黑龙江省沥青混凝土路面裂缝调查分析

近些年来，黑龙江省在建或已建成通车的高等级公路路面结构在大多数情况下都采用半刚性基层加半刚性底基层加沥青混凝土面层的三层结构设计形式。通过对黑龙江省陆续交工并交付运营的高等级公路沥青混凝土路面使用情况的调查分析发现，沥青混凝土路面在运营的早期会不同程度地出现大量裂缝，各类裂缝病害中沥青混凝土路面先开裂的情况和半刚性基层先开裂的情况并存，路面裂缝已经成为黑龙江省沥青混凝土路面主要的路面病害类型之一。

由于黑龙江省处在寒冷地区，高等级公路沥青混凝土路面出现裂缝病害后会在很大程度上导致半刚性基层和沥青混凝土路面抵抗变形能力降低、强度下降，进一步发展可能导致路面结构性破坏，使局部路面过早损坏，进而缩短了道路的整体使用寿命。路面裂缝产生的破坏效果严重影响了高等级公路应该发挥的社会效应和经济效益，并且在很大程度上严重影响行车的舒适性和安全性。

该文通过对黑龙江省最近几年新建成的典型的高速公路、一级公路、二级公路的沥青混凝土路面反射裂缝病害情况进行调查，汇总调查路段半刚性基层沥青混凝土路面裂缝病害状况，并对半刚性基层沥青混凝土路面产生裂缝病害原因进行客观分析。

黑龙江省的地理位置处在中国的最北端，位于东经121°11′~135°05′、北纬43°26′~53°33′，是处于寒冷地带的典型省份。黑龙江省总土地面积为45.4万km2，行政划分为12个(地级)市和1个(地级)地区，属于温带大陆性气候，四季分明，冬季时间长、寒冷而且干燥，夏季时间短、湿热而且多雨。有记载的极端最高气温为38℃、极端最低气温为-54℃，黑龙江省全年平均气温为2.5℃，全年平均降雨量为517.9mm。

截止到2014年底全国公路里程统计数据，黑龙江省公路总里程为160　206km，公路网密度为35.37km/(100km2)。黑龙江省现有国道主干线2条，国道6条，省道35条，县道220条，乡道4397条，村道13　775条，专用公路4　750条。目前，黑龙江省按照行政等级比例、技术等级比例、路面类型比例3种情况对全省公路进行了划分。

多年来公路运输一直是黑龙江省的主要交通运输方式之一。目前，黑龙江省以国道主干线及国道为依托，以“OK”形骨架公路为通道，以抓紧改造和提高公路网技术等级为重点，优先建设了国道主干线及国道，积极改造了重要省道和县道。黑龙江省现有建成的沥青混凝土路面公路里程为12　493.149km。

由于黑龙江省高等级公路沥青混凝土路面大部分是最近几年建成通车的，为了能够真实、客观地反映黑龙江省沥青混凝土路面裂缝病害产生的原因，在黑龙江省东西南北中5个地理位置范围内选择了最近几年刚刚建成，并且铺设沥青混凝土路面的具有代表性的国道主干线2条、国道2条、省道6条进行了沥青混凝土路面裂缝病害的调查。

调查显示，黑龙江省高等级公路铺设沥青混凝土路面的道路当中，代表性破坏类型有横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、网裂和车辙等。　

横向裂缝是指沿着沥青混凝土路面横断面方向出现的规则裂缝，现场调查了沥青混凝土路面裂缝密度、裂缝宽度及裂缝间距、裂缝长度分布规律。调查路段沥青混凝土路面的横向裂缝病害较为严重，行车道、超车道、硬路肩上存在着大量横向裂缝，最短的横向裂缝间距为25.5m左右，最大宽度达到0.5cm，贯通性横向裂缝是调查路段的主要裂缝形式。

纵向裂缝是指裂缝沿着沥青混凝土路面纵向方向的裂缝，调查中发现沥青混凝土路面的纵向裂缝主要分布在行车道的轮迹带处，所调查路段的沥青混凝土路面纵向裂缝出现不多，个别面积达到18m2。

调查路段行车道上出现了不同程度的车辙、龟裂和网裂，网裂面积较大、较多，并伴随着出现了纵向裂缝、泛油、沉陷等病害。

调查路段沥青混凝土路面横向裂缝中，贯通裂缝总数量为5　377道、贯通裂缝总长为63.475km；局部裂缝总数量为1　538道、局部裂缝总长为6.322km。

调查路段沥青混凝土路面纵向裂缝总共有85道、最长裂缝为0.468km、最大裂缝宽为4mm、裂缝总长为10.566km。

调查的黑龙江省10条高等级公路都是近5年之内建成通车的沥青混凝土路面，公路整体路况较好，绝大部分沥青混凝土路面没有出现明显的车辙、沉降、松散、龟裂等病害情况，但是沥青混凝土路面反射裂缝情况都较为严重。针对沥青混凝土路面反射裂缝较为严重的情况。

调查中没有对10条高等级公路调查路段进行回弹模量和CBR测试，但对10条高等级公路60处路段进行了钻芯取样，取芯范围涵盖行车道、超车道和硬路肩。通过钻芯取样和对沥青混凝土路面横向裂缝、纵向裂缝的损坏程度计算结果可以看出：GZ10、GZ15、G222、S101、S209、S308这6条高等级公路的沥青混凝土路面主要病害是横向裂缝，同时伴有龟裂、网裂等病害；G202、S202、S203、S303这4条高等级公路沥青混凝土路面主要病害是纵向裂缝，同时伴有龟裂、松散、网裂等病害。

可以看出：调查路段沥青混凝土路面病害按照严重程度排序依次为：横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、网裂，松散等。调查结果表明：由于黑龙江省全年冰雪较多，在冰雪反复冻融的恶劣气候条件影响下，黑龙江省半刚性基层沥青混凝土路面非常容易出现反射裂缝。

在黑龙江省公路网中选取的3个不同等级的半刚性基层沥青混凝土路面当中，病害类型有横向裂缝、纵向裂缝、不规则裂缝、龟裂等。其中裂缝类损坏是首要病害，车辙、网裂、龟裂、松散等病害为次要病害。

在黑龙江省范围内选择调查的10条高等级公路全部是近几年建成通车运营的，调查路段全部为半刚性基层沥青混凝土路面，下面对病害原因逐一分析。

GZ10、G202、S101、S203、S308调查路段出现了较多的横向裂缝。取芯后发现，裂缝全部都是自上而下贯穿整个沥青混凝土路面的裂缝，分析认为这些路段的裂缝主要是沥青混凝土面层温度收缩变化引起的温度型裂缝。

GZ10、GZ15、G202、G222、S202、S209、S303、S308调查路段出现了一些贯通型横向反射裂缝。取芯后发现，反射裂缝是自下而上产生的，半刚性基层顶部有开裂现象，分析认为这些路段的反射裂缝是半刚性基层上部温度收缩变化引起的。

S101、S209、S308调查路段取芯后还发现沥青混凝土路面结构层厚度严重不足，分析认为是施工控制不当造成的质量隐患。

GZ10、S101、S209、S303调查路段出现了一些纵向裂缝。取芯后发现，纵向裂缝贯穿了整个沥青混凝土路面，纵向裂缝的宽度自下而上慢慢变小，分析认为是由于半刚性基层底部弯拉破坏引起的。

GZ15、G202、S209、S308调查路段多处沥青混凝土路面层间出现分离。沥青混凝土路面面层中间有明显裂纹或分离，分析认为面层中间的裂缝主要是交通荷载疲劳破坏引起的，认为面层层间分离是由于施工方法不规范造成的。

S101、S209、S303调查路段出现了面层与基层连接处的分离与裂缝现象。分析认为面层与基层连接处分离或出现裂缝是施工时操作失误造成的。

S303调查路段公路龟裂现象较为严重，处于沥青混凝土路面的表面水进入了路面结构，在交通荷载作用下沥青混凝土路面出现了龟裂。取芯发现，沥青混凝土路面上面层有一些松散现象，下面层底部已经松动，估计是施工时被雨水浸泡造成的。分析认为，该段路龟裂是由于设计或施工原因造成的，施工不规范、管理混乱、设计时考虑不周造成了质量问题。

GZ15、G202、S209、S308调查路段沥青混凝土路面已经松散，分析认为是高速公路的长期超重超载车辆和路表水共同作用造成了沥青混凝土路面松散现象。

(1)对黑龙江省3种不同公路等级并具有代表性的10条高等级公路半刚性基层沥青混凝土路面损坏情况进行了详细的现场调查，了解了半刚性基层沥青混凝土路面这一结构类型的各种路面病害现象。

(2)寒冷地区半刚性基层沥青混凝土路面破损状况调研表明：半刚性基层沥青混凝土路面的破损方式有横向裂缝、纵向裂缝、车辙、网裂、块裂、坑洞等。

(3)从建成年限、路面结构及气候环境3个方面对黑龙江省沥青混凝土路面破损状况进行了分析。

(4)沥青混凝土路面反射裂缝产生原因和形式多种多样，在常规路面结构和正常施工条件下，交通荷载和温度变化是寒冷地区沥青混凝土路面产生反射裂缝的主要原因之一。

(5)反射裂缝是黑龙江省半刚性基层沥青混凝土路面早期破损的主要形式之一。