高速公路瀝青路面病害及對策

華金林

摘 要：隨著高速公路的發(fā)展，針對瀝青路面的病害研究不斷加深。我們發(fā)現(xiàn)瀝青路面的裂縫問題和水損害有著直接的關(guān)系，如何對兩者控制已經(jīng)成為了保證高速公路瀝青路面質(zhì)量的關(guān)鍵，文章從瀝青路面裂縫形成的原因出發(fā)，將如何控制水損害進行重點研究，望廣大同行給予指導(dǎo)

關(guān)鍵詞：裂縫；車輛荷載；水損害；預(yù)防措施

瀝青路面的裂縫形式分為橫向、縱向、不規(guī)則裂縫等，這些裂縫都是在不同的環(huán)境因素下所形成的，并且在這些裂縫在水損害的作用下直接導(dǎo)致路面形成唧漿、溝槽等問題，下面筆者將對其進行逐一分析。

1 高速公路瀝青路面出現(xiàn)裂縫原因分析

1.1 橫向裂縫

橫向裂縫是高速公路中最為常見的病害問題之一，它的形成原因較復(fù)雜，主要來自溫度、地基變形、基層材料等原因所形成的，在溫度、車輛荷載的作用下容易被擴大，裂縫的表現(xiàn)形式主要分為以下幾種：

（1）低溫橫向裂縫。就瀝青混凝土的自身性質(zhì)來說。瀝青混凝土是一種熱漲冷縮很明顯的材料，這種材料在高溫下有著很強的膨漲力，但是到了冬季，其產(chǎn)生的收縮力將會遠遠大于自身的結(jié)構(gòu)強度，這樣就形成了裂縫。

（2）溫度疲勞裂縫。在我國北方地區(qū)，環(huán)境溫度差別較大，這其中就會在瀝青面層中產(chǎn)生足夠的溫度應(yīng)力，這種應(yīng)力在溫度的反復(fù)作用下就會形成裂縫。

（3）反射裂縫高速公路的配料多采用半剛性基層材料。這些材料在形成混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)十分明顯的裂縫，并且在車輛荷載的作用下，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，使基層出現(xiàn)開裂，并且隨著荷載的反復(fù)作用會不斷延伸，這種裂縫較分散，形成間距為150米以上。

（4）路橋過渡段裂縫。在路橋過渡段上由于半剛性路基和剛性混凝土結(jié)構(gòu)相互連接，會在車輛荷載情況下出現(xiàn)裂縫，并且這些裂縫會發(fā)生不均勻的下層，裂縫的起始點在橋涵臺背方向的橫向裂縫。

1.2 縱向裂縫

縱向裂縫形成的形式比較單一，一般是由路基填筑質(zhì)量、車輛運行頻率。路基填料等因素造成的，雖然縱向裂縫不會出現(xiàn)嚴(yán)重的開裂，但是裂縫的寬度較大，并且存在高差，對于行車安全造成十分嚴(yán)重的影響。

1.3 不規(guī)則裂縫

路面強度在達到使用壽命時，會因出現(xiàn)局部較小的形變型裂縫，這些裂縫呈網(wǎng)狀、龜裂等多種形狀，并且伴有盆裂和溝槽。這是因為當(dāng)半剛性的材料之間出現(xiàn)一定厚度的素土夾層時，這些夾層當(dāng)遇到水出現(xiàn)潮濕后，就會降低路面的承載能力，使車輛在形式過程中產(chǎn)生彈簧形象，并且在彈簧力的作用下，不斷拉伸、收縮、使瀝青混凝土產(chǎn)生疲勞并且被破壞，這就形成了不規(guī)則裂縫。其次外瀝青混合料在拌和的過程中，瀝青會被氧化變硬，這時瀝青對于拉應(yīng)力沒有抵抗能力，也容易產(chǎn)生不規(guī)則裂縫。最后基層的施工質(zhì)量和不規(guī)則裂縫有著十分直接的關(guān)系，很多拌和料的攪拌時間、級配、含水量、壓實厚度等方面容易出現(xiàn)不均勻的狀況，這也加大整體基層的不穩(wěn)定因素。使車輛在重車荷載下能夠從薄弱處直接反應(yīng)出來，形成了不規(guī)則裂縫。

2 高速公路水損害

2.1 表面層產(chǎn)生坑洞

表面層為半開級配瀝青混凝土的空隙率較大或者由于密實性瀝青混凝土的壓實度不夠和不均勻性較大，以及局部小面積的實際空隙率較大，在雨雪過程中，水滲入表面層在中面層為Ⅰ型密實性且空隙率較小的情況下，雨水滲入的速度減慢，當(dāng)造成水份滯留的過程中，就會使大量的水份并滯留在中間層面和混凝土混合料的空隙中，這時一旦出現(xiàn)形成荷載，就會使所產(chǎn)生的動水壓力從瀝青的表面被剝離出來，并且從底層朝著面層的方向進行擴展，一旦有大的碎石被剝落，就會使瀝青混凝土的強度造成喪失，尤其在重型車輛的荷載下，直接形成塌陷和坑洞。

2.2 表面層和中面層同時產(chǎn)生坑洞以及局部表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變

當(dāng)表面層和中面層都是空隙率較大的半開級配瀝青混凝土，而底面層為空隙率較小的密實瀝青混凝土?xí)r，或者由于降水時間較長，即使是密實性瀝青混凝土面層，由于瀝青混凝土的不均勻性或者局部小面積的瀝青混凝土的實際空隙率較大，自由水也能逐漸滲入到表面層和中面層，滯留于中面層和底面層之間或存在于表面層和中面層的空隙當(dāng)中，在車輛真空吸力的作用下，使表面層和中面層中部分碎石上的瀝青剝落，從而產(chǎn)生兩層的坑洞或者表面層產(chǎn)生網(wǎng)裂、沉陷和向外拖移。一但產(chǎn)生坑洞，水會繼續(xù)向坑洞滲入，如不及時修補，將會形成更為嚴(yán)重的病害，并加快病害發(fā)展的趨勢。

2.3 路面出現(xiàn)唧漿、網(wǎng)裂、坑洞

水份透過瀝青，就會滯留在瀝青的中間和基層之間，在車輛荷載的作用下，使這些水形成了較大的動水壓。，并且直接沖刷著基層混合料的表面。并且使細(xì)料造成了很大程度的流失，并且析出灰漿，這些灰漿在反復(fù)的吸收、壓機的過程中，使瀝青路面出現(xiàn)了多種不同形狀的裂縫。一旦這些灰漿不能進入這些細(xì)微裂縫就形成了空洞。使水分很容易滲入到路面中，最終形成惡性循環(huán)，發(fā)生水損壞。

3 裂縫、水損害的預(yù)防措施

3.1 設(shè)計路線優(yōu)化

為了避免出現(xiàn)裂縫、塌陷等瀝青路面病害，就要在路線設(shè)計中過程中對于洼地、含水量較大的區(qū)域進行適當(dāng)?shù)幕乇?，同時可以在路堤的兩側(cè)，采取措施設(shè)置截斷面，并且將表面層的水流向進行阻斷，并且設(shè)置通暢的邊溝排水系統(tǒng)，使地下排水溝和地面排水溝相互結(jié)合，同時設(shè)置集水蒸發(fā)池，以對路堤下層的水采取增發(fā)處理，并沒裂縫擴大和發(fā)展。

3.2 加大設(shè)計中路基高度

路基在設(shè)計的過程中，如果路基位于地勢較高的坡面時，路堤的承載能力會出現(xiàn)一定的下降，并且使上部邊坡的地基承載力出現(xiàn)急劇下降，造成外傾的狀態(tài)，這種荷載能力會將路面掰開，并且形成縱向的裂縫，面對這種現(xiàn)象可以采取測坡面上設(shè)置截水溝的形式，同時要使更深的盲溝截斷面中的水能夠自由的被排除，設(shè)置留水涵洞，將路基下坡位置的水一并排出。

3.3 壓實度問題

路堤邊部壓實度不夠，會使不同地步的路基土層在密度上出現(xiàn)十分明顯的差別，一旦有遇到降雨們就會使雨水朝著密度小的一側(cè)進行，從而使路堤發(fā)生沉降，最總導(dǎo)致路面裂縫的出現(xiàn)，所以在施工中執(zhí)行碾壓標(biāo)準(zhǔn)是非常重要的，必須保證橫、縱向的密實度盡量均勻。

3.4 裂縫的發(fā)展控制

路面的裂縫在產(chǎn)生后，會不斷的變化，并且形成、縱向、橫向、網(wǎng)狀、等多種裂縫，這些裂縫同時也為水進入瀝青結(jié)構(gòu)提供了通道，如果這些水長期的滯留在瀝青層面中，在加大車輛荷載所形成的碾壓，就會促使瀝青混合料出現(xiàn)沖刷的情況，瀝青和石料將會出現(xiàn)剝離，最終導(dǎo)致瀝青層面的混合料出現(xiàn)松散、脫落、溝槽、唧漿情況的出現(xiàn)。為了控制裂縫的發(fā)展，避免裂縫之間結(jié)構(gòu)層的貫通，可以在路基中設(shè)置吸收層和過濾層，這樣能貴裂縫病害發(fā)展起到一定的控制作用。

4 結(jié)束語

文章針對裂縫產(chǎn)生的原因和結(jié)合水損害及防止方法進行分析，總結(jié)出了提高高速公路使用壽命，降低維修率的方法。而路面病害原因有著很大的綜合性，所以在未來的施工和設(shè)計過程中我們要竭力避免裂縫的產(chǎn)生，保證高速公路行車安全和運行效率。

參考文獻

[1]候宇紅.瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)及應(yīng)用[A].河南省土木建筑學(xué)會2010年學(xué)術(shù)大會論文集[C]，2010.

[2]李榮波，張國華，王澍，王力達.減少沈陽市城市道路瀝青路面裂縫措施的研究[J].城市道橋與防洪，2001.

[3]李思水，汪為奇.瀝青混凝土路面半剛性基層層底裂縫斷裂力學(xué)分析[J].公路，2005.

[4]王紅祥，張明.高速公路縱向裂縫病害分析及處治措施[A].節(jié)能環(huán)保和諧發(fā)展-2007中國科協(xié)年會論文集（一）[C].2007.