瀝青路面的裂縫類型及處治方法

宋洋

（江蘇省交通技師學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212016）

1 前言

近些年來，我國公路事業(yè)發(fā)展迅速，大多數(shù)公路建成通車后，隨著行車荷載和環(huán)境因素的作用，瀝青路面會(huì)逐漸出現(xiàn)一些損壞現(xiàn)象，其中裂縫是瀝青路面常見早期損壞中的一種常見病害，對(duì)道路的危害極大。裂縫中不斷進(jìn)入的水會(huì)導(dǎo)致路面承載能力下降，加速路面破壞，因此瀝青路面裂縫產(chǎn)生后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處治，控制裂縫進(jìn)一步的發(fā)展，可以防止路面使用性能下降，預(yù)防路面結(jié)構(gòu)的破壞。

2 瀝青路面裂縫的類型

瀝青路面裂縫按裂縫的形狀可分為縱向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫（龜裂）和不規(guī)則裂縫等四種形式。

2.1 縱向裂縫

與道路中線大致平行的長直裂縫，一般發(fā)生在距路邊緣3～5m的車道內(nèi)，有時(shí)伴有少量支縫。縱向裂縫可分為兩種情況：一種情況是由于路基壓實(shí)度不均勻，路面不均勻沉陷而引起的，如發(fā)生在半填半挖的裂縫。另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時(shí)，兩幅接茬未處理好，在行車荷載作用下，易形成縱縫。

2.2 橫向裂縫

與道路中線近于垂直的裂縫，有時(shí)伴有少量支縫。橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于路面設(shè)計(jì)不當(dāng)和施工質(zhì)量低劣，或由于車輛嚴(yán)重超載，致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式，它有兩種情況：瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射裂縫。一般認(rèn)為這種裂縫不可避免，對(duì)路面整體性沒有損害。

2.3 網(wǎng)狀裂縫（龜裂）

相互交錯(cuò)的裂縫將路面分割成形似網(wǎng)狀或龜紋狀的銳角多邊形小塊，塊的尺寸小于50cm×50cm。網(wǎng)狀裂縫（龜裂）是行車荷載的重復(fù)作用而引起的疲勞裂縫，其最初形態(tài)是一條或幾條平行的縱縫，隨著荷載重復(fù)作用次數(shù)的增加，平行縱縫間出現(xiàn)了橫向、斜向連接縫，形成多邊的、銳角的、形似網(wǎng)狀、龜裂狀的裂縫形式。

2.4 不規(guī)則裂縫

路面裂縫呈不規(guī)則形狀，塊的最長邊長小于100cm。不規(guī)則裂縫主要由面層材料的收縮和溫度的周期性變化所致。

3 對(duì)裂縫類病害的處治辦法

3.1 常用的處治方法

3.1.1 灌油修補(bǔ)法

在深秋冬末季節(jié)，將縱橫裂縫處清掃干凈，直接用油壺灌入加熱的瀝青，但是常出現(xiàn)澆灌的瀝青晾干后進(jìn)入不到縫紋深處，在與冷的舊油面粘結(jié)前就被車輪帶走。因此，開發(fā)出用乳化瀝青進(jìn)行灌縫處理的技術(shù)，用液化氣將縫壁加熱至粘性狀態(tài)后，再把瀝青或?yàn)r青砂漿（在低溫潮濕季節(jié)宜噴灑乳化瀝青），噴抹到縫中，再勻撒一層2～5mm的干燥潔凈石屑或粗砂加以保護(hù)，最后用輕型壓路機(jī)將礦料碾壓。如果是細(xì)小的裂縫，則要預(yù)先用盤式銑刀進(jìn)行擴(kuò)寬，再按上述方法做處理，沿裂縫涂刷少量稠度較低的瀝青。

1995年，美國研究出一種CRF-PM聚合物改性乳液，適合裂縫冷灌注。實(shí)踐證明對(duì)裂縫修補(bǔ)有良好的效果，堅(jiān)固、耐磨、粘結(jié)力強(qiáng)，具有很好的防滑性能。它不受季節(jié)和氣候條件影響，甚至-34℃的氣溫下也可使用，無需加熱和機(jī)械作用，能愈合裂縫。它應(yīng)用時(shí)人工和材料花費(fèi)很少，能取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.2 乳化瀝青稀漿封層

稀漿封層工藝原理是將乳化瀝青、符合級(jí)配的骨料、水、填料及添加劑按一定的設(shè)計(jì)配比攪拌成稀漿混合料，均勻地?cái)備佋诖幚淼穆访嫔希?jīng)裹復(fù)、破乳、析水、蒸發(fā)和固化等過程與原路面牢固地結(jié)合在一起，形成密實(shí)、堅(jiān)固、耐磨和道路表面封層，大大提高路面使用性能，稀漿封層按乳化瀝青性能不同，分為普通稀漿封層和改性稀漿封層。此法適應(yīng)于大面積裂縫處治，也可直接處理單縫。

根據(jù)美國各州多年的使用效果來看，稀漿封層具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，研究結(jié)果表明：用稀漿封層作有計(jì)劃預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路面的費(fèi)用，比不保養(yǎng)使用20年再重建的費(fèi)用要低63%，比每10年加鋪一次的費(fèi)用要低55%，而且路面性能要好的多。稀漿封層施工從裝料、配比、拌和、攤鋪?zhàn)允贾两K在常溫條件下操作，乳化瀝青和砂石料都不需加熱，沒有繁重的體力勞動(dòng)，完全由機(jī)械自動(dòng)操作，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，顯著降低有害物質(zhì)排放。用乳化瀝青修路，只需在生產(chǎn)乳化瀝青時(shí)將瀝青加熱到130℃，以后無論倒運(yùn)多次或保存多久都不需加熱。拌混合料用的骨料，即使在潮濕狀態(tài)下，也可拌制，不需烘干加熱。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，用乳化瀝青修路比用熱瀝青節(jié)約能源在50%以上。

3.1.3 瀝青混合料罩面法

當(dāng)路面裂縫嚴(yán)重、交通量大時(shí)，即先在原路面噴灑粘層瀝青，然后根據(jù)交通量大小，選取細(xì)粒式或中粒式瀝青混合料作為罩面材料，厚度一般控制在1.5～4.0cm以內(nèi)，施鋪前原路噴灑粘稠瀝青。應(yīng)用此法及乳化瀝青稀漿封層修補(bǔ)裂縫時(shí)，可用土工布、土工格柵和噴灑橡膠瀝青做為應(yīng)力吸收層，以提高防裂效果。采用上述常規(guī)裂縫修補(bǔ)方法，由于不能改變裂縫處原有瀝青混合料的性質(zhì)，修補(bǔ)后裂縫可能再次出現(xiàn)。

上世紀(jì)90年代以來，歐洲國家推出一種新型瀝青路面罩面材料，他們稱之為瀝青砂漿或?yàn)r青膠砂。其特點(diǎn)是集料級(jí)配為開級(jí)配，最大粒徑為4.75mm，高礦粉含量和高瀝青用量，為能吸收較多的瀝青，還加人一定數(shù)量的纖維材料。這種瀝青砂漿，攤鋪厚度一般為1.5～2cm。由于這種混合料中大于2.36mm的顆粒要占60%～70%，在某種程度上形成了骨架，能夠承受車輪荷載的作用。由于瀝青含量較高，一般可達(dá)6.5%～8.0%，瀝青膜較厚，使混合料有較好的柔韌性，所鋪路面有很好的抗裂性和耐疲勞性能。這種瀝青砂漿壓實(shí)后成密實(shí)結(jié)構(gòu)，基本上不透水，路面耐久性好，與普通瀝青罩面相比有較長的使用壽命。瀝青砂漿成細(xì)密結(jié)構(gòu)，但仍有良好的抗附性能。瀝青砂漿在歐美國家應(yīng)用較多。

3.2 現(xiàn)場再生維修法

封層、罩面法對(duì)開裂處的瀝青混合料未能觸動(dòng)，性能得不到改觀，覆蓋層厚度有限，裂縫在封層、罩面后常會(huì)在表面復(fù)出，對(duì)此可利用瀝青再生利用原理修補(bǔ)裂縫，目前各國大量使用的再生系列加熱器大體可分為如下三種:紅外線式加熱器;熱風(fēng)循環(huán)式加熱器;紅外線熱風(fēng)組合式加熱器。

3.2.1 裂縫處的再生

先用輕便型路面加熱器在裂縫處寬5～10cm范圍內(nèi)，將舊油路面加熱至瀝青混合料熔化松散狀態(tài)，用油壺倒入適量熱瀝青，再摻入少量砂或石屑，人工就地?zé)岚瑁沽芽p處自上而下、左右兩邊形成含油量較大的新混合料，找平后撒砂養(yǎng)護(hù)，其裂縫含油量大且柔軟，可吸收各種因素引起的應(yīng)力，改變了裂縫處瀝青混合料的性質(zhì)，就能徹底消除裂縫。試驗(yàn)證明，這種方法可消除裂縫，人工操作，無須大型設(shè)備，是代替?zhèn)鹘y(tǒng)灌油縫的好方法。

3.2.2 大面積裂縫油面的再生

對(duì)于裂縫較多路段，用加熱車對(duì)舊油路路面實(shí)施多次加熱至表面裂縫深處全部融化變軟，噴灑一定數(shù)量的再生劑和稀瀝青后與摻入的適量集料實(shí)施就地拌和或再生機(jī)或用銑刨機(jī)或用人工，然后再進(jìn)行碾壓成型。有的是將松散裂縫的舊油面，趁夏季高溫刨出，堆成小堆或加熱融化或人工破碎或利用融化劑粉碎，重新加瀝青、集料拌和后，就近攤鋪碾壓，由于改變了裂縫處的瀝青混合料性能，從而達(dá)到消除裂縫的目的。

據(jù)美國聯(lián)邦公路局調(diào)查，舊瀝青路面再生利用，可節(jié)約材料費(fèi)53.4%，路面造價(jià)降低25%左右，瀝青節(jié)省50%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，早在20世紀(jì)80年代初美國就使用了5000萬噸舊路面材料，節(jié)省投資達(dá)3.95億美元。我國在80年代也曾對(duì)瀝青路面再生技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，再生瀝青路面不僅有很好的使用效果，而同鋪筑新瀝青路面相比，平均可節(jié)約瀝青費(fèi)用52%，節(jié)省工程投資20%左右。

4 結(jié)論

綜上所述，裂縫病害發(fā)生時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，采取適宜的處治方案，在適配的瀝青路面上進(jìn)行及時(shí)處治，在延長公路使用壽命、降低養(yǎng)護(hù)成本、保障高速、安全、舒適的公路特性上將會(huì)取得了良好的效果。

[1]高建立.高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵技術(shù)與工程實(shí)例[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2]樊凡.瀝青路面養(yǎng)護(hù)新技術(shù)[J].城市道橋與防洪,2004,(6).

[3]焦華.乳化瀝青稀漿封層技術(shù)在美國的應(yīng)用[J].山西建筑，2006，（11）.