摘要：高速公路工程路面以沥青路面为主，沥青路面经过一段时间的使用，会产生裂缝病害，对路面的外观、使用都造成一定影响，并引发其他类型的病害，如坑槽、唧泥、错台等。因此，必须在掌握裂缝类型、成因的基础上，采取有效的技术措施做好养护防治。
关键词：高速公路；沥青路面裂缝；修补技术
1高速公路沥青路面裂缝主要类型
裂缝是高速公路沥青路面最常见的病害类型。高速公路沥青路面裂缝主要包括横向裂缝、纵向裂缝和龟裂。当沥青路面出现裂缝以后，路面上的水将通过裂缝进入到基层，导致基层材料软化，降低承载力，给路面造成更深层的破坏。
横向裂缝可以分为非荷载性裂缝与荷载性裂缝。其中，荷载性裂缝是指因设计、施工问题或车辆超载等因素导致面层产生一定拉应力，当拉应力大于面层疲劳强度后就会产生裂缝；非荷载性裂缝是指低温收缩与基层反射等。
纵向裂缝在半填半挖段较为常见，主要是由于路基没有得到均匀压实而产生不均匀沉降现象。另外，如果在分幅摊铺过程中没有做好两幅拼接，也会在受到持续荷载作用后产生纵向裂缝。
龟裂主要由于结构强度降低而在轮迹带或其周围产生若干纵缝，然后在纵缝间又产生大量横缝及斜向缝。如果沥青材料存在黏结力不足、用量少、矿料湿度较大、摊铺不均匀，都会引起龟裂，如果没有进行有效的处理，随着时间的推移将产生剥落与坑槽。
2高速公路沥青路面裂缝产生的原因
2.1水分对沥青路面的影响
高速公路路面基层材料主要包括水稳碎石、二灰碎石与石灰土，由固、液、气三相构成，当温度降低时，体积将明显收缩。水是引起收缩的重要因素之一，其对基层材料造成的影响包括冰冻、扩张与毛细管张力等，当处于非饱水状态时，这一影响可以达到最大。如果水分蒸发，则毛细管中的水将下降，使曲率半径减小，由于此时毛细管的压力将增大，所以会产生一定程度的收缩。待毛细水完全蒸发以后，伴随相对湿度不断减小，基层材料中的水将开始蒸发，产生于颗粒表面的水膜将不断减薄，使颗粒之间的距离缩短，分子力开始增加，引起宏观体积收缩，此时的收缩量往往大于毛细管作用，待水膜厚度减小至一定程度后，宏观收缩将开始减小，直到停止收缩。由于压实后可能出现基层材料密实不足、土质不均、水分持续蒸发、水泥水化的情况，致使基层材料水分开始减少，产生收缩的现象。在基层出现收缩裂缝，使其顶端出现应力集中，裂缝开始向面层发展，进而在面层产生反射裂缝。
2.2温度对沥青路面的影响
高速公路路面裂缝十分常见，以横向裂缝为主，其数量与分布密度都和温度的降低幅度直接相关，当低温持续时间较长时，裂缝将增多、增密，而且同一条裂缝的缝宽也会因为温度的降低而不断加宽。温度裂缝包括低温收缩裂缝与温度疲劳裂缝。面层材料受到高温作用后，会表现出应力松弛，如果温度大幅降低，面层材料将开始变硬，同时伴有收缩。因面层材料始终受到约束，所以，如果气温大幅降低，面层材料将会产生一定拉应力，当拉应力超出极限后，就会产生裂缝。另外，因面层宽度并不大，收缩不会受到太大约束，所以温度裂缝以横向为主。在昼夜温差相对较大的地区，面层因温度升降会产生温度应力，使面层材料出现应力疲劳，导致极限拉伸应变开始减小，加之沥青受荷载作用后不断老化，脆性变大，固有的应力松弛功能减小，在达到面层的极限强度后产生开裂。
2.3重载交通对沥青路面的影响
通过分析裂缝分布规律可以看出，行车道上的裂缝长度远比超车道大，而且唧泥等病害等主要分布于行车道，横、纵向裂缝相互交错，还可以见到很多网裂，因此，在很大程度上说明重载交通会对路面造成很大影响，是引起裂缝的重要原因之一。重载交通不仅能产生裂缝，还会加剧对道路的破坏，引起道路结构性损伤。
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3沥青路面养护技术
3.1裂缝填封类
裂缝填封类包括五种养护方法：（1）普通沥青人工灌缝。适用于路面裂缝宽度为5~10mm、能够明显区分的三、四级公路，保护寿命为1年左右，造价2元/m2左右。特点是易于操作、设备简单、价格便宜，但效果一般。（2）普通沥青灌缝机灌缝。适用于路面裂缝宽度在10mm左右、能够明显区分的二、三、四级公路，保护寿命为1.5年左右，造价3元/m2左右，特点是操作比较容易、设备简单，价格便宜，但寿命较短。（3）改性乳化沥青灌缝。适用于路面裂缝较深、宽度为6~12mm的高等级公路，使用寿命为3~5年，造价8元/m2左右，操作容易，设备简单。（4）压浆法修补裂缝。适用于一些裂缝较宽的特殊部位施工，如桥头沉降等，使用寿命较长，造价与缝深有关，效果较好，但操作较复杂，设备投资较大。（5）灌缝胶处理裂缝。适用于路面裂缝宽度在8mm以上的较浅裂缝，能够明显区分的高等级公路，使用寿命5年左右，造价20元/m2左右。操作简单，设备投入较大、黏结力强、弹性好、不渗水、拉伸量大、耐久性好。
3.2表面封层类
表面封层类也包括五种养护方法：（1）雾封层，适用于渗水、贫油、微小裂缝（1~3mm）、轻微松散、麻面、掉粒的所有等级公路路面，寿命2~3年，造价15~25元/m2，特点为施工快捷方便，防水、防油污污染性好。（2）同步碎石封层，使用于低等级路面的纵、横向裂缝，能够解决路面龟裂、增加路面抗裂性能，提高路面抗渗水能力，寿命为5年，造价25元/m2。（3）稀浆封层，适用于所有等级公路的轻度纵、横向裂缝、块裂路面和老化、渗水的路面，使用寿命3~7年，造价15~20元/m2。（4）微表层，可用于修复车辙、轻度松散泛油、裂缝等微小病害，可以快速凝固成型轻度纵、横向裂缝的路面以及轻度不平整、轻度泛油、渗水的路面，适用于所有等级公路，使用寿命3~9年，造价18~28元/m2。（5）橡胶沥青同步碎石封层，适用于低等级公路路面的纵横向裂缝和龟裂，用于治愈路面龟裂，提高路面抗裂性能和抗渗水能力，具有良好的防滑性和耐久性，使用寿命3~5年，造价15~20元/m2。
3.3罩面类
罩面类包括四种养护方法：（1）超薄磨耗层。适用于中重度破损，老化、泛油、磨光等，抗滑严重不足，路面渗水、轻微松散及轻度纵、横向裂缝的高等级公路路面，寿命为5~8年，造价45~65元/m2。（2）热拌沥青混凝土罩面。适用于轻度纵、横裂缝的路面，以及轻度不平整、轻度泛油、渗水、车辙稳定的所有等级公路路面。该方法抗滑性能好，具有高温稳定性，构造深度大。寿命5~8年，造价36~41元/m2。（3）橡胶沥青混凝土罩面。适用于轻度纵、横裂缝的路面，以及轻度不平整、轻度泛油、渗水、车辙稳定的所有等级公路路面。该方法具有抵抗反射裂缝能力、高温抗车辙能力、低温抗裂性能及抗老化能力，还能够降低行车噪音，寿命为5~8年，造价45~60元/m2。（4）地热再生，可用于维修车辙、麻面、松散、网裂及沉陷等病害，可以修复道路表面功能，节约环保。适用于轻度纵、横裂缝的路面，以及轻度不平整、轻度泛油、渗水、车辙稳定的高速、一级路面，寿命为3~5年，造价48~50元/m2。
结束语
沥青路面长期受行车荷载及自然因素影响，势必会产生早期病害，例如裂缝、坑槽、车辙等，若无法及时的处理，病害将持续扩展，从而出现大范围破坏，将对行车舒适性及安全造成严重影响。在沥青路面病害中，裂缝及坑槽危害大、频率高，其破坏成因及修补方案一直是路面养护技术研究的重点。
参考文献：
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[4]田瑞生.高速公路路面裂缝产生原因及预防性养护技术[J].山西建筑，2018，44（34）：132-134.
论文作者:王静
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
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