公路工程沥青路面裂缝养护修复技术研究

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贾永威

兰州公路事业发展中心高速公路养护所 甘肃兰州 730000

摘要

沥青路面裂缝是公路工程中常见的病害形式,其扩展会加速路面结构破坏,影响行车安全与使用寿命。本文针对裂缝成因的复杂性,系统分析了荷载作用、温度变化、材料老化及施工缺陷等因素对裂缝形成的影响机制,并分类阐述了横向、纵向及网状裂缝的特征。通过对比传统灌缝、贴缝带修补与新型纤维增强、再生剂渗透等修复技术。研究结果表明,科学选择修复材料、严格把控施工工艺及实施预防性养护,可显著提升裂缝修复效果与路面耐久性,为公路养护决策提供理论依据。


关键词

沥青路面;裂缝修复;养护技术;材料性能;施工工艺

正文


引言:

沥青路面作为我国公路网的主要结构形式,其使用性能直接关系到交通运行的安全性与经济性。然而,受车辆荷载、环境侵蚀及材料老化等因素影响,裂缝已成为沥青路面最常见的早期病害之一。据统计,我国高速公路中超过60%的路面损坏始于裂缝扩展,若未及时修复,将引发基层破坏、平整度下降等连锁反应,显著缩短路面使用寿命并增加养护成本。当前,裂缝修复技术虽已形成灌缝、贴缝、再生修复等体系,但仍面临材料耐久性不足、工艺适应性差等问题。本文从裂缝成因机理出发,系统分析修复技术与材料性能的匹配关系,为优化养护策略提供理论支撑。

1.沥青路面裂缝的成因与分类

1.1 裂缝形成的主要因素

沥青路面裂缝的形成是多重因素共同作用的结果。荷载作用是引发疲劳开裂的核心原因,车辆重复荷载导致面层材料内部应力反复累积,当超过材料抗疲劳强度时,裂缝逐渐萌生并扩展。交通量越大、轴载越重,裂缝扩展速度越快,尤其在重载交通路段,裂缝往往在通车后3-5年内显著显现。环境影响方面,温度变化是收缩裂缝的主要诱因,冬季低温使沥青材料收缩,若基层约束力不足,面层易产生横向开裂;雨水渗透则通过软化基层材料、降低承载力间接破坏路面结构,而冻融循环会进一步加剧这种破坏——水分在冻胀过程中产生膨胀应力,融化后形成空隙,导致裂缝扩展与剥落。材料与施工缺陷同样不可忽视,沥青老化会降低其粘弹性,使面层抗裂性能下降;集料级配不合理或压实度不足会导致孔隙率过大,加速水分侵入与荷载损伤,最终引发反射裂缝或结构性破坏[1]

1.2 裂缝类型及特征

沥青路面裂缝按形态与成因可分为三类。横向裂缝多呈规则的直线状,沿道路横向分布,主要由温度收缩引起,冬季低温时裂缝宽度显著增大,夏季部分闭合,具有明显的季节性变化特征。纵向裂缝通常沿行车方向延伸,长度可达数米至数十米,其形成与路基不均匀沉降密切相关,如软土地基处理不当或填挖交界处压实不足时易出现;施工接缝处理不当(如热接缝未压实、冷接缝未涂刷粘层油)也会导致纵向裂缝早期产生。网状裂缝表现为相互交织的细小裂纹,形似龟背,多由基层破坏或面层老化引发——基层材料强度不足或反射裂缝未及时修复时,裂缝向上扩展形成网裂;面层沥青老化后变脆,在车辆荷载与温度应力共同作用下,局部应力集中导致裂纹扩散,最终形成连片网状破坏[2]

2.沥青路面裂缝修复技术体系

2.1传统修复技术分析

灌缝技术是应用最广泛的裂缝修复方法之一,其核心是通过填充热沥青或改性沥青材料阻断水分侵入。热沥青灌缝适用于宽度小于5mm的细裂缝,施工时需控制加热温度(160-180℃)以避免材料老化,但低温环境下易脆裂;改性沥青(如SBS改性)因弹性恢复率高,更适用于中等宽度裂缝(5-15mm),尤其适合温差大的地区。贴缝带技术采用自粘式高分子材料,施工时无需开槽,直接粘贴于裂缝表面,其优势在于效率高、环保性好,且密封性优于传统灌缝,但成本较高,适用于应急抢修或车流量大的路段。局部开挖修补针对结构性裂缝,需先清除裂缝周围破损面层,处理基层病害(如换填碎石、注浆加固),再分层摊铺热拌沥青混合料并压实,该工艺修复彻底但周期长,常用于裂缝深度超过2cm的严重病害。

2.2 新型修复技术探索

裂缝焊接技术通过红外线或电磁感应加热使裂缝两侧沥青熔融粘合,形成整体结构,适用于中等宽度裂缝(3-10mm),修复后抗剪强度可提升50%以上,但设备成本高且对操作技术要求严格。纤维增强修复在灌缝材料中掺入玻璃纤维或玄武岩纤维,利用纤维的桥接作用提高裂缝处抗拉强度,试验表明,纤维掺量1%-2%时,复合材料抗裂性能提升30%-40%,尤其适合重载交通路段。再生剂渗透修复通过喷洒或灌注再生剂软化老化沥青,恢复其黏弹性,适用于网状裂缝密集区域,可延缓裂缝扩展速度2-3年,但需定期补喷以维持效果。

2.3 修复材料性能对比

改性沥青(如SBS)在-20℃低温弯曲试验中应变值可达3000με以上,显著优于普通沥青的1500με,抗低温开裂性能突出;橡胶沥青因含橡胶颗粒,弹性恢复率达85%以上,更适合变形较大的裂缝。高分子聚合物材料(如聚氨酯、硅酮)弹性恢复率超90%,且耐老化性能优异,但价格是沥青类材料的2-3倍。环保型水性密封材料以水为分散介质,VOC排放低,但粘结强度较溶剂型材料降低20%-30%,适用于对环保要求严格的城市道路。

3.结论

沥青路面裂缝修复技术的选择需系统考量裂缝类型、材料适配性及施工环境条件,避免单一技术方案的局限性。例如,温缩裂缝宜采用弹性密封材料,而结构性裂缝需结合基层补强与面层再生技术。研究强调预防性养护的优先级,通过早期微表处、裂缝封层等措施可延缓病害发展,降低全寿命周期成本。未来应重点突破智能化检测技术,实现裂缝实时监测与精准定位;同时研发低碳环保型修复材料,如生物基沥青改性剂、可降解贴缝带等,推动公路养护向绿色化、可持续方向转型。

参考文献:

[1]黄亮,胡志东.高速公路沥青混凝土路面预防性养护措施研究[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2023(011):000.

[2]生 萍.道路桥梁工程中沥青路面裂缝处理施工技术研究[J].工程管理与技术探讨, 2025, 7(4):73-75.DOI:10.37155/2717-5189-0704-25.

[3]王伟年.半刚性基层沥青路面反射裂缝的处治施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版), 2024(31):99-101.

[4]陈金兰.公路工程沥青路面裂缝养护处治技术措施研究[J].交通世界, 2023(18):32-34.DOI:10.3969/j.issn.1006-8872(s).2023.18.011.


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