高速公路路面裂縫的產生原因及其控制

趙 嶺

（河北路橋集團第一工程有限公司，河北 石家莊 050011）

0 引言

目前，我國高速公路建設已經取得了驕人的成果，但路面上依然存在著多種病害，諸如裂縫、凸起、泛油、松散等，其中最普遍且危害性最大的就是裂縫。裂縫不但會嚴重影響公路的整體觀感，還會大大降低道路的平衡度，可能造成車輛顛簸，同時也會縮短道路的使用年限。路面裂開后，雨水便會從縫隙流到路面的最底部，致使混凝土路基在長時間的雨水浸泡下出現腐蝕性損壞，嚴重破壞道路通行。因此，研究高速公路裂縫的控制措施非常必要。

1 路面裂縫類型和處理方法

1.1 路面裂縫類型

（1）橫向裂縫。這是瀝青混凝土路面最常發生的病害。橫向裂縫產生的一般原因是半剛性基層斷裂導致路面產生反射性縫隙，此外溫縮裂縫也是原因之一。一旦下雨，雨水就會從這些縫隙中流向路面基層底部，造成路面發生更嚴重的損壞。

（2）縱向裂縫。主要分從上到下的表面裂縫和從下到上的疲勞裂紋。造成縱向裂縫的原因通常是路基沉降不嚴實。當路面局部區域出現壓實不均的情況時，公路通行后在長期的負荷超重影響下，路基會慢慢不勻稱地壓實凝固，進而出現縱向裂縫。

（3）龜裂。當路面基層部分區域強度不夠（諸如壓實不勻稱、膠結料過少、集料離析等）以及路基與路面之間的強度不夠（諸如變形、降沉、縫隙太大等）時，只要負載重量級車輛，路面層就會出現龜裂。

1.2 路面裂縫的成因

（1）公路施工材料的功能和路基填充

高速公路常用結構是“水泥穩定碎石層+二灰碎石+石灰土底基層”，所用施工材料經過固體、液體和氣體三體合一而成，主要是通過溫度降低互相影響，出現體積收縮的功能。在這一過程中，水充當著舉足輕重的作用，它是導致溫度變化的關鍵因素，主要利用毛細管擴張和冷卻作用來完成。當毛細水完全蒸發后，半剛性基層施工材料內部的水分也會慢慢蒸發，物質表層的水膜會逐漸變薄，進而縮短了物質表層的隔離間距，加大分子力度，最后實現壓縮路面整體體積的效果。期間，半剛性基層施工材料內部的水分收縮作用要比毛細管的作用大得多，在物質表層的水膜變薄到最小化后就會終止收縮。但若壓實后的水泥出現密度不夠的情況，則會導致路面壓實不勻稱，當水分蒸發后，水泥中用以平衡基層的水分就會慢慢變少，此時公路基層就會體積減小，造成路面裂縫。

（2）施工的天氣情況

高速公路路面還有一種裂縫就是溫度裂縫，這種裂縫的面積和數量與氣溫變化有直接的關系。如果溫度持續降低，裂縫的數量和面積就會持續增加，同一條裂縫也會不斷延伸擴展。在溫度偏高時，瀝青原料較強的應力松弛性能夠抵抗因路面溫度較高出現的變形，但若溫度偏低時，瀝青原料就會慢慢變硬并出現收縮，一旦瀝青路面上出現的收縮拉力大于瀝青原料的抗拉力，瀝青路面就會出現溫度裂縫。這種裂縫在日夜溫差較大的地區會更為普遍和嚴重，因為瀝青路面中會自然出現溫度應力；長期性的溫度反差會破壞瀝青路面的這種溫度應力；對于建設時間比較久的瀝青路面，也會因為瀝青原料老化造成溫度應力變差，最后導致路面裂縫。

（3）行駛車輛的載重

有關高速公路裂縫的區域分析發現，出現裂縫的地段以主車道居多，裂縫縱橫交錯，有些甚至出現了龜裂，這就表明行駛車輛的重量對路面裂縫具有極大的影響，嚴重時會導致路面發生結構性損壞。分析還指出，瀝青路面裂縫常出現在春季和秋季，多雨天氣會導致瀝青路面積水嚴重，排泄不通的情況下雨水就會從瀝青路面的縫隙慢慢滲入瀝青結構底層，使路基發生變形，從而降低路面的承載力。在此情況下，如果行駛的車輛超載，滲入瀝青底層的水分就會流向更底層并直接影響瀝青原料，導致瀝青路面出現嚴重的裂縫，縮短道路的使用壽命。

1.3 常見裂縫的處理方法

（1）貼縫帶貼縫

先清理裂縫污垢，然后測量裂縫面積，剪裁相同大小的貼縫帶貼縫在裂縫處。貼縫的過程中應該注意使貼縫帶不要沾上任何污染物，否則很難貼縫嚴實。貼縫帶貼上后，要用噴火槍烘烤，對于貼縫帶尾端可以多烘烤一段時間，確保絕對嚴實。待貼縫帶和縫面都變油滑時，二者就可以完全貼合在一起了。

（2）機械填補

一般是用挖槽機、空壓機、灌縫機等機械工具對裂縫路面進行填補處理，其過程包括挖槽、清縫、填縫、冷卻等幾個步驟。

（3）普通灌縫

施工人員對裂縫處的瀝青路面進行加溫，之后再用專業的工具實施灌縫，通常需反復2～3次，等瀝青冷卻后該路段即可通行。此方法比較簡單，費用也低，但處理效果不佳，且裂縫再發率較高，一般不建議采用。

2 京津塘高速公路裂縫解決方法

京津塘高速公路開通已長達18年，瀝青路面老化和裂縫損壞比較嚴重，因此選擇機械填補的方法處理。

2.1 材料和機械選擇

（1）填補材料

選擇國外進口的高彈密封膏，這是一種新的路面裂縫填補材料，具有粘附性強和抗老化的作用。

（2）機械選用

挖槽機從美國科來福公司進口；清縫機選用熱空氣槍；灌縫機則用SS—125DC灌縫機。

2.2 填補施工過程

（1）挖槽

開啟挖槽機，調成最大發動機轉速，之后抬高挖槽機的離合器，啟動刀頭升降開關讓裂縫追蹤器和路面裂縫相對應，往后再拉到開槽機就可以對裂縫面進行填補。

（2）清縫

通過熱空氣槍形成的高氣壓對已經裂縫的路面進行污物清除，尤其要重點清理雨水浸泡的裂縫。用熱空氣槍清理裂縫，不但可以將所有污物清除干凈，還能對裂縫進行加溫和烘干，有效地促進填縫材料和裂縫之間的黏合。

（3）填補

開啟灌縫機，向料倉中添加灌縫材料，之后在控制箱中設置好溫度，開啟燃燒器開關加熱約0.5h，待灌縫材料的溫度達到一定值后就可以拆下加熱軟管，之后按下噴槍上的開關向路面裂縫中灌料，灌料速度可以按照路面裂縫情況和材料的溫度而定。完成填補工作后再用密封膠封住槽口邊緣。

（4）冷卻

裂縫填補完成后，要讓密封膠冷卻0.5h后才能通車。

2.3 處理效果

對路面裂縫處進行機械填補處理，半年后對該路段進行檢修，結果如下。

（1）對路面裂縫處做滲水試驗，結果發現封水效果好，雨水很難深入瀝青基層。

（2）對路面裂縫處進行抽芯和開挖，發現漿液僅進入到裂縫表層，沒有滲入瀝青層，說明機械填補效果良好。

（3）對路面裂縫處進行彎沉測驗，發現機械填補確實達到了填補裂縫的預期效果。

3 結語

本文實例的測驗效果表明，瀝青道路裂縫可以用機械填補的方法處理，效果顯著而極少出現再度裂縫。未來我國的高速公路養護可以多采用國外進口設備和原料，加強養護的力度，確保道路交通安全。

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