高速公路沥青混凝土路面裂缝产生原因及防治措施

0 引言

      沥青混凝土路面在服役过程中受到车辆荷载反复作用和温度周期性变化影响，路面材料性能逐渐衰减且结构内部应力持续累积，当累积损伤达到一定程度后即在路面薄弱部位萌生裂纹并逐步扩展形成可见裂缝。裂缝按其走向可分为纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝，按成因可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝，不同类型裂缝的形成机理和发展规律存在差异，相应的预防和处治措施也有所不同。近年来随着交通量持续增长和重载车辆比例上升，沥青路面裂缝病害发生率呈现上升趋势，裂缝防治已成为高速公路养护管理工作中需要重点关注的技术问题。

1 高速公路沥青混凝土路面裂缝类型分析

1.1 纵向裂缝

      纵向裂缝沿行车方向呈带状分布于轮迹带区域，路基在车辆荷载长期作用下产生差异沉降，软土地基处理深度不足使底基层失去均匀支撑，沥青面层承受的拉应力在薄弱截面处超过材料极限强度就会撕裂成缝。相邻摊铺带形成的纵向接缝若碾压温度偏低，沥青胶结料粘结性能大幅衰减，重载车辆反复碾压产生的剪切作用使接缝逐步扩展为贯通裂缝，渗入的雨水溶蚀基层细料并削弱层间结合，裂缝宽度在冻融循环中持续增大。

1.2 横向裂缝

      横向裂缝垂直行车方向规律分布，气温骤降引发的温度收缩受基层约束，沥青混合料在横断面上形成的拉应力集中区超过老化后材料的低温抗拉能力，路面就在最薄弱位置断裂形成横向开口。半刚性基层硬化过程中产生的干缩裂纹在车辆动荷载往复作用下不断向上延伸，裂缝尖端应力达到临界值后反射穿透沥青层，摊铺中断形成的横向冷接缝因压实质量缺陷，在运营初期即演变为明显断裂，水分侵蚀加剧了裂缝周边材料的剥落松散^[1]。

1.3 网状裂缝

      网状裂缝又称龟裂，表现为相互交错的不规则多边形裂缝，裂缝块边长一般为10~40cm，形态类似龟甲或鳄鱼皮，多发生于轮迹带位置（见图1所示）。网状裂缝形成机理较为复杂，路面结构强度不足以承受反复行车荷载作用时，沥青面层底部首先产生拉应力集中，随着荷载作用次数累积，微裂纹逐渐向上扩展并相互贯通，最终在路表形成网状分布。路基排水系统失效导致水分长期滞留于路面结构层内部，沥青与集料之间粘结力下降，混合料整体强度降低，加速了网状裂缝的形成与发展。沥青老化使路面材料脆化、延展性降低，抵抗变形能力减弱，在温度循环和荷载耦合作用下更易产生网状开裂。