隨著公路交通量日益增長，公路建設(shè)事業(yè)得到了迅猛發(fā)展，截至2012 年底，我國公路通車總里程
達到423.75 萬km，高速公路達9.65 萬km。四通八達的公路網(wǎng)，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要
保障。但是，經(jīng)過多年的使用和觀測表明，許多高速公路通車一年后路面就出現(xiàn)嚴重的橋頭跳車和早期
損壞，有的通車幾年后由于早期病害嚴重，特別是裂縫過多就不得不進行翻修，使其使用性能大大降低。
文獻[1]把瀝青路面損壞分為11 類21 項，其中有4 類9 項與裂縫有關(guān)，特別是疲勞開裂對路面使用性能
影響較大。因此，對疲勞裂縫產(chǎn)生的原因進行系統(tǒng)的分析，提出經(jīng)濟、合理、適用的瀝青路面結(jié)構(gòu)，并
從設(shè)計、施工和養(yǎng)護等多方面對防止疲勞開裂和路面破壞提出有效的預(yù)防措施，采用先進的養(yǎng)護技術(shù)維
修養(yǎng)護，使其在公路建設(shè)和養(yǎng)護中進一步推廣應(yīng)用，發(fā)揮更大的社會經(jīng)濟效益。
二、疲勞開裂原因分析與防治措施
（一）基本理論
隨著傳統(tǒng)的疲勞破壞理論的發(fā)展，人們認識到，路面的破壞是由于荷載在路面材料中引起的重復
加載疲勞應(yīng)力，超過了路面混合料的抗拉強度而發(fā)生的。美、英、蘇、德等國，根據(jù)十多年的大量試
驗，相繼進行了基于疲勞強度理論在設(shè)計上的重大改革。并且，目前各國瀝青類路面設(shè)計仍主要沿用
這種疲勞強度理論。我國從六十年代開始對路面疲勞特性進行系統(tǒng)研究，借鑒金屬材料斷裂力學理論，
認為疲勞斷裂是一個疲勞裂紋的萌生、擴展直至后斷裂的逐漸發(fā)展過程[2]，如圖1。理論與實踐證
明，路面在移動車輪荷載作用下，其內(nèi)部各點處于不同的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)之下，路面結(jié)構(gòu)的底面各點，
當輪載駛近時該點出現(xiàn)擠壓應(yīng)力；當輪載處于正上方時則受到全拉應(yīng)力作用，當輪載駛離時，該點的
主拉應(yīng)力減弱并伴有剪應(yīng)力產(chǎn)生，路面表面則相反，車輪駛近時受拉，車輛直接作用時受壓，車輪駛
過后又受拉。路面在整個使用過程中，因長期處于拉壓應(yīng)力重復循環(huán)并伴有剪切作用的狀態(tài)而產(chǎn)生疲
勞破壞。瀝青路面抗拉強度比較小，所以路面多是從底部或頂部受拉而產(chǎn)生裂紋以至破壞。[3]另外，
國內(nèi)現(xiàn)行路面設(shè)計方法一般基于靜態(tài)彈性體系模型，而實際車輪荷載均為動態(tài)，對路面施以隨時間變
化的垂直振動和沖擊作用以及水平推擠作用。由于路面結(jié)構(gòu)本身對荷載的時變因素具有相當?shù)拿舾行裕蚨趯嶋H動態(tài)荷載作用下所表現(xiàn)出的力學性能通常與靜態(tài)模型的情況存在較大差異，對路面的
早期破損有著不可忽視的作用。
（二）疲勞開裂防治措施
國內(nèi)外對于疲勞開裂防治常用方法主要有土工織物材料、橡膠瀝青封層和應(yīng)力吸收膜等。通過進行
材料的合理組成設(shè)計，調(diào)整結(jié)合料用量與配比來實現(xiàn)抗裂性能。另外，也可以在瀝青面層上采用預(yù)切縫。
級配碎石緩沖層，即所謂倒裝結(jié)構(gòu)，在美國、澳大利亞及南非瀝青路面結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多，厚度為10 ～
15 cm，具有一定效果。
三、常用的疲勞開裂的養(yǎng)護方法
（一）霧封層—預(yù)防性和輕微病害治理
霧封層是預(yù)防性養(yǎng)護中的一種，它是將慢裂乳化瀝青稀釋液或特制路面保護劑噴灑（霧花）到現(xiàn)有
瀝青路面表層，目的是恢復那些由于瀝青在正常使用中氧化造成的輕微干裂、損失小骨料等損壞，同時
還可以起到封住細小裂縫及表面孔洞、防水及抑制松散的作用。使用年限一般為1～2 年，如圖2。
（二）上封層（磨耗層）—增加路面紋理，初期綜合病害治理，防止水損害
磨耗封層主要增加路面紋理。撒布瀝青后，撒布均勻粒徑石屑。重交通工程可以采取兩層法。采用
乳化改性高模量瀝青，慢裂型。適用于各種道路，使用壽命在3 年以上。
（三）稀漿封層—適合路面中、后期綜合病害的維修
稀漿封層，由適當級配的石屑或砂、填料水泥、石灰、粉煤灰、石粉等、乳化瀝青、外摻劑和水為
材料，按一定比例拌和成稀漿狀，攤鋪、硬化、成型后起到封層作用的一種路面結(jié)構(gòu)。由于該種稀漿混
合料的稠度較稀，形態(tài)似漿狀，鋪筑厚度一般在3-10mm 之間，主要起防水或改善恢復路面功能的作用。
見圖3。
（四）微表處—適合路面車轍嚴重、損害嚴重的路面
微表處采用改性乳化瀝青混合料鋪筑8-12mm 的路面處置層。其優(yōu)點路面防水性能好，封閉表面防
止水下滲。高速路路面剎車性能好。施工后可以快速通車；路面耐磨性能好，夏天抗車轍，冬天抗龜裂。
環(huán)保性能好，常溫瀝青不散發(fā)污染物。填補車轍性能好，無須打磨路面。路面的使用壽命可以延長。其
不足就是對攤鋪設(shè)備要求很精確，施工控制難度加大。
（五）超薄磨耗層—適合路面損害嚴重，綜合治理
改性超薄磨耗層采用優(yōu)質(zhì)軋制集料，間斷級配，具有可以分為兩部分：一是改性乳化瀝青的撒布，
二是改性熱拌瀝青混凝土的攤鋪及碾壓。改性乳化瀝青所起到的作用主要是密封原路面及保證新混合料
與原路面的有效粘結(jié)。而改性熱拌瀝青混凝土是由較大粒徑的斷級配集料、改性瀝青經(jīng)熱拌和而成，其
主要作用是提供一個平順、耐久、具有一定抗滑能力的表面。
四、疲勞開裂的養(yǎng)護的新設(shè)想
疲勞開裂是瀝青混凝土模量長期變化，引起長期破壞的結(jié)果，當路面出現(xiàn)許多細小裂縫時，說明路
面已經(jīng)出現(xiàn)破壞，現(xiàn)在我們采用一種新型技術(shù)——“超薄養(yǎng)護封層”來處理這些因為疲勞開裂引起的路
面病害，超薄養(yǎng)護封層技術(shù)是介于霧封層和超薄磨耗層之間，或替代磨耗層而采取一種新型養(yǎng)護技術(shù)，
這種技術(shù)已經(jīng)在歐美等很多國家開始使用，利用這種技術(shù)處理公路道路，城市道路由于汽車荷載引起的
路面疲勞開裂，來延長道路的使用壽命。超薄養(yǎng)護封層技術(shù)主要原料為封層乳化瀝青膠漿（簡稱瀝青膠漿），在國外其發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，第一階段，使用熱瀝青與無機物乳化技術(shù)。隨著對產(chǎn)品的儲存穩(wěn)
定性能、路用性能的要求提高，出現(xiàn)了第二階段產(chǎn)品煤瀝青類（或混合瀝青類），具有好的儲存穩(wěn)定性
和滲透性能，缺點是抗氧化性和環(huán)保性能堪憂。隨著乳化瀝青技術(shù)的不斷完善，乳化劑性能不斷提升，
第三階段產(chǎn)品在此背景產(chǎn)生。采用乳化瀝青與無機礦料溶合制成乳化瀝青膠漿。隨著化工工藝的發(fā)展，
新的產(chǎn)品引進了改性乳化瀝青技術(shù)，克服了之前改性劑與無機礦料的相互“干擾現(xiàn)象”�，F(xiàn)在這種產(chǎn)
品被廣泛應(yīng)用于各等級公路、城市道路、停車場、車庫和水泥路面的疲勞開裂防護上。現(xiàn)就這種新型技
術(shù)在國外鋪筑的試驗路介紹給大家。
五、試驗路段鋪筑及性能檢驗
（一）停車場試驗路段的鋪設(shè)
2011 年8 月，加拿大乳化瀝青有限公司首先研發(fā)出新一代產(chǎn)品——超薄養(yǎng)護封層，采用手工方式施
工，使用封層乳化瀝青膠漿，在停車場進行試驗。原有路面有大量疲勞開裂的裂縫，并且部分路面出現(xiàn)
松散掉�，F(xiàn)象，顏色淡白，見下圖。通過人工清理路面，吹凈路表面的顆粒及粉塵，以手工方式進行超
薄養(yǎng)護封層施工，施工結(jié)果2 小時后，車輛可以駛?cè)胪＼噲�，停車場路面可承載，維修養(yǎng)護后路面不滲
水，松散部分黏合良好，疲勞裂縫消失，色澤黑亮。見圖4、圖5。
超薄養(yǎng)護封層試驗路鋪筑完成后要進行的檢測項目包括：
（1）滲水性試驗，要求實際滲水率小于200ml/min。
（2）裂縫修復率試驗，表觀檢測原有裂縫是否封閉完好，是否肉眼可見。
（3）松散修復率試驗，原有路面的早起松散治理情況，達到修復后平整，松散部分固化并不可見。
（4）色澤恢復率試驗，恢復黑色并有光澤、不泛油。
（5）平整度試驗，修復后此路段具有良好的平整度。
（6）1 年以后檢測指標：①不褪色；②平整度保持良好；③裂縫不可見；④持續(xù)保持不滲水性能；
⑤沒有松散發(fā)生。
一年后復查，見圖6，路面保持原有黑色不退，沒發(fā)現(xiàn)新的裂縫出現(xiàn)，防水性能保持不變。
經(jīng)當?shù)貦z測部門檢測以上檢測指標完全達到技術(shù)設(shè)計指標要求。
（二）高速公路試驗段鋪設(shè)
2011 年在蒙特利爾640高速公路部分路面進行超薄養(yǎng)護封層，采用機械攤鋪施工，施工后效果良好，
高速公路修復后的路面見圖7。修復了原有裂縫，增加了路面紋理、使路面重新返回黑色，防水性滿足
設(shè)計要求。
采用超薄養(yǎng)護封層技術(shù)（厚度可以1—10mm 之間，通常在5mm 以下）無論手工還是機械施工，都
能達到預(yù)期效果。施工工期短，開放交通快，一般1-2 小時即可開放交通。超薄養(yǎng)護層的施工工藝簡單
有效，施工設(shè)備投入少；同時原料造價低廉。工程成本不足稀漿封層的三分之一。因此超薄養(yǎng)護封層技
術(shù)對路面的早起防護和疲勞性開裂治理非常見效，施工后2年內(nèi)性能基本保持不變。在公路養(yǎng)護施工中，
可以替代霧封層、碎石封層或稀漿封層。
這種新型材料新型工藝的引進是完全可以各級路面的預(yù)防性養(yǎng)護。對路面輕微病害路面的處治性養(yǎng)
護（疲勞裂縫、表層石料松散、路面紋理差、泛油等）是完全使用的，同時可以防止路面因疲勞開裂引
起的水損害；還可以改變由于路面長期使用引起的泛白，使其變成黑色和亮麗，保證行車安全具有很好
的用途。超薄養(yǎng)護封層應(yīng)用相當廣泛，可用此維修養(yǎng)護方法進行前期、中期養(yǎng)護，工藝簡單快捷，對提
高公路使用壽命，降低公路養(yǎng)護成本具有廣泛的應(yīng)用前景，因此值得在國內(nèi)進行推廣。
