瀝青路面裂縫修補(bǔ)技術(shù)的探討

丁驥

【摘 要】 本文介紹了瀝青路面裂縫的類型和成因，分析了裂縫修補(bǔ)的時(shí)機(jī)，各種修補(bǔ)材料和方法的優(yōu)勢(shì)和不足，同時(shí)從實(shí)際工作過程對(duì)裂縫修補(bǔ)技術(shù)的施工工藝進(jìn)行了初步的探討。

【關(guān)鍵詞】 瀝青路面、裂縫、修補(bǔ)方法、施工工藝

瀝青路面在使用過程中會(huì)因?yàn)楦鞣矫嬖虍a(chǎn)生不同程度的裂縫。裂縫出現(xiàn)后如果不適時(shí)加以處理將會(huì)導(dǎo)致路面產(chǎn)生進(jìn)一步的破壞。因此，為了減少路面破壞，提高路面的路況質(zhì)量，延長(zhǎng)路面使用年限，必須對(duì)瀝青路面裂縫進(jìn)行有效的修補(bǔ)。

1 裂縫的類型

按開裂的主要原因，瀝青路面的裂縫可以分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫兩類。

1.1 荷載型裂縫

該類裂縫主要表現(xiàn)為在行車荷載的反復(fù)作用下，基層底部的裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)展到瀝青面層，造成面層開裂。荷載裂縫在形式上主要表現(xiàn)為沿輪跡方向的縱向裂縫和龜裂。

1.2 非荷載型裂縫

該類裂縫又分為溫度裂縫、反射裂縫、沉降裂縫及其他裂縫。

溫度裂縫主要因?yàn)r青面層溫度變化而產(chǎn)生，這包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。溫溫度裂縫在形式上主要表現(xiàn)為橫向裂縫和塊狀裂縫，有時(shí)也表現(xiàn)為縱向裂縫。反射裂縫則由于干縮和溫縮裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展會(huì)引起裂縫上方面層底部先開裂并逐漸向上擴(kuò)展，最終將瀝青面層拉裂。反射裂縫在形式上主要表現(xiàn)為橫向裂縫。沉降裂縫由于填土固結(jié)或路基不均勻沉陷所引起的縱向和橫向裂縫，常出現(xiàn)在橋涵的兩頭或路基半填半挖處。其他裂縫主要表現(xiàn)在瀝青路面施工的縱向接縫處，由于施工接茬處理不善也容易產(chǎn)生縱向裂縫等。

2 裂縫修補(bǔ)時(shí)機(jī)

一般認(rèn)為對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)，修補(bǔ)裂縫的最佳時(shí)機(jī)為解凍前裂縫最大時(shí)，從而防止路表面及裂縫內(nèi)存留的冰雪雨水融化后滲入縫內(nèi)破壞路基。具體而言，每年開春溫度回暖時(shí)分開始修補(bǔ)裂縫為最佳時(shí)機(jī)，此時(shí)修補(bǔ)裂縫效果最好。需要注意的是，多雨地區(qū)的修補(bǔ)時(shí)機(jī)應(yīng)安排在雨季來臨之前，可以避免雨水通過裂縫進(jìn)入結(jié)構(gòu)層造成路面損壞。

3 裂縫修補(bǔ)材料

目前主流的裂縫修補(bǔ)材料包括熱瀝青、乳化瀝青、瀝青混合料以及改性瀝青灌縫材料等。從成本角度考慮，使用前三類材料的成本較低低廉，缺點(diǎn)是該類材料抗老化性、粘結(jié)性、溫度敏感性以及韌性較差，維修后容易在原裂縫處重新開裂，失效率較高。而改性瀝青灌封材料則在長(zhǎng)期效果方面有較明顯的優(yōu)勢(shì)：低溫下柔韌有彈性，不會(huì)在冬季脆裂，在高溫下強(qiáng)度和硬度高，在夏季不會(huì)發(fā)軟或流動(dòng)。

正因?yàn)椴煌男扪a(bǔ)材料具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，加上裂縫所處的氣候條件差別較大，因此在選擇修補(bǔ)材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)修補(bǔ)材料的特性和公路所處地區(qū)的氣候條件進(jìn)行選擇。例如，對(duì)于氣溫較高的地區(qū)，應(yīng)選擇溫度敏感性低的材料；對(duì)于嚴(yán)寒地區(qū)，應(yīng)選擇低溫條件下韌性好的材料。

4 裂縫修補(bǔ)方法

對(duì)于不同的裂縫瀝青路面裂縫的修補(bǔ)方法很多，一般可根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因、裂縫寬度和深度采用不同的養(yǎng)護(hù)措施。在高溫季節(jié)全部或大部分可愈合的輕微裂縫，可不加處理。在高溫季節(jié)不能愈合的輕微裂縫，可沿裂縫涂刷少量稠度較低的瀝青或采用乳化瀝青灌縫。對(duì)于路面的縱向或橫向裂縫，應(yīng)根據(jù)裂縫的寬度按以下方法進(jìn)行處理：縫寬在 2mm～5mm 以內(nèi)，采用瀝青預(yù)拌石屑或砂灌縫；基層及瀝青面層均出現(xiàn)裂縫，縫寬在 5mm 以上時(shí)，采用填補(bǔ)熱拌瀝青混合料直接灌縫。因?yàn)r青性能不好或路面使用年限較長(zhǎng)、油層老化等原因出現(xiàn)的大面積裂縫（包括網(wǎng)裂），此時(shí)如基層強(qiáng)度尚好時(shí)，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。可選用乳化瀝青稀漿封層、加鋪瀝青混合料上封層，或先鋪設(shè)土工合成材料后，再在其上加鋪瀝青混合料上封層、改性瀝青薄層罩面以及單層瀝青表處的方法處理。對(duì)于土基、基層強(qiáng)度不足或路基翻漿等引起的嚴(yán)重龜裂，應(yīng)先處治好基層后再重做面層。

5 填縫技術(shù)

瀝青路面在使用初期產(chǎn)生的裂縫主要為縱向和橫向裂縫，對(duì)于此類裂縫一般采用填縫技術(shù)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，以防止水分進(jìn)入瀝青路面造成早期破壞。根據(jù)美國(guó)國(guó)家研究協(xié)會(huì)發(fā)布的 《瀝青路面裂縫處理材料及工序》SHRP-H348 項(xiàng)目研究論證，對(duì)路面裂縫作開槽貼縫式處理所產(chǎn)生的效果比無槽貼縫式處理的效果至少要好 40 倍，無槽貼縫式密封在車輛作用下，裂縫表面的貼縫層不斷受到磨損，裂縫內(nèi)的剩余填充物較少而無法起到封閉裂縫的作用，從而導(dǎo)致無槽貼縫式密封失效。所以，在施工經(jīng)費(fèi)有保證的情況下，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)槽貼縫式修補(bǔ)裂縫的方式。鑒此，建議當(dāng)裂縫超過 3mm 時(shí)，宜采用開槽式封閉處理：當(dāng)裂縫小于 3mm 時(shí)則可采用簡(jiǎn)單無槽貼縫式處理。 開槽的幾何尺寸對(duì)裂縫修補(bǔ)效果有較大的影響，開槽的寬深比（寬度與深度之比）越小，填縫料與裂縫兩壁的粘結(jié)力越容易損失。較大的寬深比可提高填縫料與裂縫兩壁的粘結(jié)力和增強(qiáng)裂縫的修補(bǔ)效果。一般寬深比為 1：1，尺寸控制在 lOmm～20mm 之間，采用貼縫式工藝時(shí)，膠體應(yīng)在裂縫兩側(cè)形成 50mm～100mm 的長(zhǎng)膠帶，膠帶高度不能超過 3mm，這樣可延長(zhǎng)密封膠的磨損時(shí)間。再就是采用傳統(tǒng)的人工方法：即用吹風(fēng)機(jī)清理出縫里的雜物，再用小勺或熱水壺（帶細(xì)嘴）將加熱到適當(dāng)溫度的灌縫材料灌入縫中。

這里著重介紹一下機(jī)械灌縫，通常灌縫設(shè)備主要包括切縫開槽機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、灌縫機(jī)、烘干機(jī)和平坦機(jī)等。灌縫具體施工工藝如下：

1）安排交通疏導(dǎo)，按照規(guī)定擺放安全標(biāo)志，設(shè)專人指揮交通，并根據(jù)灌縫進(jìn)度移動(dòng)安全標(biāo)志；

2） 按要求沿裂縫方向開槽：用開槽機(jī)正確開槽，跟蹤指示裝置對(duì)準(zhǔn)裂縫，向后拉動(dòng)開槽機(jī)對(duì)裂縫進(jìn)行開槽，一般寬深比為 1：1，尺寸控制在 l0mm～20mm 之間；

3） 清理開槽：用壓縮空氣噴槍對(duì)所開凹槽進(jìn)行清縫，確保開槽后縫內(nèi)松散顆粒和雜物徹底清理干凈；

4） 灌封前預(yù)熱： 用烘干機(jī)對(duì)凹槽進(jìn)行預(yù)熱，并烘干進(jìn)入縫里的水分，確保密封膠與凹槽緊密結(jié)合；

5） 灌縫：用灌縫機(jī)對(duì)槽口進(jìn)行灌縫，并控制好膠體的用量，用灌縫機(jī)自備的刮平裝置的壓力噴頭將密封膠均勻灌入槽內(nèi)；

6） 養(yǎng)護(hù)：在灌縫完畢的表面撒布石粉或者細(xì)砂進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；

7） 開放交通：待密封膠溫度冷卻到 50℃以下后方可開放交通。

8）修補(bǔ)效果觀察：通車一段時(shí)期后進(jìn)行觀察。確保一定時(shí)期后脫開現(xiàn)象保持穩(wěn)定，沒有發(fā)展的跡象。并且對(duì)效果進(jìn)行研究和分析，為之后進(jìn)一步的維護(hù)工作提供理論和應(yīng)用方面的指導(dǎo)，另外對(duì)施工工藝的不斷改進(jìn)和優(yōu)化也是瀝青路面裂縫修補(bǔ)技術(shù)的關(guān)鍵。

6 結(jié)語

瀝青路面裂縫修補(bǔ)的效果與材料的選擇、裂縫封閉處理設(shè)計(jì)和施工工藝等有密切的關(guān)系。所以，在裂縫修補(bǔ)過程中，應(yīng)選擇優(yōu)良的灌縫材料，盡量采用開槽貼縫式處理設(shè)計(jì)，優(yōu)化施工工藝，提高裂縫修補(bǔ)的成功率，從而延長(zhǎng)瀝青路面的壽命。

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