载因素

超载、频繁的重载和大型车辆均会对路面的承载能力和稳定性造成影响，加剧路面的应力和变形，引起路面裂缝的产生。首先，超载和频繁的重载会使路面遭受超设计荷载的压力，导致路面变形和应力集中，加速路面裂缝的产生。超载车辆的行驶对路面损伤较严重，会导致路面产生变形、破碎和剥落等问题，降低路面使用寿命和安全性。其次，大型车辆的轮胎面积较大，对路面的荷载较集中，易引起路面应力集中和变形，因此，大型车辆对路面的稳定性和抗裂性能存在影响。同时，大型车辆行驶时，对路面会产生较大振动和冲击力，使路面材料发生变形和损伤，从而加速路面裂缝的产生。

2.5 设计及施工质量因素

除上述影响因素外，路面的设计和施工质量也是影响路面裂缝的关键因素之一。不合理的设计和低质量的施工均会导致路面裂缝的产生。

2.5.1 设计因素

路面设计应根据道路的使用要求、气候条件和交通量等因素进行合理的选择和优化。对于重载和高速公路等道路，路面设计应更加注重其抗裂性能和承载能力。对于低交通量的道路，则更注重其平顺性和经济性。若沥青路面结构设计不当，则易引发裂缝产生。例如，沥青路面设计过薄，导致路面无法适应车辆荷载，继而产生裂缝问题。或者车流量预测偏差较大，导致最初设计中的沥青路面强度较弱，无法满足荷载需求并形成裂缝。

2.5.2 施工质量因素

沥青路面施工质量差会导致路面材料不均匀、压实不足、翻浆等问题，导致路面产生裂缝和变形。例如，施工过程中沥青温度不够、沥青含量不足、压实不均匀等，均会导致路面压实不足和空鼓现象，从而加速路面裂缝的产生。此外，若施工工艺控制不佳，如基层不均匀、太干或太湿等，也会影响路面的稳定性和抗裂性能。

3 公路沥青路面裂缝的处治措施

3.1 横向裂缝的处治措施

在进行路面裂缝处治时，裂缝深浅是一个重要的考虑因素[3]。对于横向裂缝较浅的，一般采用封闭处理方法，使用封闭材料填充裂缝并进行封闭。此举可阻止水分进入路面内部，减少裂缝的扩展和路面损坏。封闭材料的选择应结合裂缝大小和类型，通常可选择沥青封闭剂、聚氨酯等材料，此材料具有较好的黏附性和耐久性，可在较长时间内保证裂缝处于封闭状态。

对于横向裂缝较深的，需采用更严格的处理方式，如采取加铺沥青混合料、冷补材料等方式进行修补，以增加路面的抗压能力。加铺沥青混合料可将沥青混合料倒入裂缝内，经压实使之与路面形成一体。冷补材料则是一种较为新型的处理方式，主要由特殊高分子材料组成，可在快速凝固后达到与路面相似的硬度和强度，具有成本低、使用方便等优点。

3.2 纵向裂缝的处治措施

对于纵向裂缝的处理，应注重加强路面的承载能力，避免裂缝再度产生。具体方法包括铺设砖石等加强结构、增加路面厚度和强度等。此外，全面的路面翻修也是一种有效的处理方法，可通过重新铺设沥青混合料、冷补材料等方式进行修补，以增加路面的抗压能力，提高路面使用寿命。在进行纵向裂缝处理时，需注意修补与周边路面的接合处，以保证道路的平整度和行车安全性。

3.3 网状裂缝的处治措施

网状裂缝的形态和位置不固定，较难处理。此类裂缝通常采用钻孔修补法进行处理，即在裂缝两侧钻孔，再灌注封闭材料，使裂缝得到加固和封闭。此外，可采用加铺沥青混合料、冷补材料等方式进行修补。对于较严重的网状裂缝，则需进行全面的路面翻修。在进行网状裂缝处理时，还需注意与周围环境和材料搭配，并保证处理后的道路平整度和车辆行驶舒适度[4]。

3.4 块状裂缝的处治措施

块状裂缝的处治措施应根据裂缝的严重程度和影响范围，综合考虑经济、技术等因素进行选择，以达到延长路面使用寿命、提高路面质量的目的。对于块状裂缝较小的区域，可采用局部补修的方法。该方法需首先清理裂缝内的杂物和水分，再采用热补材料或修补胶对裂缝进行填充和修补，最后进行压实。对于块状裂缝严重、路面损伤较为严重的情况，则可采取路面改造的方法。该方法要求先将旧路面进行清理和拆除，再重新铺设新的路面材料。

4 预防公路沥青路面裂缝的建议

4.1 合理设计

强化公路沥青路面设计，保证公路工程沥青路面施工结构的设计科学和针对性，是防止沥青路面裂缝问题的重要途径[5]。在路面设计时，应综合考虑道路使用要求、气候条件和交通量等因素，进行合理的选择和优化，如增加路面的厚度、采用更好的路面材料等，以提高路面的承载能力和稳定性，降低沥青路面裂缝的产生率和扩大率。

4.2 优化施工工艺

公路沥青路面施工工序和施工工艺是否科学与合理，直接决定着公路沥青路面的成型质量，因此，须加强沥青路面施工工艺过程控制。合理的施工工艺可使路面材料压实均匀，沥青含量适宜，从而减少路面裂缝的产生。在施工过程中，应重点控制沥青的温度、含量和压实等，确保路面的质量和稳定性。

4.3 加强路面养护

公路竣工投入使用后，加强路面的维护和巡查是保持路面完好和安全的重要手段。通过完善公路养护机制，实行科学化监管，做好定期维护和巡查，可及时发现并处理路面裂缝等病害，防止病害进一步扩大和深化，维持路面的平整和舒适度，确保道路的通行安全和舒适性。

4.4 加强交通管理

在道路日常运营期间，车辆超载现象极为普遍，而车辆超载会严重破坏公路的使用功能，导致道路沥青路面出现裂缝病害。通过加强交通管理，可减少超载和频繁重载车辆的行驶，减少路面应力，延长路面的使用寿命。因此，在道路使用过程中，应加强对超载和重载车辆的管理和监管，限制超载和重载车辆的行驶。

5 结语

综上所述，在公路交通建设中，路面裂缝作为路面常见病害问题，对行车安全、行车舒适性、路面排水性能等均产生不利影响，已严重威胁公路交通安全和可持续发展。基于此，该文立足工作实践，以公路沥青路面裂缝的危害及形式为出发点，对其产生的原因展开分析，并对沥青路面裂缝的预防及处治措施进行了深入探讨，对我国公路交通领域的从业者和研究者具有一定的参考和借鉴价值。