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摘要：随着重庆高速公路通车里程的日益增多，对重庆市高速公路的养护提出了更高的要求。根据经验，高速公路建成后沥青路面的病害便逐渐发展，相继出现裂缝、麻面、松散、坑槽、沉陷、波浪、拥包、泛油、弹簧翻浆等破损形式，影响了高速公路的正常使用，也增加了高速公路的养护与维修的成本。其中尤以出现裂缝为最常见的破坏形式，本文着重探讨高速公路沥青路面裂缝的成因，并针对其成因探讨其养护对策。
关键词：重庆高速公路 沥青混合料 评价指标 裂缝成因 养护
1、引言
2010年底，重庆“二环八射”2000公里高速公路即将全面竣工通车，标志着重庆市高速公路建设迈进新纪元。随着高速公路通车里程日益增多，对重庆市高速公路的养护提出了更高的要求。路面养护是高速公路养护的中心环节，也是质量考核的首要对象，随着使用年限的增长，沥青路面受到车辆荷载和自然因素的影响，相继出现裂缝、麻面、松散、坑槽、沉陷、波浪、拥包、泛油、弹簧翻浆等破损形式，影响了高速公路的正常使用，也增加的高速公路的养护与维修的成本。而其中尤以出现裂缝为最常见的破坏形式。
2、沥青路面的特性
沥青路面是通过各种方式将沥青材料用作矿料的结合料，经铺筑后形成路面面层并与其他各类基层和垫层共同组成的路面结构的统称。沥青路面具有以下优点：表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适应分期修建等，由于它可以使用不同的材料组成和施工方法，因而适用丁不同等级的公路路面。但也存在某些缺点，如温度稳定性差、施工污染等。
3、高速公路沥青路面裂缝的成因
笔者结合沥青混合物的特点及其受力特性，由此得出高速公路沥青路面裂缝的成因主要包括以下几个方面：设计的局限性；通行量过大、超载车辆多；季节变化所导致的温度应变；水的损害；地质状况的变化；施工质量问题。
3.1设计的局限性
早期高速公路设计采用的主要技术标准，为《公路工程技术标准》（JT J01-88）。设计的局限性主要指原设计的标准偏低，以及设计方案不够完善。由于当时经济能力严重不足，勘察设计中计算行车速度按平原微丘、重丘区、山岭区进行分区设计，一些路段的平曲线最小直径、最大纵坡采用了一般值的最小值，有的甚至接近极限值，从而引发了一系列的安全事故，也造成了路面很大程度的破损。后经过两次改进，已经改为新的《公标》（JTG B01—2003）。新《公標》（JTG B01—2003）充分体现了高速公路安全和以人为本的思想，取消了以前分区的计算行车速度为设计速度，而改为以路基宽度、车辆折算系数、路基压实度及汽车荷载分级等综合考虑。
3.2通行量偏大、车流量增多
通行量增大、车流量增多几乎是所有早期高速公路运营后都令人头痛的问题。以成渝高速公路为例，设计交通日流量4万辆，而目前成渝高速公路的日车流量能达到7万多辆，而且其中重型货车占了很大比重。可见在建设高速公路之前进行可行性预测时，没有把季节性出行车流量的压力纳入重点考虑范围。
3.3温度应变
在重庆地区，低温开裂是最常见的一种病害。在热胀冷缩作用下，温度降低时，若沥青材料无约束，则体积收缩；若材料受到约束，将引起温度应力。当该温度应力大于等于材料抗拉强度时，即产生裂缝。沥青混合料收缩应变速率越大，材料的应力松弛性能越难发挥。温度降低，沥青的劲度模量会增大，收缩产生的应力则更难以消耗，因此低温开裂是早期裂缝产生的最主要原因。
3.4水的损害和地质条件的变化
沥青混凝土路面最早出现的是季节性温度变化所导致的反射型裂缝。路面一旦出现裂缝，水就会渗入路面中，在层间流动，形成层间水，在车辆碾压下局部空间里形成瞬时高压水，高压水能够进入沥青混合料的空隙，长时间后，便会造成沥青和骨料之间失去粘结力，很快便会形成路面面层龟裂、麻面、松散和唧浆、坑槽等病害，时间一久，病害便会由轻而重，若渗入基层，则会对半刚性的水泥稳定料的强度造成影响。尤其是在排水不良的挖方路段，路线纵坡较小、平坡路段和平曲线超高过渡段，其情况尤为严重。
4、沥青路面的调查及其养护对策
要养护好路面，必须了解和掌握在行车和自然因素综合作用下要养护好路面 ,必须了解和掌握在行车和自然因素综合作用下不断发生变化的路面状况，路面使用质量的调查应选择最不利的季节进行。通过调查，评定被调查路面的功能指标，从而确定养护对策。一般采用定期检查或随时抽查的形式，分4个方面内容进行调查。
4.1沥青路面的调查及其评价指标
(1) 路面破损的调查。高速公路宜采用先进快速的方法，每100～500m作为一个调查路段，将各类损坏分别统计后计算综合破损率DR，以路面状况指数PCI进行评价。
(2) 强度的调查。沥青路面强度采用强度系数SSI 作为评价指标, SSI 为路面允许弯沉值与路段代表弯沉值之比。
(3) 平整度调查。以路面行驶质量指数RQI 评价。
(4)抗滑能力调查。路面抗滑能力以摆值BPN或横向力系数SFC评价。
4. 2 根据评价指标制定养护对策
高速公路沥青路面养护与维修可分为日常养护、中修、大修。路面设计年限一般为15年，使用初期应以预防为主，并进行日常养护;投入运营后5～7年开始出现路面破损，应及时有效地进行专项治理。根据对路面各项技术指标的调查，对路况做出准确的评价。
（1）路面状况指数PCI >65，行驶质量指数RQI >6的路段, 以日常养护为主，局部进行小修，中等路况的高速公路应中修罩面。
（2） PCI<65 , RQI<6 , SSI>0.8的路段,宜安排中修罩面;若 SSI < 0.8 时应大修补强。
（3）高速公路路面平整度、破损率和强度均满足要求,而抗滑能力不足，即SFC<0.4或BPN<37的路段，应加铺抗滑磨耗层。
应在最佳时机进行中修、补强、罩面，才能达到最佳的经济效果。如果破损没有及时处理，将引起更大的破坏，最终导致路面大修，将大大增加修复难度和资金的投入。
5、高速公路沥青裂缝的预防及其治理
高速公路沥青路面裂缝不能彻底消除，但却可以通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量以及适当的养护措施等去预防和治理，将其危害降到最低，从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。另外，沥青混凝土面层抗温度裂缝的能力与混凝土均匀性、压实度和空隙率有关。混凝土越均匀、压实度高、空隙率小，则混凝土强度越高且比较均匀，面层表面的薄弱处也就越少。另外水损害的产生及速率与沥青混凝土密实性及孔隙率大小、沥青与集料的粘结力大小或抗剥落剂、交通量大小及重（超）载车辆的多少有关。因此，有效防治裂缝发生，应从以下几方面着手：
（1）选择合适的沥青混凝土类型
沥青面层各层宜尽量使用空隙率小于5%的密实型沥青混凝土。从目前的技术水平看，密实式粗集料断级配沥青混凝土不仅具有优良的不透水性，而且具有明显优于连续级配沥青混凝土的高温抗永久形变能力，用前者作为表面层时，还具有良好的抗滑性能，SMA路面的广泛应用便是最好的例证。
（2）增强沥青与碎石之间粘附性
一般酸性石料（花岗岩、玄武岩等）与沥青的粘附性较差，因此在高速公路中，宜使用针入度较小的沥青并采用抗剥落剂，严格控制细集料含泥量也是提高沥青与碎石的粘附性的有力措施。近年来重庆地区新建高速公路开始采用改性沥青或加抗剥落剂的SMA路面，产生水破坏的数量和速度得到了明显改观，高速公路的寿命大大延长了。
（3）提高施工质量
施工前的原材料选用必须质量达标、级配均匀合理，并符合重庆地区的特有地理环境，配合比的设计必须严密控制。在施工过程中必须注意沥青混凝土拌合的均匀性，防止粗细集料离析。混合料拌合温度过高会容易造成沥青老化，与集料的粘附性也会明显降低，严重时还会造成面层局部色泽不一致等现象，国外有关试验数据表明，当沥青混合料的温度低于90℃时，实际上已不可能再被进一步压实，因此必须严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度。而且要尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率，空隙率大的位置越多水破坏现象越严重。
（4）严格控制超载车辆
超限运输已逐渐成为公路第一“杀手”和“事故元凶”，车辆超载现象也是屡禁不止。高速公路管理部门应按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》，对超载车辆进行强制卸载，并在入口处设卡不得让超载车辆进入高速公路，同时对超载车辆必须严厉打击，不仅要有力度，更要有持续性，不能让车主有侥幸心理。
（5）优化设计
沥青面层层间应使用防水材料，无论是何种沥青混合料，必然有一定的空隙率存在，因此会遭受一定的水破坏。在沥青面层表面涂上防水材料，形成一种不透水的薄膜封层，能使沥青面层中因降雨而聚集的水大大减少。另外，也可以加强路面排水系统的优化设计，高速公路的设计应该是一个有机的整体，其破坏的产生及发展也是相互影响的，各系统的设计应该充分考虑对高速公路使用寿命的影响，共同发挥作用，使得高速公路能抵抗各种各样的破坏作用。
（6）对已有裂缝的养护
當裂缝对结构影响不大，可根据裂缝宽度封闭裂缝防水即可。对缝宽在5mm以内的裂缝，可采用热油灌缝并捣实，以防止水的渗透。而对缝宽大于5mm的裂缝，可用炒拌好的沥青砂或细粒式混凝土填料填充、捣实、烙铁封口、撒砂扫匀。
如路面出现开裂或轻微的龟裂，无明显变形，可用刷油法处理，或进行喷油封面，防止渗水导致病害扩大。
由基层、土基的破坏而引起的裂缝，须经调查评价后，采用挖补法先治理基层、土基的病害，密实稳定后，再处理面层。龟裂也应采用挖补法，连同基层一块治理。
6、结语
高速公路沥青路面裂缝是一个尚得到很好解决的问题，对裂缝的养护，不是简单地补上裂缝，我们不仅要按照国家标准予以修复，更要仔细分析其破坏成因，针对其成因采取有效的措施，并防范其再次发生，使修复后的高速公路路面能够再次经受自然及人为因素的考验。
参考文献：
[1]《高速公路养护管理手册》编委会.高速公路养护管理手册.北京；人民交通出版社，2002
[2]中建标公路委员会.《公路工程技术标准》(JTG B01-2003).北京；人民交通出版社2004
[3]交通部公路科学研究所.公路沥青路面施工技术规范.北京：人民交通出版社，2004
[4]交通部公路科学研究所.公路质量检验评定标准.北京：人民交通出版社，2004
[5]刘海涛.高速公路养护管理研究. 天津大学管理学院.2005
关键词：重庆高速公路 沥青混合料 评价指标 裂缝成因 养护
1、引言
2010年底，重庆“二环八射”2000公里高速公路即将全面竣工通车，标志着重庆市高速公路建设迈进新纪元。随着高速公路通车里程日益增多，对重庆市高速公路的养护提出了更高的要求。路面养护是高速公路养护的中心环节，也是质量考核的首要对象，随着使用年限的增长，沥青路面受到车辆荷载和自然因素的影响，相继出现裂缝、麻面、松散、坑槽、沉陷、波浪、拥包、泛油、弹簧翻浆等破损形式，影响了高速公路的正常使用，也增加的高速公路的养护与维修的成本。而其中尤以出现裂缝为最常见的破坏形式。
2、沥青路面的特性
沥青路面是通过各种方式将沥青材料用作矿料的结合料，经铺筑后形成路面面层并与其他各类基层和垫层共同组成的路面结构的统称。沥青路面具有以下优点：表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适应分期修建等，由于它可以使用不同的材料组成和施工方法，因而适用丁不同等级的公路路面。但也存在某些缺点，如温度稳定性差、施工污染等。
3、高速公路沥青路面裂缝的成因
笔者结合沥青混合物的特点及其受力特性，由此得出高速公路沥青路面裂缝的成因主要包括以下几个方面：设计的局限性；通行量过大、超载车辆多；季节变化所导致的温度应变；水的损害；地质状况的变化；施工质量问题。
3.1设计的局限性
早期高速公路设计采用的主要技术标准，为《公路工程技术标准》（JT J01-88）。设计的局限性主要指原设计的标准偏低，以及设计方案不够完善。由于当时经济能力严重不足，勘察设计中计算行车速度按平原微丘、重丘区、山岭区进行分区设计，一些路段的平曲线最小直径、最大纵坡采用了一般值的最小值，有的甚至接近极限值，从而引发了一系列的安全事故，也造成了路面很大程度的破损。后经过两次改进，已经改为新的《公标》（JTG B01—2003）。新《公標》（JTG B01—2003）充分体现了高速公路安全和以人为本的思想，取消了以前分区的计算行车速度为设计速度，而改为以路基宽度、车辆折算系数、路基压实度及汽车荷载分级等综合考虑。
3.2通行量偏大、车流量增多
通行量增大、车流量增多几乎是所有早期高速公路运营后都令人头痛的问题。以成渝高速公路为例，设计交通日流量4万辆，而目前成渝高速公路的日车流量能达到7万多辆，而且其中重型货车占了很大比重。可见在建设高速公路之前进行可行性预测时，没有把季节性出行车流量的压力纳入重点考虑范围。
3.3温度应变
在重庆地区，低温开裂是最常见的一种病害。在热胀冷缩作用下，温度降低时，若沥青材料无约束，则体积收缩；若材料受到约束，将引起温度应力。当该温度应力大于等于材料抗拉强度时，即产生裂缝。沥青混合料收缩应变速率越大，材料的应力松弛性能越难发挥。温度降低，沥青的劲度模量会增大，收缩产生的应力则更难以消耗，因此低温开裂是早期裂缝产生的最主要原因。
3.4水的损害和地质条件的变化
沥青混凝土路面最早出现的是季节性温度变化所导致的反射型裂缝。路面一旦出现裂缝，水就会渗入路面中，在层间流动，形成层间水，在车辆碾压下局部空间里形成瞬时高压水，高压水能够进入沥青混合料的空隙，长时间后，便会造成沥青和骨料之间失去粘结力，很快便会形成路面面层龟裂、麻面、松散和唧浆、坑槽等病害，时间一久，病害便会由轻而重，若渗入基层，则会对半刚性的水泥稳定料的强度造成影响。尤其是在排水不良的挖方路段，路线纵坡较小、平坡路段和平曲线超高过渡段，其情况尤为严重。
4、沥青路面的调查及其养护对策
要养护好路面，必须了解和掌握在行车和自然因素综合作用下要养护好路面 ,必须了解和掌握在行车和自然因素综合作用下不断发生变化的路面状况，路面使用质量的调查应选择最不利的季节进行。通过调查，评定被调查路面的功能指标，从而确定养护对策。一般采用定期检查或随时抽查的形式，分4个方面内容进行调查。
4.1沥青路面的调查及其评价指标
(1) 路面破损的调查。高速公路宜采用先进快速的方法，每100～500m作为一个调查路段，将各类损坏分别统计后计算综合破损率DR，以路面状况指数PCI进行评价。
(2) 强度的调查。沥青路面强度采用强度系数SSI 作为评价指标, SSI 为路面允许弯沉值与路段代表弯沉值之比。
(3) 平整度调查。以路面行驶质量指数RQI 评价。
(4)抗滑能力调查。路面抗滑能力以摆值BPN或横向力系数SFC评价。
4. 2 根据评价指标制定养护对策
高速公路沥青路面养护与维修可分为日常养护、中修、大修。路面设计年限一般为15年，使用初期应以预防为主，并进行日常养护;投入运营后5～7年开始出现路面破损，应及时有效地进行专项治理。根据对路面各项技术指标的调查，对路况做出准确的评价。
（1）路面状况指数PCI >65，行驶质量指数RQI >6的路段, 以日常养护为主，局部进行小修，中等路况的高速公路应中修罩面。
（2） PCI<65 , RQI<6 , SSI>0.8的路段,宜安排中修罩面;若 SSI < 0.8 时应大修补强。
（3）高速公路路面平整度、破损率和强度均满足要求,而抗滑能力不足，即SFC<0.4或BPN<37的路段，应加铺抗滑磨耗层。
应在最佳时机进行中修、补强、罩面，才能达到最佳的经济效果。如果破损没有及时处理，将引起更大的破坏，最终导致路面大修，将大大增加修复难度和资金的投入。
5、高速公路沥青裂缝的预防及其治理
高速公路沥青路面裂缝不能彻底消除，但却可以通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量以及适当的养护措施等去预防和治理，将其危害降到最低，从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。另外，沥青混凝土面层抗温度裂缝的能力与混凝土均匀性、压实度和空隙率有关。混凝土越均匀、压实度高、空隙率小，则混凝土强度越高且比较均匀，面层表面的薄弱处也就越少。另外水损害的产生及速率与沥青混凝土密实性及孔隙率大小、沥青与集料的粘结力大小或抗剥落剂、交通量大小及重（超）载车辆的多少有关。因此，有效防治裂缝发生，应从以下几方面着手：
（1）选择合适的沥青混凝土类型
沥青面层各层宜尽量使用空隙率小于5%的密实型沥青混凝土。从目前的技术水平看，密实式粗集料断级配沥青混凝土不仅具有优良的不透水性，而且具有明显优于连续级配沥青混凝土的高温抗永久形变能力，用前者作为表面层时，还具有良好的抗滑性能，SMA路面的广泛应用便是最好的例证。
（2）增强沥青与碎石之间粘附性
一般酸性石料（花岗岩、玄武岩等）与沥青的粘附性较差，因此在高速公路中，宜使用针入度较小的沥青并采用抗剥落剂，严格控制细集料含泥量也是提高沥青与碎石的粘附性的有力措施。近年来重庆地区新建高速公路开始采用改性沥青或加抗剥落剂的SMA路面，产生水破坏的数量和速度得到了明显改观，高速公路的寿命大大延长了。
（3）提高施工质量
施工前的原材料选用必须质量达标、级配均匀合理，并符合重庆地区的特有地理环境，配合比的设计必须严密控制。在施工过程中必须注意沥青混凝土拌合的均匀性，防止粗细集料离析。混合料拌合温度过高会容易造成沥青老化，与集料的粘附性也会明显降低，严重时还会造成面层局部色泽不一致等现象，国外有关试验数据表明，当沥青混合料的温度低于90℃时，实际上已不可能再被进一步压实，因此必须严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度。而且要尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率，空隙率大的位置越多水破坏现象越严重。
（4）严格控制超载车辆
超限运输已逐渐成为公路第一“杀手”和“事故元凶”，车辆超载现象也是屡禁不止。高速公路管理部门应按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》，对超载车辆进行强制卸载，并在入口处设卡不得让超载车辆进入高速公路，同时对超载车辆必须严厉打击，不仅要有力度，更要有持续性，不能让车主有侥幸心理。
（5）优化设计
沥青面层层间应使用防水材料，无论是何种沥青混合料，必然有一定的空隙率存在，因此会遭受一定的水破坏。在沥青面层表面涂上防水材料，形成一种不透水的薄膜封层，能使沥青面层中因降雨而聚集的水大大减少。另外，也可以加强路面排水系统的优化设计，高速公路的设计应该是一个有机的整体，其破坏的产生及发展也是相互影响的，各系统的设计应该充分考虑对高速公路使用寿命的影响，共同发挥作用，使得高速公路能抵抗各种各样的破坏作用。
（6）对已有裂缝的养护
當裂缝对结构影响不大，可根据裂缝宽度封闭裂缝防水即可。对缝宽在5mm以内的裂缝，可采用热油灌缝并捣实，以防止水的渗透。而对缝宽大于5mm的裂缝，可用炒拌好的沥青砂或细粒式混凝土填料填充、捣实、烙铁封口、撒砂扫匀。
如路面出现开裂或轻微的龟裂，无明显变形，可用刷油法处理，或进行喷油封面，防止渗水导致病害扩大。
由基层、土基的破坏而引起的裂缝，须经调查评价后，采用挖补法先治理基层、土基的病害，密实稳定后，再处理面层。龟裂也应采用挖补法，连同基层一块治理。
6、结语
高速公路沥青路面裂缝是一个尚得到很好解决的问题，对裂缝的养护，不是简单地补上裂缝，我们不仅要按照国家标准予以修复，更要仔细分析其破坏成因，针对其成因采取有效的措施，并防范其再次发生，使修复后的高速公路路面能够再次经受自然及人为因素的考验。
参考文献：
[1]《高速公路养护管理手册》编委会.高速公路养护管理手册.北京；人民交通出版社，2002
[2]中建标公路委员会.《公路工程技术标准》(JTG B01-2003).北京；人民交通出版社2004
[3]交通部公路科学研究所.公路沥青路面施工技术规范.北京：人民交通出版社，2004
[4]交通部公路科学研究所.公路质量检验评定标准.北京：人民交通出版社，2004
[5]刘海涛.高速公路养护管理研究. 天津大学管理学院.2005