探析高速公路路面裂縫及車轍的成因與防治

段魯林

探析高速公路路面裂縫及車轍的成因與防治

段魯林

高速公路基本上都是瀝青加混凝土結構，這種結構的路面具有一定的耐磨性和防滑性，相較于普通水泥公路來說使用壽命較長。但是隨著交通流量越來越大，經常出現超重超載車輛，對公路的正常使用造成了嚴重的不良影響，病害問題日益嚴重，必須要及時予以防治。

一、高速公路路面裂縫類型

裂縫是高速公路路面十分常見的一種病害，產生的原因很多。如若不能得到及時的修補一旦遇水就會更加嚴重，水分滲入路基層，道路內部結構就會發生變化，導致路面出現沉陷，裂縫由此產生。主要的類型有橫向裂縫和縱向裂縫，其中橫向裂縫又分為荷載型裂縫和沉降差異裂縫。

1.橫向裂縫

橫向裂縫主要是由于道路基層溫度突然出現劇烈變化導致路基底層斷裂，由于無法及時得到制止，斷裂情況會隨著溫度的變化逐漸加劇，最后延伸到路面上，形成了橫向裂縫。橫向裂縫主要分為沉降差異裂縫和荷載性裂縫兩種。

（1）荷載性裂縫

荷載性裂縫產生的主要原因是施工質量較差導致。如果施工過程中瀝青混合料的配比不正確就會對施工質量造成一定的影響，一旦外部受到過大應力道路基層就會因承受不住而斷裂產生裂縫。

（2）沉降差異裂縫

沉降差異裂縫產生的主要原因是路段結合處出現問題，在施工過程中沒有處理好結合部位，導致連接出現缺陷，久而久之路面受到外界應力作用就會出現下陷產生裂縫。

2.縱向裂縫

縱向裂縫基本上都是由于施工不當所致。最常見的縱向裂縫主要是由于路基下陷導致路表處出現斷裂而產生。

二、高速公路路面裂縫成因

1.集料配比不當

對于最常見的路面沉陷來講，主要就是因為瀝青和混合料的攪拌不均勻，材料質量控制不好，配比不合理，以及攤鋪時候碾壓機的碾壓度不夠所導致。按照公路瀝青路面的設計要求，上層與中層主要是用來封水，還要抵抗高溫車轍的性能，I型結構比較適合，這種結構其內部阻力較小，抵抗高溫車轍的性能較差，如果再降低了空隙率，一旦處于高溫環境瀝青就會膨脹而加劇了高溫變形。而且集料也是原因之一，如果沒有控制集料的選擇和配比也就無法提高其粘附性，粗料少、細料多，混合料內摩擦角較小，強度也不高，嚴重降低了瀝青的粘結力。這樣一來層與層之間就會出現空隙，一旦路面受外力壓迫就會出現剝落產生裂縫。

2.處理層間結合不當

從高速路的瀝青路面進行取芯， 發現基層和面層之間并沒有透層油滲入痕跡，而且從取芯來看，要想獲取到基層與面層形成整體的芯，具有很大難度，因為幾乎二者都是分開的，粘結力較差，導致陡坡地段很容易出現車轍，產生裂縫。

3.交通荷載存在差異

從相關調查資料中可以看出，許多大型貨車的中軸載都遠遠超過了設計標準，超重載現象極為嚴重，如果在設計路面的過程中沒有考慮到這些因素，很容易會產生路面裂縫。

三、高速公路路面車轍類型

車轍是目前很常見的一種路面病害，主要是由于路面長時間受到反復的碾壓發生變形所致。車轍在正常情況下的形態都是凹進或凸起的，材料問題是車轍產生的主要原因，在施工過程中材料配比不合理道路基層就會逐漸變的松散，當長時間受到外力碾壓路面就會凹陷或凸起，車轍隨即形成。一般按照成因的不同車轍主要可以分為三種類型：（1）失穩性車轍；（2）結構型車轍；（3）壓密型車轍。

1.失穩型車轍

路面長時間受到車輛的碾壓內部基層就會逐漸發生變化，路基材料因為受到擠壓會出現或多或少的移位，導致整體結構下陷或變得松散，這樣一來很容易形成失穩型車轍。失穩型車轍基本上屬車輪痕跡處居多，道路在施工過程中混合料穩定性較差是導致失穩型車轍產生的主要原因。這種車轍容易阻礙車輛行駛，基本上發生在上坡路段，成因很復雜。通常山區的高速公路這類車轍比較多。

2.結構型車轍

一般情況下路基變形所引發的車轍就是結構型車轍，這種車轍基本上都是永久性變形，呈U形，修復比較困難。

3.壓密型車轍

產生壓密性車轍主要是由于瀝青處理的原因，在施工過程中如果瀝青壓實度較差再受到過大的碾壓就會出現。

四、高速公路路面裂縫及車轍防治措施

1.對車轍采取的防治措施

（1）相關材料的選擇要符合標準

首先是集料：選擇集料的時候最好選擇粒徑較細的集料，保證其質地堅硬，具有高強度，同時控制好含沙量，最好保持在10%以內。如果想實用些可以用天然砂來改變性能，最好要加強壓實度，同時控制雜質。其次是瀝青：盡量選擇軟化點高的瀝青，這樣的瀝青粘度大，具有較好的吸附力；路基層粘度要更大些，必要時候可以適當加入添加劑，保證瀝青的粘度符合施工要求。路表層可以選用改性瀝青，這種瀝青具有較高的粘度，可以從根本上提高混合料的水穩定性，避免后期發生變形。再是添加劑：如果發現瀝青粘附力不好，可以選擇添加一些添加劑調和，例如水泥、石灰等堿性物質都可以，這樣也就直接提高了路面的抗變形性。

（2）瀝青和混合料的配比要符合要求

施工過程中必須要合理控制瀝青用量，根據實際情況決定，同時合理配比，保證其符合施工規定。由于每一路段具有一定差異，因此瀝青也要根據路段的不同選擇不同的用量，適當調配。確定瀝青用量后，要合理配料，根據施工現場的天氣環境和施工環境選擇合適的級配，這樣才能充分發揮混合料的積極性能，保證路面施工質量。

（3）合理的設計瀝青層面結構

表層施工要保證具有良好的耐磨性以及抗老化性能；中間層要具備足夠的抗車轍能力；下面層主要是保證其抗水損害能力；最后是基層，也是最重要的一層，基層要具備一定的抗疲勞性和水穩定。盡可能應用混合式的基層，對于正在修建的高速公路都應該使用半剛性的基層加上瀝青穩定碎石基層共同組成混合式的基層，而瀝青的厚度應該從過去15厘米加厚到18到22厘米，這樣可以有效降低基層間剪切應力，降低半剛性的基層疲勞應力，就能夠增強瀝青路面的整體抵抗車轍能力。

（4）控制好交通環境

如果處在夏季高溫時施工，一定要做好相關的安全工作。施工路段要封閉，嚴格控制重載的車輛通行。并且最好避開高溫時段施工，如果需要的話，一定要記得做好路面的灑水降溫等工作。

（5）使用混合料轉運車

在高速公路施工過程中應該盡可能降低溫度離析與集料離析，使用混合料轉運車是攤鋪瀝青混凝土的最佳選擇，這樣可以在很大程度上控制集料的離析問題，有效提升瀝青混合料抗擊車轍的能力。

2.對裂縫采取的防治措施

（1）適量的噴撒乳化瀝青

如果路面的裂縫比較細小呈細紋狀，應該首先將周圍雜質清理干凈，然后采用適量的乳化瀝青噴灑病害部位，注意噴灑的一定要均勻適度，之后覆蓋一層薄薄的干燥粗砂，施工過程中控制好沙層厚度，最好保持在2mm到5mm之間，最后將其壓實即可。

（2）灌縫處理

如果裂縫的開裂程度并不是十分嚴重，可直接采用改性瀝青進行灌縫處理。首先用專門的機械將縫隙拓寬，然后清理裂縫內部雜質，同時還要確保裂縫內必須干燥，最后用灌縫機將已經加熱的瀝青緩緩的澆灌在裂縫中，待其干燥即可。

（3）采取局部修補

如果遇到一些例如麻面、坑洼、細紋等較為微小的病害，可以采取局部修補的方式加以處理。具體方法是采用切割機械將病害部位切割下來，然后清理周圍衛生，保證無雜質無砂石，在切割后的坑洼部位涂抹乳化瀝青，隨后利用混合料將其填平，并適當碾壓，保證其壓實密度達到規定標準。

五.結語

施工企業必須要轉變施工設計理念，做好各個路段的實地勘察，分析路面病害的產生原因，根據實際需要采取合理的措施及時加以修補，同時也要注意做好病害防御，具備足夠的前瞻性，保證從根本上增加路面的使用性能，延長其使用壽命。

（作者單位：菏澤市公路管理局工程二處）