沥青路面早期病害（裂缝、车辙）的成因分析及处治技术研究

引言

随着我国交通基础设施建设的飞速发展，公路网总里程已位居世界前列，其中沥青路面占据了主导地位。沥青路面以其无接缝、平整度高、振动小、噪音低、易于修复等优点，极大地提升了公众的出行体验。然而，一个不容忽视的问题是，许多新建或改建的沥青路面在通车后3-5 年内，甚至更短时间，就过早地出现了各种形式的病害，其中裂缝和车辙是最为普遍和典型的早期病害。

一、沥青路面早期裂缝成因分析

裂缝是沥青路面最为普遍的早期病害形式，其产生与发展不仅破坏了路面结构的完整性和连续性，为水分下渗提供了通道，加速了其他病害（如松散、坑槽、唧浆）的产生，而且严重影响行车的舒适性和安全性。根据其主导成因，沥青路面早期裂缝主要可分为温度裂缝、反射裂缝和疲劳裂缝三大类，其形成机理复杂，往往是多种因素共同作用的结果。

（一）温度裂缝的成因分析

温度裂缝主要源于沥青混合料自身的温度敏感性，其本质是材料在温度变化下产生的收缩应力超过了其自身的抗拉强度。这类裂缝在北方寒冷地区尤为常见，通常表现为横向贯穿路面的裂缝，间距较为均匀。

低温收缩裂缝：当环境温度急剧下降时，沥青路面面层会产生显著的温度收缩。由于路面结构受到基层和路基的约束，这种收缩无法自由发生，从而在面层内部产生拉应力。当温度降至某一临界点时，累积的拉应力超过了沥青混合料在该温度下的抗拉强度，路面便在最薄弱的截面处被拉裂，形成低温收缩裂缝。沥青的品质是决定性因素，针入度大、延度好、感温性低的沥青，其低温抗裂性能更优。反之，使用针入度小、含蜡量高的硬质沥青，极易在冬季产生大量低温裂缝。

温度疲劳裂缝：在昼夜温差或季节性温差较大的地区，路面温度反复经历升降温循环。每一次降温循环都会使沥青面层产生一次拉应力，虽然单次应力可能未达到其极限抗拉强度，但长期的反复应力作用会使沥青混合料产生疲劳损伤，微观裂缝不断萌生、扩展，最终在远低于材料极限强度的应力水平下形成宏观裂缝，即温度疲劳裂缝。这种裂缝通常在路幅宽度方向上出现，但不如低温收缩裂缝规则。

（二）疲劳裂缝的成因分析

疲劳裂缝，又称荷载型裂缝，是沥青路面在长期、重复的交通荷载作用下，其结构内部产生的拉应力或拉应变超过材料的疲劳极限而逐渐形成的破坏。其典型特征是初期表现为相互平行的纵向短裂缝，随后逐渐扩展、连接，形成网状或龟裂状的破坏形态。沥青路面在车轮荷载作用下，面层底部处于受弯拉状态。当交通量巨大，特别是重载、超载车辆频繁通行时，面层底部所受的拉应力会显著增大。每一次荷载作用，都相当于对沥青混合料进行了一次弯曲疲劳试验。当荷载作用次数达到一定数量时，材料内部微观损伤累积，形成微裂纹，并最终扩展为宏观的疲劳裂缝。轴载越大、作用次数越多，疲劳破坏的发生就越早、越严重。此外，路基的不均匀沉降或基层强度不足导致的局部承载力下降，会加剧该区域的应力集中，成为疲劳裂缝的策源地。

二、沥青路面早期车辙成因分析

车辙是沥青路面在行车荷载的反复作用下，沿轮迹带产生的永久性竖向变形。它不仅降低了路面的平整度，影响行车舒适性，更严重的是，在雨季车辙内会积水，导致车辆发生水漂，极大地降低了行车安全性。车辙的形成机理复杂，根据其主导变形机制，可将其分为压密性车辙、流动性车辙和结构性车辙。

（一）压密性车辙的成因分析

压密性车辙主要源于沥青混合料在施工过程中压实度不足，在开放交通后，在车辆荷载的进一步碾压下，混合料中的集料颗粒被重新排列、嵌挤，空隙率减小，体积被压缩而形成的变形。这种车辙通常在路面通车后的初期（1-2 年内）发展较快，之后趋于稳定。

施工压实不足：这是压密性车辙最直接的原因。施工中，若碾压温度过低、碾压遍数不够、碾压工艺不合理或压实设备吨位不足，均会导致沥青面层未能达到设计的压实度标准，内部残留了过多的空隙。这些“未压实的”混合料在车辆荷载作用下，如同一个疏松的弹簧”，持续被压缩，形成车辙。

（二）结构性车辙的成因分析

结构性车辙是由于路面整体结构或其下承层（基层、底基层、路基）的承载力不足，在交通荷载作用下产生的永久性塑性变形。这种车辙的特点是路面面层本身可能没有明显的流动或侧向隆起，而是整个路面结构（包括基层）随之下沉，形成宽而浅的凹槽。路基是路面结构的基础，其稳定性直接决定了路面的长期性能。如果路基填料质量差、压实度不足、含水量过高，或存在软弱下卧层，在行车荷载的反复作用下，路基会产生过大的累积塑性变形，并向上反射，导致整个路面结构下沉。同样，如果基层或底基层材料强度不足、级配不良或施工质量差，也会因自身被压密或剪切破坏而产生过大变形，形成结构性车辙。

三、沥青路面早期病害处治技术研究

针对沥青路面早期裂缝和车辙病害，处治技术的选择必须遵循“对症下药”的原则，综合考虑病害的类型、严重程度、成因、交通量、气候条件以及经济成本等因素，制定科学、合理的处治方案。处治技术可大致分为预防性养护技术、裂缝处治技术和车辙处治技术三大类。

（一）预防性养护技术

预防性养护的核心思想是在路面结构性能良好、仅出现轻微功能性病害时，采取有计划的、成本效益高的养护措施，以延缓病害的出现和发展，延长路面使用寿命，避免日后昂贵的修复性或重建性养护。

先喷洒一层沥青结合料（热沥青或乳化沥青），再立即撒布一层单一粒径的洁净碎石，经碾压后形成一层坚固的磨耗层。该方法能显著提高路面的防水性和抗滑性，有效封阻反射裂缝。同步碎石封层将沥青喷洒与碎石撒布同步进行，粘结效果更好，是一种高效的预防性养护和裂缝处治技术。

（二）裂缝处治技术

裂缝处治的目的是阻止水分通过裂缝渗入路面结构内部，防止基层和路基的破坏，从而延缓路面整体性能的衰败。适用于处理宽度小于 3mm 的细微裂缝。主要采用开槽或不扩缝的方式，将专用的密封胶（如热灌式橡胶沥青）灌入裂缝中，形成一层防水薄膜。其优点是成本低、速度快，能有效防止水害。

（三）车辙处治技术

车辙处治技术需根据车辙的类型和深度进行选择，对于轻微车辙可采用表面处理，对于严重车辙则需进行结构性修复。对于深度小于 1.5cm 的轻度流动性车辙或压密性车辙，可采用微表处或稀浆封层进行填补。施工时，通过调整摊铺箱，可以在车辙部位摊铺更厚的混合料，以恢复路面平整度。该方法施工快速，对交通影响小，是一种经济有效的车辙修复方式。这是目前处理中重度车辙（深度大于 1.5cm ）最常用、最有效的方法。首先，使用铣刨机将车辙部位或整个车道的变形面层精确地铣刨掉，清除已损坏的混合料。然后，清理干净铣刨面，喷洒粘层油，最后重新摊铺新的、高性能的沥青混合料（如 SMA、改性沥青 AC 混合料）并压实。

结论

沥青路面的早期病害，尤其是裂缝和车辙，是材料、设计、施工、交通和环境等多重因素耦合作用下的复杂产物。其防治工作是一项系统工程，绝非简单的“头痛医头、脚痛医脚”。本文通过对裂缝和车辙成因的深度剖析，明确了各类病害的“病根”，并系统梳理了从预防性养护到结构性翻修的阶梯式处治技术体系。未来的研究应进一步聚焦于长寿命沥青路面技术、智能化施工与监测技术、环保型再生技术等领域，为沥青路面的高质量发展注入新的动力。

参考文献

[1]罗霞.沥青路面预防性养护技术在公路养护中的应用[J].运输经理世界,2025,(14):139-141.

[2]梁德强,谢严君,王凯,等.沥青路面早期车辙病害影响因素分析[J].建材世界,2024,45(06):102-105.