高速公路路面裂缝检测与养护新技术研究

高速公路路面裂缝检测与养护新技术研究

作者姓名：王再冉

单位名称：中铁三局集团有限公司

省市，北京市

邮编：100020

摘要：高速公路长时间服役使用，路面在外部自然环境和车辆载荷作用下逐步磨损老化，影响路面行车安全和舒适性，部分路面病害若不彻底处治可能诱发严重的交通事故。路面裂缝则是最常见且易扩展的病害，鉴于此，应深入探讨高速公路裂缝成因，并做好日常养护工作，选择合理可靠的养护技术手段，以此来提升公路安全性和行车舒适性，延长高速公路使用寿命。

关键词：高速公路；路面裂缝；检测与养护；新技术

引言

高速公路路面具有平顺度高、没有隔缝、舒适性好、耐磨性强、振动与噪声较低、防水性能良好、工艺成熟、工期短、养护及维修容易且成本低等优势，目前在我国公路建设中得到了广泛应用，尤其是高等级公路。然而，由于高速公路路面的抗弯拉强度相对较低，对下承层的强度与稳定性都提出了较高要求。根据相关试验与论证结果可知，高速公路路面的下承层一般以半刚性基层为宜，这种基层大多数采用结合料构成，容易出现裂缝，如温缩裂缝与干缩裂缝等，并会导致面层出现发射裂缝。裂缝一旦未有效处置，将导致路面出现其他病害，若任由其不断发展将导致养护及维修费用剧增，还会缩短路面使用寿命。基于此，有必要在明确路面裂缝产生原因的基础上，制定合理可行的防治措施，这对保证工程质量和延长路面结构使用寿命都有重要意义。

1路面出现面层裂缝所引发的危害

1.1破坏美观性

当高速公路路面存在面层裂缝时，高速公路路面的美观性将大大降低。裂缝的类型有很多种，主要分为纵向裂缝、横向裂缝以及多种不规则的裂缝。这些裂缝问题的出现将会破坏道路路面的完整性，影响其在视觉上的美观程度，对道路的品质造成不利影响。

1.2破坏面层稳定性

面层裂缝的存在还会对面层结构的稳定性造成严重影响。如果面层结构的完整性被破坏，则其结构体系将面临多种不利影响。当存在裂缝的高速公路投入使用时，由于其受力状况并不处于理想状态，因此在过往车辆的外部作用下，极易发生多种受损问题，最终将破坏道路体系结构的稳定性，使得高速公路难以实现长期稳定的通行。

1.3破坏基层稳定性

高速公路在出现面层裂缝的问题后，其基层结构也有一定几率面临不良侵害，一旦基层结构的稳定性遭到破坏，则其使用年限将大幅缩短。如果道路形成了面层裂缝，当出现降雨天气时，雨水会沿着裂缝渗透到道路内部，道路基层结构将会受其影响，导致其稳定性大大降低，甚至还会出现变形问题以及不均匀沉降问题。不仅高速公路的使用年限会受此影响，其安全性也难以得到保障，引发道路安全事故的几率大大增加。

2路面裂缝产生原因

高速公路路面开裂通常和路面所用材料基本性质、特征、结构构成与形式，以及路段荷载与外界环境因素影响有关。为了从本质上解决这一问题，需要以明确裂缝产生原因为前提。路面裂缝主要可以分成以下几种类型：横向裂缝、纵向裂缝、龟裂与网裂，不同类型裂缝的产生原因有所不同。横向裂缝指的是因温度收缩或基层产生的裂缝向上反射导致的贯通或非贯通裂缝，该裂缝的出现除了和公路所在地区环境气候条件存在直接关联，还和路面所用材料的基本性质、特点，以及路面结构设计等关系密切。通过对相关资料的收集与调查可知，很多公路的高速公路路面在投运前或通车后不久就会出现裂缝，究其原因主要是受温度变化作用影响产生。作为热的不良导体，沥青混合料当面临外界温度明显下降时，因内部温度通常不会快速降低，而产生越来越大的温度应力，最终导致温度疲劳裂缝的出现。高速公路路面如果开裂，则会伴随长时间的低温或再次发生的温度降低，使裂缝尖端出现应力集中，导致裂缝继续向下延伸，最终贯穿整个路面。因路面底部和基层表面之间存在联结作用，故裂缝大部分表现为上宽下窄。如前所述，半刚性基层在无机结合料的作用下使集料与土料达到稳定，可形成适当强度与刚度。通过对相关资料的收集与调查可知，基层施工结束后，由于受到材料、环境和车辆荷载等因素的影响，难免产生一定程度的应力应变效应，使基层应力不断释放，最终在基层表面出现大量横向裂缝。基层在产生裂缝后会严重影响整体性，形成简支板结构，此时若受到路面渗水影响，这种结构将变为悬臂板。随着使用时间的延长，基层将产生断裂，使早期强度降低，并反射至上部结构，路面裂缝产生位置和基层裂缝产生位置基本相同。

3高速公路裂缝的日常养护关键技术

3.1高速公路路面再生技术

高速公路的路面是经受极端条件和大量交通负荷的，因此裂缝的形成是不可避免的。为了维持路面的质量和延长其使用寿命，高速公路路面再生技术成为一项关键的日常养护技术。主要有以下几种技术：其一，热再生技术。热再生技术是一种通过将高温热源应用于老化或受损的高速公路路面，以使其软化和可重新使用的方法。这可以通过热风或微波加热来实现。一旦沥青被软化，可以进行混合料的再生和重新铺设，从而修复路面损坏。其二，重铺技术。对原路面铣刨4cm厚面层，处治底基层裂缝，重新铺筑面层，彻底改善路面的性能。其三，微表处技术。对于路面细小裂缝可使用微表处进行处治，近年来，在G30连霍高嘉安段、瓜新段采用玄武岩纤维微表处技术，添加的纤维材料起到加筋补强作用，增强了抗裂性、耐久性，填充裂缝并提高了路面的摩擦系数。

3.2预防性养护技术

预防性养护技术的应用旨在提前发现问题及时解决，降低养护成本，提升路面整体质量。良好的路面设计可以降低裂缝的发生率，考虑到地质条件、交通负荷和气候因素，优化的路面设计可以减轻路面受力，降低裂缝的风险。选择高质量、耐久性强的路面材料对于预防裂缝至关重要，充分实地勘查，合理化选择沥青混合料和路面基材料，可以提高路面的抗裂能力。选择正确、适宜的施工方法，并做好施工全过程质量控制，能够有效预防裂缝出现。因此，要保证高速公路路面层的均匀振实、充分压实，以及正确的沥青铺设和压实技术都可以降低裂缝的产生。

3.3裂缝检测技术

为了充分掌握路面裂缝位置、类型、大小和程度，可以选择裂缝检测技术辅助养护。使用高分辨率摄像头和图像处理技术可以建立自动化的视觉检测系统，检测路面表面的裂缝，借助系统能够实时捕捉图像，并通过计算机算法检测和测量裂缝的类型和大小。激光扫描技术可以以非接触的方式精确测量路面表面的高度差异，扫描仪器可以快速扫描大面积路段，提供高精度的数据，帮助确定需要修复的区域。

结束语

综上所述，裂缝是高速公路路面最常见的现象之一，其产生原因很多，除设计方面的原因外，还包括施工、自然因素及车辆荷载等诸多方面，复杂度很高，但绝大多数裂缝都是由于现场施工原因产生的，因此要采取有效措施，提高管理水平，对各施工工序进行合理组织，以此实现对裂缝的产生与扩展的有效管控，延长路面结构使用寿命，使路面发挥出应有的服务性能。

参考文献

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