寒冷地区沥青路面病害特征与合理结构研究综述

寒冷地区沥青路面病害特征与合理结构研究综述

左梦婕

安康市公路局岚皋公路段

摘要：本文综述了寒冷地区沥青路面病害的特征及成因，并探讨了针对这些病害的合理结构设计。首先，分析了寒冷地区沥青路面常见的病害类型，并深入探讨了这些病害的成因及其对道路性能的影响。接着，文章提出了适用于寒冷地区的沥青路面合理结构设计方案，包括材料选择、结构层设计、排水系统设计以及施工工艺与质量控制等方面。本文旨在为寒冷地区沥青路面的设计、施工和养护提供理论支持和实践指导。

关键词：寒冷地区；沥青路面；病害特征

引言：沥青路面因其良好的行车舒适性、施工便利性和耐久性，在全球范围内得到了广泛应用。然而，在寒冷地区，由于气候条件的特殊性，沥青路面面临着诸多挑战。低温、冻融循环等气候因素会对沥青路面的性能产生显著影响，导致路面出现裂缝、坑槽等病害，严重影响道路的使用寿命和行车安全。因此，研究寒冷地区沥青路面的病害特征及其形成机理，并探索合理的结构设计方案，对于提高寒冷地区沥青路面的性能具有重要意义。

1. 寒冷地区沥青路面病害特征

1.1 病害类型分析

在寒冷地区，沥青路面的病害类型多样且复杂。其中，裂缝是最常见的病害之一。裂缝可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝等。这些裂缝的形成主要是由于沥青材料在低温下变硬变脆，受到车辆荷载的反复作用后，材料内部应力超过其抗裂强度而发生的断裂。坑槽则是由于路面局部破损，沥青材料被车轮带起或水侵蚀后形成的凹坑。此外，剥落和松散也是常见的病害类型，它们通常是由于沥青与矿物料之间的粘结力减弱或丧失，导致沥青材料从路面上脱落或松散。这些病害通常与低温、温差大、冻融循环等气候条件密切相关。

1.2 病害成因研究

低温条件下，沥青材料的粘度和弹性模量增加，抗裂性能降低，容易发生裂缝。同时，冻融循环作用会导致路面内部的水分反复结冰和融化，对路面结构产生破坏作用[1]。此外，降雪和降雨等天气条件也会影响路面的稳定性和使用寿命。在材料因素方面，沥青材料的粘度、软化点、针入度等指标会影响路面的抗裂性能和耐久性。再者，不合理的矿物料配比会导致沥青与矿物料之间的粘结力减弱，影响路面的使用性能。此外，如果施工过程中存在压实不足、温度控制不当等问题，会导致路面结构松散、强度不足等问题，从而加速病害的形成和发展。

1.3 病害影响分析

寒冷地区沥青路面的病害对行车安全、舒适性和路面使用寿命具有重要影响。裂缝、坑槽等病害会降低路面的平整度，增加行车阻力，影响行车舒适性。同时，这些病害还会降低路面的抗滑性能，增加交通事故的风险。此外，病害的存在还会加速路面的老化过程，缩短路面的使用寿命。在维修和养护成本方面，病害的存在会大大增加道路维修和养护的成本。裂缝、坑槽等病害需要定期进行修补和养护，以维持路面的平整度和使用性能。如果病害得不到及时有效的处理，会导致路面破损加剧，维修成本进一步增加。

2. 寒冷地区沥青路面合理结构设计

2.1 材料选择与设计

适用于寒冷地区的沥青材料应具有良好的低温抗裂性能和耐久性。因此，应选择粘度适中、软化点较高的沥青材料，以确保在低温条件下路面仍能保持足够的柔韧性。此外，矿物料的选择也至关重要。应优先选用耐磨、抗冻的矿物料，并合理控制矿物料与沥青的比例，以提高沥青混合料的整体性能。现如今，随着环保意识的提高，新型环保材料在寒冷地区沥青路面中的应用逐渐增多。例如，一些生物基沥青材料、再生沥青材料等，不仅能够降低对环境的影响，还能够提高路面的抗裂性和耐久性。

2.2 结构层设计

寒冷地区沥青路面的结构层设计需要考虑多种因素，包括气候条件、交通荷载、材料性能等。在设计过程中，应充分考虑路面的承载能力和稳定性，以及抗裂、抗水损害等性能要求。常见的结构层组合形式包括基层、底基层、面层和封层等。基层主要承受车辆荷载和传递应力，底基层则起到分散应力和保护基层的作用[2]。面层直接承受车辆荷载和自然环境的影响，因此应具有良好的抗裂性和耐久性。封层则起到防水、防尘和美化路面的作用。在结构层设计过程中，还应根据具体的使用条件和要求选择合适的结构层组合形式和厚度。

2.3 排水系统设计

良好的排水系统能够及时排除路面上的积水，防止水分渗入路面结构内部，从而避免冻融循环对路面造成的破坏。在排水系统设计过程中，应充分考虑路面的排水需求和地形条件，合理设置排水设施。常见的排水设施包括排水沟、排水管道、集水井等。为了优化排水系统的性能，可以采取一些有效的设计方法和策略。例如，在路面设计中设置足够的坡度，使积水能够自然流向排水设施。同时，在排水设施的设计中，应充分考虑其容量和排水能力，确保在暴雨等极端天气条件下仍能够正常运行。

2.4 施工工艺与质量控制

在寒冷地区沥青路面的施工过程中，应确保施工温度的控制在合理范围内，确保沥青混合料的摊铺和压实质量。同时，还应选择合适的施工机械和设备，提高施工效率和质量。在施工过程中，还应加强质量控制措施，对沥青混合料的材料性能、摊铺厚度、压实度等指标进行严格控制。此外，在寒冷地区沥青路面的施工过程中，还应充分考虑气候因素的影响。在低温条件下，应采取相应的保温措施，如使用保温材料覆盖路面等，以防止沥青混合料在摊铺和压实过程中受到冻害。

3. 寒冷地区沥青路面病害防治措施

3.1 预防性养护措施

在路面刚建成或经过大修后，应立即开展定期的路面检测和评估工作，及时发现并处理潜在的病害隐患。例如，定期对路面进行清扫和冲洗，保持路面的清洁和干燥；在路面上喷洒防水剂或抗滑剂，提高路面的防水和抗滑性能；在裂缝出现初期就进行修补，防止裂缝进一步扩展；加强路面的排水系统，确保积水能够及时排出，避免水分对路面的侵蚀。此外，预防性养护还应注重提高路面的整体性能。同时，加强路面的结构设计，优化结构层组合和厚度，提高路面的承载能力和稳定性。

3.2 修复性养护措施

在寒冷地区，常见的修复性养护技术包括裂缝修补、坑槽修补、表面处治等。对于裂缝修补，可以采用热补法、冷补法或灌缝法等不同的修补方法。对于坑槽修补，可以采用热拌沥青混合料修补、冷拌沥青混合料修补或快速修补材料等方法。此外，表面处治也是一种常见的修复性养护技术。通过喷洒或铺设一层新的沥青混合料，可以恢复路面的平整度和抗滑性能[3]。在寒冷地区，修复性养护技术和方法的选择需要特别注意气候因素的影响。例如，在冬季进行修补时，可以采用加热设备对沥青混合料进行加热处理，以提高其流动性和压实度。

3.3 长期养护策略

为了确保寒冷地区沥青路面的长期性能稳定，需要制定长期养护计划和策略。一方面，需要建立完善的养护管理制度和体系。明确养护工作的责任和任务分工，制定详细的养护计划和时间表，并加强对养护工作的监督和考核。另一方面，需要注重养护技术的创新和研发。积极引进和应用先进的养护技术和设备，提高养护工作的效率和质量。此外，还需要加强路面的监测和评估工作。通过定期的路面检测和评估，及时发现路面的病害隐患和性能衰减情况。最后，需要注重养护资金的投入和管理。确保养护资金的充足和合理使用，提高养护工作的资金效益。

结语

随着对寒冷地区沥青路面研究的不断深入，对其病害特征与合理结构设计的认识也日益清晰。在未来的研究中，需要进一步关注新型材料、新技术的研发与应用，以提高沥青路面的抗冻融、抗裂性能。同时，针对寒冷地区特有的气候条件，还应加强长期性能观测和数据分析，以优化结构设计参数，提高路面的使用寿命和安全性。

參考文献

[1]戴鹏飞.寒冷地区公路混凝土桥梁病害养护及修复技术研究[J].北方交通, 2022(12):17-20.

[2]温宇宁.寒冷地区重载交通沥青路面纵向裂缝处治技术研究[J].北方交通, 2022(11):62-66.

[3]祝文君,任懿,于中旭,等.日本寒冷地区无砟轨道砂浆层病害与维护进展[J].铁道建筑技术, 2023(8):59-61.