公路瀝青路面裂縫產生原因與處治措施

陳 嶺

（貴州省紫云公路管理段,貴州 安順 550800）

0 引言

公路瀝青路面作為公路交通運輸領域中重要的路面形式，因其平整、防滑、降噪、減振等優點而得到廣泛應用。然而，在長期使用過程中，公路瀝青路面經常出現各種不同形式的病害，其中裂縫是最為常見見，不僅影響行車的平穩和舒適性，還會加劇路面的老化和破壞程度，給公路的維護和管理帶來較大的壓力，增加養護成本。因此，研究公路瀝青路面裂縫的產生原因和處治措施，具有非常重要的理論和實踐意義。

1 公路瀝青路面裂縫的危害與形式

1.1 公路瀝青路面裂縫的危害

公路瀝青路面裂縫的出現會對公路交通安全和行車舒適性產生較大影響，主要表現在以下幾個方面：

1.1.1 增加車輛的阻力和噪聲

瀝青路面出現裂縫后，路面摩擦系數會降低，路面變得更加光滑，從而增加車輛的滑動風險，減小車輛的穩定性，降低行駛速度，甚至導致車輛失控或發生交通事故。其次，裂縫會產生噪聲，影響行車的舒適性，對鄰近居民的生活質量產生不良影響。

1.1.2 減弱路面的承載能力

瀝青路面出現裂縫后，路面結構的受力將不再均勻，導致路面應力集中，路面結構的荷載能力下降，加劇路面老化，甚至導致路面結構局部破壞，影響路面的承載性能和使用壽命。

1.1.3 影響路面的排水性能

瀝青路面裂縫會導致路面的排水性能下降，降低公路的排水能力。當水不能及時排出路面時，會在路面以下形成水袋，造成路基軟化，從而影響路面的穩定性和安全性。此外，當水進入路面下方的結構層時，會導致結構層內部的材料受潮或損壞，加劇裂縫擴展和路面病害的形成。

1.2 公路瀝青路面裂縫形式及原因分析

公路瀝青路面裂縫是瀝青路面最常見的病害之一，主要包括橫向裂縫、縱向裂縫、網狀裂縫及塊狀裂縫。裂縫病害會隨著時間的推移逐漸加重，影響路面的平穩性、舒適性和安全性，降低路面的使用壽命和經濟效益[1]。

1.2.1 橫向裂縫

橫向裂縫通常與公路中心線基本垂直，縫寬大小不一，部分橫貫整個路幅，部分貫穿局部路幅，裂縫彎彎曲曲、有支有叉，同時伴隨著支縫、塌陷、破碎、剝落等問題（如圖1所示）。根據其形成原因，橫向裂縫可細分為荷載裂縫、非荷載裂縫兩類。其中荷載裂縫產生的原因通常為行車荷載過大，導致拉應力大于其疲勞應力，進而出現開裂現象。荷載裂縫最先出現于路面底部，逐步向上發展到瀝青表面。非荷載裂縫也是橫向裂縫的主要表現形式，包括瀝青面層收縮裂縫及基層反射裂縫兩種。

圖1 橫向裂縫

1.2.2 縱向裂縫

與橫向裂縫相比，縱向裂縫病害同樣較為突出。縱向裂縫基本與行車方向相同，主要集中于行車道輪跡密集區域，縫寬通常為2~8 mm之間，多呈單條裂縫。縱向裂縫的產生，主要源于以下2種原因：

（1）瀝青面層攤鋪過程中，分幅接縫處理不當，加之車輛荷載和自然環境的影響，逐步產生裂縫。

（2）路基壓實度不均或路基邊緣因水害而出現不均勻沉陷。縱向裂縫如圖2所示。

圖2 縱向裂縫

1.2.3 網狀裂縫

網狀裂縫在瀝青路面上呈現交叉、錯綜復雜的形式，多由路面基層整體強度不夠造成，或因瀝青路面橫向、縱向裂縫產生后未及時進行封填而造成，雨水滲入后，進一步加重路面病害。其次，瀝青路面建設及使用期間產生老化，也是瀝青路面出現不規則裂縫的原因之一。網狀裂縫如圖3所示。

圖3 網狀裂縫

1.2.4 塊狀裂縫

塊狀裂縫是指在公路瀝青路面中出現的局部斷裂或開裂的裂縫，通常呈現幾何形狀的塊狀裂縫，多由路面材料老化、疲勞、損傷等因素引起[2]。根據裂縫產生的原因劃分，通常分為疲勞裂縫、反射裂縫及老化裂縫三類。

2 影響公路瀝青路面裂縫產生的因素

公路瀝青路面裂縫是由多種因素共同作用導致的。以下為常見的影響因素：

2.1 氣候因素

公路瀝青路面作為一種復合材料，其性能特點在不同的氣候條件下會發生變化，因而易受氣候變化的影響。常見的氣候變化因素包括溫度變化、降雨和風化等，其會對路面的物理、化學和力學性能產生影響，導致路面發生膨脹、收縮和變形，從而加速路面裂縫的產生。例如，當路面溫度變化較大時，瀝青材料會發生熱脹冷縮，產生膨脹和收縮變形，從而導致路面發生裂縫。尤其在寒冷氣候下，瀝青路面易變脆，導致路面疲勞裂縫的產生。

2.2 地質因素

路面的承載能力和變形特性受地質條件影響，不同地質條件下，路面的承載能力和變形特性會發生不同程度的變化。部分地質條件，如土壤含水量、土層厚度和土壤密度，對路面承載能力和變形特性影響較顯著。當路面所處的地基不均勻或不穩定時，會導致路面承受更大荷載，易引起路面裂縫的產生。例如，在地下水位較高的地區，土壤穩定性較差，易引起路面下沉、裂縫和變形。此外，若路面所處的地基地質條件不穩定，如存在軟土、膨脹土、堅硬巖石等，同樣易引起路面裂縫的產生。

2.3 瀝青路面材料因素

瀝青路面由瀝青混合料攤鋪而成，原材料主要包括瀝青及礦料，路面材料的質量和配比是影響路面抗裂性能的關鍵因素之一。質量差的材料易變形、老化和破裂，繼而引起路面裂縫產生。例如，若使用的瀝青材料品質較差、摻雜雜質較多，路面在使用過程中則會逐漸失去彈性，導致路面承載能力下降和裂縫的產生。此外，若路面材料配比不合理，如瀝青含量過高或過低、礦粉摻量過多等，同樣會影響路面材料的性能和抗裂性能。因此，在路面材料的選擇和配比時，應綜合路面使用要求、氣候條件和交通量等因素進行合理設計和調整。

2.4 行車荷載因素

超載、頻繁的重載和大型車輛均會對路面的承載能力和穩定性造成影響，加劇路面的應力和變形，引起路面裂縫的產生。首先，超載和頻繁的重載會使路面遭受超設計荷載的壓力，導致路面變形和應力集中，加速路面裂縫的產生。超載車輛的行駛對路面損傷較嚴重，會導致路面產生變形、破碎和剝落等問題，降低路面使用壽命和安全性。其次，大型車輛的輪胎面積較大，對路面的荷載較集中，易引起路面應力集中和變形，因此，大型車輛對路面的穩定性和抗裂性能存在影響。同時，大型車輛行駛時，對路面會產生較大振動和沖擊力，使路面材料發生變形和損傷，從而加速路面裂縫的產生。

2.5 設計及施工質量因素

除上述影響因素外，路面的設計和施工質量也是影響路面裂縫的關鍵因素之一。不合理的設計和低質量的施工均會導致路面裂縫的產生。

2.5.1 設計因素

路面設計應根據道路的使用要求、氣候條件和交通量等因素進行合理的選擇和優化。對于重載和高速公路等道路，路面設計應更加注重其抗裂性能和承載能力。對于低交通量的道路，則更注重其平順性和經濟性。若瀝青路面結構設計不當，則易引發裂縫產生。例如，瀝青路面設計過薄，導致路面無法適應車輛荷載，繼而產生裂縫問題。或者車流量預測偏差較大，導致最初設計中的瀝青路面強度較弱，無法滿足荷載需求并形成裂縫。

2.5.2 施工質量因素

瀝青路面施工質量差會導致路面材料不均勻、壓實不足、翻漿等問題，導致路面產生裂縫和變形。例如，施工過程中瀝青溫度不夠、瀝青含量不足、壓實不均勻等，均會導致路面壓實不足和空鼓現象，從而加速路面裂縫的產生。此外，若施工工藝控制不佳，如基層不均勻、太干或太濕等，也會影響路面的穩定性和抗裂性能。

3 公路瀝青路面裂縫的處治措施

3.1 橫向裂縫的處治措施

在進行路面裂縫處治時，裂縫深淺是一個重要的考慮因素[3]。對于橫向裂縫較淺的，一般采用封閉處理方法，使用封閉材料填充裂縫并進行封閉。此舉可阻止水分進入路面內部，減少裂縫的擴展和路面損壞。封閉材料的選擇應結合裂縫大小和類型，通常可選擇瀝青封閉劑、聚氨酯等材料，此材料具有較好的黏附性和耐久性，可在較長時間內保證裂縫處于封閉狀態。

對于橫向裂縫較深的，需采用更嚴格的處理方式，如采取加鋪瀝青混合料、冷補材料等方式進行修補，以增加路面的抗壓能力。加鋪瀝青混合料可將瀝青混合料倒入裂縫內，經壓實使之與路面形成一體。冷補材料則是一種較為新型的處理方式，主要由特殊高分子材料組成，可在快速凝固后達到與路面相似的硬度和強度，具有成本低、使用方便等優點。

3.2 縱向裂縫的處治措施

對于縱向裂縫的處理，應注重加強路面的承載能力，避免裂縫再度產生。具體方法包括鋪設磚石等加強結構、增加路面厚度和強度等。此外，全面的路面翻修也是一種有效的處理方法，可通過重新鋪設瀝青混合料、冷補材料等方式進行修補，以增加路面的抗壓能力，提高路面使用壽命。在進行縱向裂縫處理時，需注意修補與周邊路面的接合處，以保證道路的平整度和行車安全性。

3.3 網狀裂縫的處治措施

網狀裂縫的形態和位置不固定，較難處理。此類裂縫通常采用鉆孔修補法進行處理，即在裂縫兩側鉆孔，再灌注封閉材料，使裂縫得到加固和封閉。此外，可采用加鋪瀝青混合料、冷補材料等方式進行修補。對于較嚴重的網狀裂縫，則需進行全面的路面翻修。在進行網狀裂縫處理時，還需注意與周圍環境和材料搭配，并保證處理后的道路平整度和車輛行駛舒適度[4]。

3.4 塊狀裂縫的處治措施

塊狀裂縫的處治措施應根據裂縫的嚴重程度和影響范圍，綜合考慮經濟、技術等因素進行選擇，以達到延長路面使用壽命、提高路面質量的目的。對于塊狀裂縫較小的區域，可采用局部補修的方法。該方法需首先清理裂縫內的雜物和水分，再采用熱補材料或修補膠對裂縫進行填充和修補，最后進行壓實。對于塊狀裂縫嚴重、路面損傷較為嚴重的情況，則可采取路面改造的方法。該方法要求先將舊路面進行清理和拆除，再重新鋪設新的路面材料。

4 預防公路瀝青路面裂縫的建議

4.1 合理設計

強化公路瀝青路面設計，保證公路工程瀝青路面施工結構的設計科學和針對性，是防止瀝青路面裂縫問題的重要途徑[5]。在路面設計時，應綜合考慮道路使用要求、氣候條件和交通量等因素，進行合理的選擇和優化，如增加路面的厚度、采用更好的路面材料等，以提高路面的承載能力和穩定性，降低瀝青路面裂縫的產生率和擴大率。

4.2 優化施工工藝

公路瀝青路面施工工序和施工工藝是否科學與合理，直接決定著公路瀝青路面的成型質量，因此，須加強瀝青路面施工工藝過程控制。合理的施工工藝可使路面材料壓實均勻，瀝青含量適宜，從而減少路面裂縫的產生。在施工過程中，應重點控制瀝青的溫度、含量和壓實等，確保路面的質量和穩定性。

4.3 加強路面養護

公路竣工投入使用后，加強路面的維護和巡查是保持路面完好和安全的重要手段。通過完善公路養護機制，實行科學化監管，做好定期維護和巡查，可及時發現并處理路面裂縫等病害，防止病害進一步擴大和深化，維持路面的平整和舒適度，確保道路的通行安全和舒適性。

4.4 加強交通管理

在道路日常運營期間，車輛超載現象極為普遍，而車輛超載會嚴重破壞公路的使用功能，導致道路瀝青路面出現裂縫病害。通過加強交通管理，可減少超載和頻繁重載車輛的行駛，減少路面應力，延長路面的使用壽命。因此，在道路使用過程中，應加強對超載和重載車輛的管理和監管，限制超載和重載車輛的行駛。

5 結語

綜上所述，在公路交通建設中，路面裂縫作為路面常見病害問題，對行車安全、行車舒適性、路面排水性能等均產生不利影響，已嚴重威脅公路交通安全和可持續發展。基于此，該文立足工作實踐，以公路瀝青路面裂縫的危害及形式為出發點，對其產生的原因展開分析，并對瀝青路面裂縫的預防及處治措施進行了深入探討，對我國公路交通領域的從業者和研究者具有一定的參考和借鑒價值。