公路半刚性路面裂缝分析及养护技术研究
王轶斐
摘 要：半刚性材料具有刚度大、稳定性好、强度高等优点，阐述了公路路面裂缝的常见病害种类及常见的路面裂缝修复技术。结合某公路工程实例，对半刚性路面裂缝养护技术进行了探讨，提出了对应的解决技术和方法，为其他类似工程提供相关技术经验以作借鉴。
关键词：公路；半刚性路面；裂缝
1 半刚性基层路面的特征
在我国高等级公路中半刚性基层沥青路面是主要的路面结构形式，由于该路面与柔性路面的结构特征不同。所以，它产生病害的原因及维修对策与柔性路面也是不同的。半刚性基层具有较高的刚度，具备较强的荷载扩散能力。所以施工及运营过程中一定要保持半刚性基层的整体性；半刚性基层起着结构承载能力作用，而沥青面层只起着功能层作用。因此半刚性基层沥青路面结构的主要破坏形式是半刚性基层的弯拉疲劳损坏；该路面采用防水下渗措施是十分重要的。这里就其高等级公路半刚性基层沥青路面的病害特征及其产生原因，对传统的路面维修方法进行了修正和改进，同时新对策在路面养护维修实践中保证了路面维修的有效性和耐久性。
2 公路半刚性路面裂缝类型分析
1、横向裂缝
（1）反射裂缝。强度、刚度大及变形能力差为半刚性基层材料的主要特点，此类材料在温度、湿度发生极大改变的情况下，将产生开裂等问题。基层开裂过程中，当面层和基层之间连接紧密，面层可提供一定约束能力，这种情况下在沥青面层内部将出现一定拉应力与拉应变，并与行车荷载出现的应力充分结合，沥青层与基层裂缝对应部位则会出现底部开裂问题，当具有较薄面层时，从下到上裂缝将向面层表面发展，最终产生反射裂缝。
（2）温缩裂缝。低温收缩裂缝产生的原因为半刚性路面面层温度很低或温度骤降致使路面面层温度梯度产生极大变化，相比材料抗拉强度，如温度应力较高时，则极易出现裂缝。
温度疲劳裂缝主要是因为温度重复升高与降低产生的。
2、纵向裂缝
平行于道路中线的裂缝被称为纵向裂缝，同时可能出现多根支缝。因压实度不足，半填半挖及高填方道路路基常常会产生不均匀沉降问题，进而造成纵向裂缝的出现。其类型包括以下几种：
沉降裂缝：路面开裂因路基不均匀沉降造成的裂缝被称作沉降裂缝。
搭接裂缝：纵向、横向为搭接裂缝的主要形式。因路面宽度大，公路路面通常选取分幅的方式进行摊铺作业。接缝时可选取冷、热两种接缝形式。
3、块状裂缝
块状裂缝是指裂缝具有0.3到3米间距、0.1到10平方米面积。作为半刚性路面的重要病害之一，块状裂缝一般出现于通车时间长的道路。基层、面层强度不足为造成块状裂缝的直接原因。
3 公路半刚性路面养护技术的应用
某公路工程总长度为7.319千米，52米为路幅宽度，属于双向六车道。伴随交通量的增加，特别是在重型车、超限、超载车辆长期作用下，路面病害现象极为严重，特别是裂缝问题，存在于多个路段，对公路服务水平造成严重影响。在全面检测本路段相关技术资料的前提下，提出了以下养护措施。
1、局部修补
（1）处置方法
灌缝：灌缝方式一般用于修补线状裂缝。沥青管缝机、高压热空气吹风机等为灌缝的主要机械。沥青、乳化沥青等为沥青路面灌缝的材料。
挖补处理：修补块状裂缝及龟裂时，需根据坑槽实施修补，也就是将路面结构损坏位置挖除，随后进行相应级配沥青混凝土填补、压实。
（2）设计方案
根据工程建设需求，本工程对修补线状裂缝与面状裂缝提供了指导性方案。路面实际病害情况可对填缝机械、工艺与开槽参数合理确定。通常填缝料选取热沥青与克莱福密封胶。如线状裂缝较为细小、灌入难度大，则可将一条凹槽开设于裂缝上，防止拉压力与交通荷载过分作用于填缝材料，通常情况下以U形作为开槽类型。如温缩、干缩导致路面基层出现纵、横裂缝，且宽度小于6毫米，需彻底清理干净缝隙，并通过压缩空气将其尘土吹走，随后选取灌缝撒料方式对裂缝加以处理，材料为热沥青与乳化沥青。
如裂缝宽度大于6毫米，则可将存于裂缝内的杂质清理干净，并进行开槽填缝，并通过压缩空气顺着裂缝开槽位置吹净，随后选取材料进行填筑、压实与密封，材料包括：砂粒式沥青混合料与细粒式沥青混合料。
2、大中修
（1）处置方法
罩面：普通型罩面、防水型罩面与抗滑层罩面为沥青路面罩面的主要类型。公路罩面厚度通常为4到5厘米；交通量大、重型车辆多的路段其封层厚度可定为1厘米，交通量适中路段封层厚度可定为0.7厘米，一般情况下高等级公路抗滑层厚度必须在4厘米以上。
翻修：选取罩面养护无法使严重破损路面恢复良好状态，可采用翻修养护技术，以此确保路面服务功能的有效发挥。翻修前需详细调查翻修路段的路面结构、路基结构及通行能力，并按照公路沥青路面设计要求计算结构厚度。
再生利用：热拌与冷拌为拌制再生沥青混合料的主要方式。冷拌再生沥青混合料是在常温下充分拌制旧料、新矿料及其他材料的方式。一般选取冷拌再生沥青混合料对四级公路路面进行翻修养护。热拌再生沥青混合因其高强度、路用性能良好在翻修养护施工中得到了广泛应用，通常被应用于一、二、三级公路中下面层。
补强：在原有公路等级没有变化的前提下，路面补强通常用于严重破损沥青路面、强度系数与施工要求的情况下。除此之外，在提升公路等级等改造工程也可选取补强方式。
（2）施工方案
该工程大中修处置方案主要为铣刨到相应位置再进行重新铺筑，随后进行SMA—13罩面层加铺。本次施工方案根据道路各个车道的具体情况，进行了多个方案研究，其路面结构如下：
4厘米改性沥青玛蹄脂岁是混合料（SMA—13）+5厘米中粒式沥青混凝土（AC—20）+10厘米粗粒式沥青混凝土（AC—25）+20厘米沥青碎石混合料（LSPM—30）+33厘米水泥稳定砂砾（原路面下基层）。
路段具有严重网裂、纵向裂缝，裂缝在深度范围内将对沥青整体面层都会造成严重影响，以此需全部铣刨沥青路面各个面层。
当路段具有严重横缝时，可进行二层铣刨。如完成铣刨工作后，其下层依旧存有裂缝、松散等情况，则需往下继续铣刨，直至其土层具有良好状况。同时，全线硬路肩与超车道、行车道等都需进行改性沥青玛蹄脂碎石混合料罩面（4厘米厚度）铺设，10米为单幅罩面宽度，局部修复老路面病害路段需在罩面加铺前进行。为保证所有面层间具有良好拼接质量，分层回填过程中，可选取台阶拼接的方式施工于新老路面结构层，其中50厘米为纵向台阶最小宽度，15厘米为横向台阶每层最小宽度。还需将粘层沥青均匀撒布于各沥青层内，以此提高各层间的粘结能力。
4 结束语
综上所述，随着社会主义市场经济发展速度的不断提升，人们越来越关注公路建设质量与安全问题，这种情况下，半刚性基层路面结构得到了广泛地应与推广，这种路面的应用不仅可以对当前交通量进行最大限度地满足，也十分符合耐久性与经济性的路面结构需求。作为一种强基薄面结构，半刚性路面的特点主要体现在良好的水稳性、耐久性、抗冻性与高强度等。现阶段，在公路建设中半刚性路面结构得到了广泛地应用与推广。
参考文献
[1]李晓明，刘元烈，石飞荣，景宏君.公路半刚性基层沥青路面养护检测与养护维修技术研究[J].公路交通技术.2013（05）
[2]赵洪利，刘庆凤，巨云贞.公路沥青路面裂缝的成因与综合处治研究[J].山东农业大学学报（自然科学版）.2019（04）
[3]高艳丽，付丽琴，王玉顺，陈君朝.公路沥青路面裂缝修补技术探讨[J].公路.2012（09）
[4]张宏刚，崔长宇，刘长辉.半刚性基层设计及施工中应注意到的技术问题[J].辽宁交通科技.2014（07）
摘 要：半刚性材料具有刚度大、稳定性好、强度高等优点，阐述了公路路面裂缝的常见病害种类及常见的路面裂缝修复技术。结合某公路工程实例，对半刚性路面裂缝养护技术进行了探讨，提出了对应的解决技术和方法，为其他类似工程提供相关技术经验以作借鉴。
关键词：公路；半刚性路面；裂缝
1 半刚性基层路面的特征
在我国高等级公路中半刚性基层沥青路面是主要的路面结构形式，由于该路面与柔性路面的结构特征不同。所以，它产生病害的原因及维修对策与柔性路面也是不同的。半刚性基层具有较高的刚度，具备较强的荷载扩散能力。所以施工及运营过程中一定要保持半刚性基层的整体性；半刚性基层起着结构承载能力作用，而沥青面层只起着功能层作用。因此半刚性基层沥青路面结构的主要破坏形式是半刚性基层的弯拉疲劳损坏；该路面采用防水下渗措施是十分重要的。这里就其高等级公路半刚性基层沥青路面的病害特征及其产生原因，对传统的路面维修方法进行了修正和改进，同时新对策在路面养护维修实践中保证了路面维修的有效性和耐久性。
2 公路半刚性路面裂缝类型分析
1、横向裂缝
（1）反射裂缝。强度、刚度大及变形能力差为半刚性基层材料的主要特点，此类材料在温度、湿度发生极大改变的情况下，将产生开裂等问题。基层开裂过程中，当面层和基层之间连接紧密，面层可提供一定约束能力，这种情况下在沥青面层内部将出现一定拉应力与拉应变，并与行车荷载出现的应力充分结合，沥青层与基层裂缝对应部位则会出现底部开裂问题，当具有较薄面层时，从下到上裂缝将向面层表面发展，最终产生反射裂缝。
（2）温缩裂缝。低温收缩裂缝产生的原因为半刚性路面面层温度很低或温度骤降致使路面面层温度梯度产生极大变化，相比材料抗拉强度，如温度应力较高时，则极易出现裂缝。
温度疲劳裂缝主要是因为温度重复升高与降低产生的。
2、纵向裂缝
平行于道路中线的裂缝被称为纵向裂缝，同时可能出现多根支缝。因压实度不足，半填半挖及高填方道路路基常常会产生不均匀沉降问题，进而造成纵向裂缝的出现。其类型包括以下几种：
沉降裂缝：路面开裂因路基不均匀沉降造成的裂缝被称作沉降裂缝。
搭接裂缝：纵向、横向为搭接裂缝的主要形式。因路面宽度大，公路路面通常选取分幅的方式进行摊铺作业。接缝时可选取冷、热两种接缝形式。
3、块状裂缝
块状裂缝是指裂缝具有0.3到3米间距、0.1到10平方米面积。作为半刚性路面的重要病害之一，块状裂缝一般出现于通车时间长的道路。基层、面层强度不足为造成块状裂缝的直接原因。
3 公路半刚性路面养护技术的应用
某公路工程总长度为7.319千米，52米为路幅宽度，属于双向六车道。伴随交通量的增加，特别是在重型车、超限、超载车辆长期作用下，路面病害现象极为严重，特别是裂缝问题，存在于多个路段，对公路服务水平造成严重影响。在全面检测本路段相关技术资料的前提下，提出了以下养护措施。
1、局部修补
（1）处置方法
灌缝：灌缝方式一般用于修补线状裂缝。沥青管缝机、高压热空气吹风机等为灌缝的主要机械。沥青、乳化沥青等为沥青路面灌缝的材料。
挖补处理：修补块状裂缝及龟裂时，需根据坑槽实施修补，也就是将路面结构损坏位置挖除，随后进行相应级配沥青混凝土填补、压实。
（2）设计方案
根据工程建设需求，本工程对修补线状裂缝与面状裂缝提供了指导性方案。路面实际病害情况可对填缝机械、工艺与开槽参数合理确定。通常填缝料选取热沥青与克莱福密封胶。如线状裂缝较为细小、灌入难度大，则可将一条凹槽开设于裂缝上，防止拉压力与交通荷载过分作用于填缝材料，通常情况下以U形作为开槽类型。如温缩、干缩导致路面基层出现纵、横裂缝，且宽度小于6毫米，需彻底清理干净缝隙，并通过压缩空气将其尘土吹走，随后选取灌缝撒料方式对裂缝加以处理，材料为热沥青与乳化沥青。
如裂缝宽度大于6毫米，则可将存于裂缝内的杂质清理干净，并进行开槽填缝，并通过压缩空气顺着裂缝开槽位置吹净，随后选取材料进行填筑、压实与密封，材料包括：砂粒式沥青混合料与细粒式沥青混合料。
2、大中修
（1）处置方法
罩面：普通型罩面、防水型罩面与抗滑层罩面为沥青路面罩面的主要类型。公路罩面厚度通常为4到5厘米；交通量大、重型车辆多的路段其封层厚度可定为1厘米，交通量适中路段封层厚度可定为0.7厘米，一般情况下高等级公路抗滑层厚度必须在4厘米以上。
翻修：选取罩面养护无法使严重破损路面恢复良好状态，可采用翻修养护技术，以此确保路面服务功能的有效发挥。翻修前需详细调查翻修路段的路面结构、路基结构及通行能力，并按照公路沥青路面设计要求计算结构厚度。
再生利用：热拌与冷拌为拌制再生沥青混合料的主要方式。冷拌再生沥青混合料是在常温下充分拌制旧料、新矿料及其他材料的方式。一般选取冷拌再生沥青混合料对四级公路路面进行翻修养护。热拌再生沥青混合因其高强度、路用性能良好在翻修养护施工中得到了广泛应用，通常被应用于一、二、三级公路中下面层。
补强：在原有公路等级没有变化的前提下，路面补强通常用于严重破损沥青路面、强度系数与施工要求的情况下。除此之外，在提升公路等级等改造工程也可选取补强方式。
（2）施工方案
该工程大中修处置方案主要为铣刨到相应位置再进行重新铺筑，随后进行SMA—13罩面层加铺。本次施工方案根据道路各个车道的具体情况，进行了多个方案研究，其路面结构如下：
4厘米改性沥青玛蹄脂岁是混合料（SMA—13）+5厘米中粒式沥青混凝土（AC—20）+10厘米粗粒式沥青混凝土（AC—25）+20厘米沥青碎石混合料（LSPM—30）+33厘米水泥稳定砂砾（原路面下基层）。
路段具有严重网裂、纵向裂缝，裂缝在深度范围内将对沥青整体面层都会造成严重影响，以此需全部铣刨沥青路面各个面层。
当路段具有严重横缝时，可进行二层铣刨。如完成铣刨工作后，其下层依旧存有裂缝、松散等情况，则需往下继续铣刨，直至其土层具有良好状况。同时，全线硬路肩与超车道、行车道等都需进行改性沥青玛蹄脂碎石混合料罩面（4厘米厚度）铺设，10米为单幅罩面宽度，局部修复老路面病害路段需在罩面加铺前进行。为保证所有面层间具有良好拼接质量，分层回填过程中，可选取台阶拼接的方式施工于新老路面结构层，其中50厘米为纵向台阶最小宽度，15厘米为横向台阶每层最小宽度。还需将粘层沥青均匀撒布于各沥青层内，以此提高各层间的粘结能力。
4 结束语
综上所述，随着社会主义市场经济发展速度的不断提升，人们越来越关注公路建设质量与安全问题，这种情况下，半刚性基层路面结构得到了广泛地应与推广，这种路面的应用不仅可以对当前交通量进行最大限度地满足，也十分符合耐久性与经济性的路面结构需求。作为一种强基薄面结构，半刚性路面的特点主要体现在良好的水稳性、耐久性、抗冻性与高强度等。现阶段，在公路建设中半刚性路面结构得到了广泛地应用与推广。
参考文献
[1]李晓明，刘元烈，石飞荣，景宏君.公路半刚性基层沥青路面养护检测与养护维修技术研究[J].公路交通技术.2013（05）
[2]赵洪利，刘庆凤，巨云贞.公路沥青路面裂缝的成因与综合处治研究[J].山东农业大学学报（自然科学版）.2019（04）
[3]高艳丽，付丽琴，王玉顺，陈君朝.公路沥青路面裂缝修补技术探讨[J].公路.2012（09）
[4]张宏刚，崔长宇，刘长辉.半刚性基层设计及施工中应注意到的技术问题[J].辽宁交通科技.2014（07）
