大同周邊瀝青路面裂縫調查與分析

李 保

（大同北高速公路管理有限公司，山西 大同 037000）

1 引言

我國公路工程發展迅速，其中路面的施作與養護更是公路工程中的技術關鍵。瀝青混凝土路面因為其表面平整、行車舒適、噪音低、施工便利等優點在路面施作選擇中占據絕對優勢，同時也暴露出來了很多病害，例如：坑槽、擁包，沉陷，裂縫等等，其中當屬裂縫對于瀝青路面的危害最大。導致路面出現裂縫病害的原因有超載、超限、溫差，施工工藝，路面水損害等。針對不同原因導致的瀝青路面裂縫危害有著不同的防治措施以及養護方法[1-4]。2013年，長沙縣公路管理局李鑫[5]對某地區某干線公路裂縫進行了統計，隨后采用了開槽灌縫、貼縫、改性瀝青養護劑滋縫對其進行防治，并在后期詳細統計了其效果。2005 年，河北省道路橋梁養護檢測中心王子鵬[6]統計了多種裂縫修補措施的施作效果，從施工難度、成本、使用年限等多個方面對效果進行對比，并對不同等級公路使用的修補措施進行建議。

防治措施與養護管理制度的選擇一方面對路面健康有著重要的意義，另一方面也與經費息息相關。公路檢測工程中，首先詳細統計并嚴格分類裂縫，找準導致病害發生的原因，對癥下藥。在路面裂縫災害防治工作中做到不刻意省錢，不隨意花錢。本文依托某公路工程（起訖里程為K98+387～K297+697）檢測工程中，對于路面裂縫的處治工作提出相關建議，希望為類似檢測工程提供新思路、新方法。

2 工程概況

某公路工程起訖里程為K98+387～K297+697，先后經過平原區和平原微丘區及軟土地基段。公路路面為瀝青路面，根據路面裂縫統計結果可知，軟基段中的裂縫數量最多，其平均長度為2112m/km 左右；其次是平原區，其路面裂縫平均長度為1342m/km；平原微丘區段中路面裂縫最少，其平均長度為532m/km。裂縫的寬度在0.2mm～12mm 范圍內。最大的一條縱縫長度為2863m，路面上縱縫總長為5891m，橫縫總長為176969m。所有橫縫中，達到半幅貫通的，其平均距離為80mm～150m，大部分路面上的橫縫長度在5mm～10m范圍內，占比達70%以上，在橫縫最為密集的部位，可達92 條/km。在挖方段中，橫縫數量相對較少，平均每150m有1條，而在采用SMA混合料的路段中，橫縫數量為平均每80m有1條。在重粘土段落中，路面裂縫數量較多，而在砂土段落中，路面裂縫數量相對較少。

3 瀝青路面裂縫形式與原因分析

3.1 瀝青路面裂縫形式（圖1～圖4）

圖1 瀝青路面橫向裂縫

圖2 瀝青路面縱向裂縫

圖3 瀝青路面龜裂

圖4 瀝青路面塊裂

從裂縫的走向，可以將裂縫分為以下幾類：

橫向裂縫：裂縫走向大致垂直于道路的走向，裂縫總體上較為規則，單條分布，裂縫寬度多在1 mm及以上。

縱向裂縫：裂縫走向大致平行道路走向，裂縫總體較為規則，單條分布，裂縫寬度多在1 mm及以上。

龜裂：裂縫以區域分布，按樹狀分布，形狀、寬度不一且大部分寬度較大，相鄰裂縫間距較小，裂區混凝土存在明顯變形。

網裂：裂縫以區域分布，按網狀分布，裂縫間寬度較小，相鄰裂縫間的距離較大，裂縫區域路面無明顯變形。

從裂縫致病原因分析可以將裂縫分為反應裂縫，低溫裂縫，溫度疲勞裂縫等等。

低溫裂縫：瀝青混合料溫敏性較強，溫縮系數較大，當氣溫較低時，拉應變較大，抗拉強度小于拉應力之后，結構的薄弱點隨即產生裂縫。因此裂縫較大，多表現為橫向裂縫。

溫度疲勞裂縫：有些地區晝夜溫差大，溫差應力存在于道路面層中，隨著溫度變化持續作用，在結構較薄弱的時候，將產生大量裂縫，

反射裂縫：對于半剛性基層，基層成型后表面存在一些細微的裂縫，在超載或者地質等原因的影響下，基層易產生裂縫，伴隨外在因素的不斷影響，裂縫逐漸向面層貫穿。

荷載裂縫：在汽車行駛過程中，會產生相應的荷載，路面基層底部會產生一定的拉應力，隨著拉應力作用的累積，基層逐漸被破壞，出現裂縫，這種裂縫向上延伸至面層，導致面層，出現裂縫。

3.2 瀝青路面裂縫致病原因

路基的地基土、道路修建區域的氣候，基層材料、行車荷載、道路材料等都是裂縫致病的原因。

①氣候因素。

例如：低溫橫裂、溫度疲勞裂縫就是氣候導致的，對于高海拔區域甚至凍土區域，低溫橫裂時瀝青路面常見的病害之一。盆地等其他晝夜溫差大的區域易導致溫度疲勞裂縫。

②工程地質條件因素。

地基的穩定性對于公路工程整體質量非常重要。對軟土地基以及巖溶地區而言，運營期間、地下空洞以及地下水容易導致基層的不均勻沉降，進一步引發瀝青路面裂縫。

③施工質量因素。

施工因素是影響路基質量的重要方面，例如路基壓實度不足，導致不均勻沉降，易導致橫向裂縫以及縱向裂縫，結構厚度不夠的時候，會引發局部的龜裂、網裂。

④施工材料影響。

施工材料的質量對于結構物的影響尤為重要，如果所使用材料在正確的施工方法下，仍然不能使結構物達到設計強度，結構物在后期運營過程中同樣會產生裂縫。例如路基填筑材料不達標，水泥質量不達標，在運營期間可能會發生局部的破損，例如龜裂和網裂。

⑤超載影響。

在運營過程中，車輛流量難以控制，在超載的情況下，超出了公路的承受能力。加劇了路面的老化，進而引發高速公路的裂縫。

3.3 依托工況裂縫形式及致病原因分析

從依托工況裂縫統計結果來看，橫向裂縫、縱向裂縫較多。其中橫向裂縫總長為176969m。分析其原因，歸結為氣候因素以及地質因素，但不排除其他因素的影響。

由設計方提供的資料以及現場取樣可知：多處基層未表現出裂縫，不存在反射裂縫。但是在軟土地基段，存在一根長度高達為2863m 的縱向裂縫。在軟土地基處，橫向的不均勻沉降易導致瀝青路面的縱向裂縫，在施工過程中，當路基邊部壓實度未達到相應的標準時，處于路基邊的非機動車道很可能出現縱向裂縫。地基和填土在橫向連接時存在不均勻的現象，連接處易出現橫向裂縫，這給地表水滲入地基提供了通道，軟土地層在壓實度不一致的情況下遇到水害易產生不均勻沉降，這些不均勻沉降可能導致路面的橫向裂縫或者縱向裂縫。隨著裂縫的增多，這無異于增加了水滲入地基土的通道，進而進一步導致地基的不均勻沉降，這是一個惡性循環。路面出現長度高達為2863m的縱向裂縫，除了局部不均勻沉降之外，軟土地基范圍內地基兩側壓實度不達標。

其次是平原區，其路面裂縫平均長度為1342m/km；平原微丘區段中路面裂縫最少，其平均長度為532m/km。這兩個區域地基土有了較好的提升，裂縫較少，但仍然存在較多的裂縫。該平原區域氣溫較低，不同季節溫差較大。從調查結果可知：所有橫縫中，達到半幅貫通的，其平均距離為80mm～150m，大部分路面上的橫縫長度在5mm～10m范圍內，占比達70%以上，在橫縫最為密集的部位，可達92條/km。從出現的特征來看，極大的可能是溫度裂縫。夏天看似完整的路面，到了冬天，由于溫度變化較大，會出現較多橫向裂縫，這些裂縫大部分都是等距的，這符合調查的結果。路面過早出現較大、較長、較為密集的裂縫，會嚴重影響路面的使用年限，提早進行防治和養護是明智的選擇。

4 瀝青路面裂縫防治技術

4.1 瀝青路面裂縫治理措施

高速公路裂縫類型多樣，致病原因多種多樣，合理的治理技術，對于延長道路使用壽命，提高行車舒適度有著積極的意義。

①壓漿法。

裂縫壓漿法操作簡便，原材料易得，用途廣泛。原理在于開始使用環氧樹脂材料對其進行封堵。利用裂縫治理使用的噴嘴將配置好的原材料注入到裂縫中，對其進行填充，以免進一步擴大。

②灌縫法。

對于寬度處于0～5mm 這個范圍內的裂縫，適合采用灌縫法。將瀝青加熱至適宜的溫度（150°～160°），對裂縫進行灌入，這種方式可以在短時間內阻止裂縫的進一步發展，但是不能從根本上解決問題。

③挖補法。

挖補法通常在裂縫寬度大于25mm的時候進行使用。另外，對于軟土地基以及其他類型的易發生沉降的地區，如果存在較大，較多較為密集的裂縫。也應該考慮對病害處進行挖補，然后將路基重新壓實，進行填補，從而進行修補。

④攤鋪法。

考慮到5mm以上的裂縫，使用攤鋪法進行處理，首先在裂縫處路面進行乳化瀝青噴灑。然后采用細料攤鋪填充。如果路面存在龜裂，可以使用噴油封面，防止水害。

4.2 依托工況裂縫選擇防治措施

壓漿法和灌縫法是瀝青路面裂縫治理常用的措施，有著高效率、施工難度小、低成本的優點。該工況中非軟土地基，可以選擇壓漿法進行修補。壓漿法適用于，寬度在0.2mm～12mm 范圍內的裂縫。根據以往的施工經驗，對小于3mm的裂縫不進行處理，大于25mm的裂縫進行挖補法治理，非軟土段將3mm～12mm的裂縫選擇壓漿法治理。軟土地基的裂縫則采用壓漿法與挖補法相配合的治理方法，在統計結果中，雖然未發現大于25mm的裂縫，但是并不意味著裂縫不會進一步發育。地基存在不均勻沉降，應該將路面挖除，重新路基填筑，最終實現對裂縫的挖補處理，達到養護的目的。

5 瀝青路面養護管理要點

5.1 路面養護技術要點

為了保證養護質量，工作人員在養護工作中需要做到如下兩點：①嚴格按照相應的施工步驟進行施工，切勿按照自己的理解大概施作。在施工過程中保證施工人員、施工材料、施工方法、施工機械不出問題，保證工作過程中的每一道工序都能經得起檢驗。②養護工作的精細化處理，對相關工序進行質量控制。在檢測工程中，面對繁多的裂縫，對其一一進行檢查，然后詳細分類，判斷各類裂縫產生的原因，并對此采取相應的處治措施，對比經濟效應，爭取從根本上解決路面裂縫的防治問題。

5.2 瀝青路面裂縫養護要點

首先要做好路面封層，如果路面處于不存在荷載裂縫的情況下，可以采用碎石封層，這項工藝可以改善路面的抗滑性能以及減輕路面的磨損。對于老舊瀝青路面的養護，可以使用霧封層工法進行養護，將慢凝乳化瀝青稀釋后灌入裂縫，以達到養護的目的。對于抗滑能力不足的路面，可以采用細砂封層，防止空氣進入。

瀝青路面罩面技術以其成本適中、養護效果好、高性價比的特點被廣泛用于養護工程。原理在于利用瀝青罩面處治后的公路面層具有良好的防水、抗滑效果。

6 結語

瀝青路面的養護工作任重道遠，由于裂縫的多樣性以及養護工作的多樣性，對于某一路段的大量裂縫，需要做好統計工作。通過統計數據結合現場分析其成因，選擇合適的有效技術處治，以恢復瀝青路面正常使用性能。