0引言

随着区域间交流日益频繁，交通流量持续攀升，对公路的质量和性能提出更高要求。S339线祁阳段作为区域交通要道，经多年运营，路面出现多种病害，严重影响行车安全与道路畅通。为解决这些问题，实现公路的可持续利用，针对其路面结构抗裂性能开展研究，极具现实意义。

1.工程概况

S339线祁阳段路面改善工程实施桩号范围为K83+067-K88+930.619，线路全长5.863km，地处湖南省祁阳市境内，是当地公路规划网的重要一环。该线路于2006年建成通车，现已达到服务年限。伴随沿线工矿企业发展，交通量持续增大，原水泥砼路面病害频发。存在坑槽、沉陷、麻面、破损、断裂及路面基层脱空等问题，极大影响了路面的行驶性能，已无法满足日常交通需求。弯沉检测结果表明，项目道路行车道大部分段落弯沉值上升，路面结构承载能力逐年下降。为提升线路车辆通行能力，加速物资集散转运，开发旅游资源以带动当地旅游经济发展，对该路段进行提质改造十分必要。

图1：路面情况

2.路面结构抗裂面临的问题

2.1裂缝类病害突出

纵向裂缝常见于高填方、半填半挖以及软土地基路段，这些路段路基横向不均沉降或板下支撑不均匀，路堤边部土层压实度差，受积水、行车荷载等作用，导致路面出现纵向裂缝^【1】。横斜向裂缝多发生在填挖相交断面、新老路基交接处、土基密度不同部位等特殊路段，土基强度不均、缝切割较晚、温差大、水泥材料指标不稳定、施工工艺不当等因素，使得混凝土板应力集中，进而产生横斜向裂缝。

2.2边角损坏与破碎板问题严峻

胀、缩缝或施工缝填料选择不当或失效，路表水沿缝隙渗入，基层排水不畅、耐冲刷性差，在车辆荷载反复作用下，板角处产生唧泥、板下被掏空，造成板角应力集中，导致边角损坏。路面板接缝传荷能力差，施工中存在分层离析情况，抗折强度降低，车轮作用下易出现掉角。公路运输超载、路面板厚度或强度不足、基层松散、土基不均匀沉降等因素，会导致路面出现交叉裂缝和破碎板。

2.3接缝及其他病害削弱抗裂性能

接缝挤碎与接缝施工不当、填缝料剥落老化、接缝被阻塞、混凝土强度不一致等有关，造成板上部集中压实力超过抗剪强度，导致接缝处混凝土破碎。拱起现象是由于胀缝间距较长、填缝料失效、板缝杂物堆积，混凝土板伸胀时压力大于基层与板间摩擦力所致。唧泥和板底脱空由接缝填缝料失效、基层不耐冲刷、传荷能力差、重载反复作用等引起^【2】。错台则与胀缝设置、水的渗入、传力杆放置、交通及基层承载力不均等因素相关。磨耗层脱落、孔洞等病害也影响路面整体性能。

3.提升路面结构抗裂性能的设计

3.1底基层设计

针对旧水泥砼面板的底基层，选用旧混凝土路面碎石化工艺。碎石化处理后，粒径小于38mm的颗粒含量需达30%以上，以此构建起良好的嵌挤结构，压实度要达到95%以上。

3.2基层设计

基层采用水泥稳定碎石，水泥剂量控制在5%左右，以保障基层的强度和稳定性。碎石级配严格遵循规范，4.75mm以上颗粒含量控制在50%-60%，0.075mm以下颗粒含量不超过5%，确保基层材料颗粒紧密嵌挤^【3】。基层压实度要求达到97%以上，抗压强度可达3-5MPa，抗弯拉强度达到0.8-1.2MPa，增强基层的抗裂性能。

3.3面层设计

面层采用沥青混凝土路面，选用针入度为60-80（0.1mm）、延度不小于100cm（25℃）、软化点在45-55℃之间的优质沥青，保证其粘结性能和高温稳定性。石料压碎值不大于26%，磨耗值不超过30%，确保石料的强度和耐磨性。配合比设计中，油石比控制在4.5%-5.5%之间，沥青混凝土的空隙率控制在3%-6%，稳定度不小于8kN，流值在1.5-4mm之间，提升面层的抗裂性能。

3.4加宽部分基层设计

鉴于路基单侧或双侧加宽宽度在0.5-1m之间，加宽部分基层采用C30混凝土。C30混凝土配合比为水泥：砂：石子：水=1：1.76：3.33：0.46。浇筑完成后，28天龄期的抗压强度需达到30MPa以上，保证加宽部分基层的强度和稳定性，避免因加宽部分基层问题引发路面裂缝。

3.5特殊路段碎石化设计

过集镇段采用共振碎石化技术对老水泥路面进行处理，铣刨4cm后，再进行后续路面结构的铺设。

3.6排水与防护设计

排水方面，过居民区及城镇段采用现浇混凝土盖板矩形沟，尺寸为0.5*0.5m，防止积水对路面结构的侵蚀。路基防护根据地形等情况确定，一般路段采用边坡植草防护；水塘和库区等地形受限路段采用片石砼护坡、护肩或挡土墙防护。挡土墙每10m-15m设一道沉降缝，墙身外露部分在设计水位50cm以上或地面30cm以上交错设泄水孔，确保排水顺畅，提升路面抗裂性能。

4.提升路面结构抗裂性能的方法

4.1路基处理方法

填方边坡坡度设为1:1.5，每侧超路堤设计宽30cm，完工后削坡，确保路基边缘压实。地面横坡在1:5-1:2.5时，填路基前把原地面挖成不小于2m（老路利用段不小于1m）、向内倾斜4％的台阶。一般路段清表、砍树挖根并夯实，保证地基压实度（重型）不低于90%。稻田、水塘路段，排水、清淤、晾晒、换填处理。利用老路路基，拆除防护工程，清理老路外侧路肩0.5m范围，路基高超2m时，老路坡面挖1m-2m台阶，自下而上填筑^【4】。

4.2特殊路基处理方法

土层表面厚度0.3m的软土，路基清表时一并清除。厚度超0.3m的软土，挖除换填，用原路面破碎水泥砼换填。路基拓宽时，挖除老路路肩非适用材料，挖台阶后分层压实。拓宽填料选与原有路堤相同且合格的或渗水性更强的，必要时冲击碾压或强夯，消除新老路基拼接差异变形。

4.3施工过程控制方法

底基层碎石化施工，控制设备参数，保证颗粒粒径达标，按规定压实遍数和工艺压实，确保压实度超95%。基层水泥稳定碎石施工，精准控制水泥剂量，按设计级配配料、拌和均匀，摊铺时控平整度和厚度，压实后及时养护。面层沥青混凝土施工，严管沥青和石料质量，按配合比拌和，控制油石比、空隙率等指标，摊铺控平整度，碾压控温度和遍数。加宽部分C30混凝土施工，控制配合比和坍落度，浇筑时振捣密实。

5.路面结构抗裂性能提升后的效果

5.1结构性能改善效果

底基层的承载能力大幅提高，能更好地分散荷载，极大地降低了因地基沉降差异而引发路面裂缝的可能性。基层的整体性和强度都有显著提升，能更有效地承受车辆荷载的传递，有力地减少了基层断裂的风险。面层在高温和低温环境下的稳定性都得到了显著改善，能够更好地应对温度变化和行车荷载的双重作用，大大减少了路面裂缝和车辙的产生，提高了路面的耐久性。

5.2交通运营改善效果

路面的平整度有了极大的优化，为车辆提供了更好的抓地力，使得制动效果明显提升，极大地提高了行车的安全性。道路病害显著减少，路面维护的成本大幅降低，维修的频率大幅下降，极大地减少了因道路维修而导致的交通中断时间。车辆行驶更加平稳顺畅，通行能力得到了显著提升，路段的交通拥堵状况得到了有效缓解，运输效率大幅提高，有力地促进了区域间的经济交流和发展。

6结语

对S339线祁阳段路面结构抗裂性能的研究，通过合理设计与方法实施，有效改善了路面结构性能，提升交通运营状况。该成果为保障公路安全畅通、促进区域经济发展提供有力支撑，对同类公路工程具有借鉴价值。

参考文献：

[1]任园,方肖立,鲍世辉.沥青路面反射裂缝影响因素分析及抗裂性能提升技术研究[J].广州建筑,2024,52(06):64-68.

[2]王振.基于抗裂性能的耐久性水泥稳定碎石基层材料研究[D].山东建筑大学,2023.DOI:10.27273/d.cnki.gsajc.2023.000983.

[3]郭德盛.探讨高速公路沥青路面基层材料的抗裂性能[J].交通科技与管理,2023,4(01):83-85.

[4]赵星陆.公路碾压混凝土基层抗裂性能及施工方法分析[J].交通世界,2022,(15):161-163.DOI:10.16248/j.cnki.11-3723/u.2022.15.032.

作者简介：张攀，男（1988.03-），汉族，湖南邵东，工程师，大学本科学历，主要研究公路及市政道路设计