沥青路面早期病害成因分析与预防措施

1.引言

沥青路面凭借其良好的平整度、行车舒适性和快速施工特性，在我国公路与城市道路建设中占据主导地位。然而，随着交通流量的持续增长和极端气候事件的增多，沥青路面早期病害问题日益凸显。据交通运输部2023 年统计数据显示，国内新建沥青路面在通车3-5 年内，约 35% 出现不同程度的裂缝、车辙、坑槽等病害，部分路段病害发生率甚至超过 40% 。这些病害不仅严重影响行车安全与舒适性，还大幅增加道路全寿命周期养护成本。深入探究沥青路面早期病害成因，并制定科学有效的预防措施，已成为交通工程领域亟待解决的关键问题。

2.沥青路面早期病害类型及成因分析

（1）裂缝病害

1）温度裂缝

温度裂缝是沥青路面最常见的早期病害之一，多发生于昼夜温差大或冬季严寒地区。当环境温度降低时，沥青混合料收缩产生拉应力，若应力超过材料抗拉强度，便会引发裂缝。以我国东北地区为例，冬季极端低温可达- ⋅30^∘C ，某高速公路通车后首个冬季，横向温度裂缝间距平均仅为 20-30 米，部分路段裂缝宽度超过 5mm 。此外，夏季高温与夜间低温交替循环，导致路面反复伸缩，加速裂缝的扩展与贯通。

2）反射裂缝

反射裂缝主要源于半刚性基层的干缩和温缩变形。基层材料在水分散失或温度变化时产生收缩，裂缝逐步向上反射至沥青面层。某城市道路改造项目中，旧水泥混凝土路面存在大量不规则裂缝，新铺沥青面层未采取防反射裂缝措施，通车 6 个月后，沥青面层出现与旧路面裂缝位置对应的反射裂缝，严重影响路面结构整体性与使用寿命。

3）荷载裂缝

重载车辆频繁通行是导致荷载裂缝的主要诱因。当车辆荷载超出路面设计承载能力时，路面结构层在反复应力作用下发生疲劳破坏，形成网状或块状裂缝。在货运交通繁忙的国道上，超载车辆占比常超 30% ，其对路面产生的瞬时荷载可达设计值的 2-3 倍，显著缩短路面疲劳寿命。某省际货运通道因长期承受重载交通，通车 3 年后，路面荷载裂缝覆盖率超过 60% 。

（2）车辙病害

1）结构型车辙

路面结构层强度不足或层间粘结不良是形成结构型车辙的关键因素。基层材料回弹模量低、沥青面层厚度不达标，无法有效分散车辆荷载，导致路面结构层产生永久性变形。某高速公路因基层压实度未达到设计要求（实测压实度 92% ，设计要求 96% ），通车2 年后，行车道结构型车辙深度达 4⋅6cm ，严重影响行车安全。

2）流动性车辙

高温环境下，沥青混合料粘性和塑性显著增加，抗剪强度大幅降低。车辆荷载作用下，沥青面层材料易发生侧向流动，形成流动性车辙。南方夏季气温常超 35°C ，部分城市主干道在高温时段，车辙深度可达 8-10cm 。

3）失稳型车辙

路面排水不畅导致雨水渗入沥青面层，降低沥青与集料的粘附性，进而引发路面结构失稳。同时，路面平整度差加剧车辆行驶冲击力，加速车辙发展。某山区公路因排水系统设计不合理，沥青面层长期受雨水浸泡，通车 3 年后，出现大面积失稳型车辙，部分路段路面结构完全破坏。

（3）坑槽病害

1）水损害

水损害是引发坑槽的首要原因。雨水通过路面裂缝或空隙渗入基层，在车辆荷载作用下形成动水压力，冲刷基层材料，导致沥青混合料与集料分离，最终形成坑槽。某沿海地区道路因雨量充沛且排水系统堵塞，通车 2 年内，路面出现大量因水损害导致的坑槽，最深达15cm，严重影响道路通行能力。

2）施工质量缺陷

沥青混合料摊铺不均匀、压实度不足，导致路面局部强度薄弱，易在车辆荷载和自然因素作用下形成坑槽。施工过程中，若集料含泥量过高（超过 3% ）、沥青用量不当，会显著降低混合料粘结性能。某市政道路因施工时沥青混合料级配偏差，通车后不久，路面多处出现坑槽病害，维修成本大幅增加。

3.沥青路面早期病害预防措施（1）优化材料选择与配比

1）高性能沥青应用

根据不同地区气候条件，精准选择沥青类型。寒冷地区优先采用低温延度大（ ⋅≥30cm ， -20^∘C ）、针入度指数高（ (≥-0.4) ）的 SBS 改性沥青，显著提升路面低温抗裂性能；高温地区选用软化点高（ ⟨280^∘C ）、粘度大的橡胶沥青，增强高温稳定性。

2）集料质量控制

集料应满足洁净、干燥、无风化、无杂质的要求，严格控制含泥量（ ≤1% ）和针片状颗粒含量 (≤15%) ）。通过水煮法检测集料与沥青的粘附性，必要时添加抗剥落剂，确保二者粘结牢固。某工程采用石灰岩集料时，添加胺类抗剥落剂后，粘附等级从 3级提升至 5 级，有效增强路面抗水损害能力。

3）混合料配合比优化

采用马歇尔试验、车辙试验等手段，确定最佳油石比和矿料级配。针对重载交通道路，增加粗集料用量（占比 60%65% ），形成骨架嵌挤结构；对易受水损害路段，提高矿粉用量（占比 8%-10% ），增强混合料水稳定性。某重载交通高速公路通过优化配合比，路面车辙深度年增长率从 8mm 降至 3mm 。

（2）规范施工工艺与质量控制

1）基层精细化施工

半刚性基层施工时，严格控制材料配比和压实度，确保平整度偏差≤5mm、厚度偏差≤-5mm。基层完工后及时覆盖土工布保湿养生 7-14 天，防止干缩裂缝产生。某项目采用智能摊铺机进行基层摊铺，平整度标准差控制在 0.8mm 以内，有效减少反射裂缝隐患。

2）沥青面层施工管控

沥青混合料摊铺前，预热摊铺机熨平板至 100^∘C 以上，控制摊铺温度在 160-170℃，速度保持 2-3m/min ，确保均匀平整。压实过程遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”原则，初压采用钢轮压路机（ 110-120^∘C ），复压采用胶轮压路机（90-100℃），终压采用钢轮压路机（不低于 70°C ），保证压实度 298% 。某工程通过优化压实工艺，路面渗水系数从 200ml/min 降至 50ml/min ，显著提升抗水损害能力。

3）全过程质量检测

建立原材料进场检验、施工过程抽检和成品验收三级质量检测体系。利用无核密度仪、落锤式弯沉仪等设备，实时监测路面压实度和承载能力。对不合格工序立即返工整改，某项目通过严格质量管控，沥青路面芯样合格率从 85% 提升至 98% 。

（3）加强交通管理与智能养护

1）超载超限治理

完善超限检测站布局，应用动态称重、车牌识别等技术，实现对超载车辆的精准打击。对违规超载车辆实施扣分、罚款、卸载等综合处罚措施，某省通过强化治理，超载车辆比例从 25% 降至 8% ，路面病害发生率降低 40% 。

2）智能排水系统构建

采用透水性路面结构和智能排水系统，实时监测排水管道水位和流量。在中央分隔带设置纵向排水沟，每隔 50-100 米设置横向排水管，确保排水畅通。某城市道路改造智能排水系统后，路面积水时间从平均30 分钟缩短至5 分钟。

4.结论

沥青路面早期病害的产生是材料、施工、交通和环境等多因素耦合作用的结果。通过优化材料性能、规范施工工艺、加强交通管理和构建智能养护体系等综合预防措施的协同实施，可有效降低早期病害发生率，显著提升路面耐久性和服务性能。在未来道路建设与养护中，需持续关注新材料、新技术的创新应用，推动沥青路面建设与养护技术向智能化、绿色化方向发展，为交通基础设施高质量发展提供有力支撑。

参考文献

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