半剛性路面裂縫修復技術的應用及分析

呂銘華　衡家資

摘 要：伴隨著早期修建的公路陸續進入大修期，我國公路路面結構養護維修任務日趨繁重。半剛性路面作為我國主要的路面結構形式，在重載交通等諸多因素的作用下，早期損壞較為嚴重。其中裂縫類病害是半剛性路面結構病害的主要類型，并且，裂縫的出現進一步導致路面結構水損壞的發生。公路半剛性路面養護維修中，裂縫修復至關重要。

關鍵詞：半剛性路面；裂縫修復；裂縫形式

1 半剛性路面裂縫形式及成因

1.1 橫向裂縫

垂直于道路中線的裂縫被稱為橫向裂縫，通常存在若干支縫。產生此類裂縫的主要原因包括2點：第一，因基層收縮開裂，導致面層開裂，進行出現反射裂縫；第二，溫度驟降或很低，也就是溫宿裂縫。

（1）反射裂縫。強度、剛度大及變形能力差為半剛性基層材料的主要特點，此類材料在溫度、濕度發生極大改變的情況下，將產生開裂等問題。基層開裂過程中，當面層和基層之間連接緊密，面層可提供一定約束能力，這種情況下在瀝青面層內部將出現一定拉應力與拉應變，并與行車荷載出現的應力充分結合，瀝青層與基層裂縫對應部位則會出現底部開裂問題，當具有較薄面層時，從下到上裂縫將向面層表面發展，最終產生反射裂縫。

（2）溫縮裂縫。低溫收縮裂縫與溫度疲勞裂縫為溫縮裂縫的主要類型。低溫收縮裂縫產生的原因為半剛性路面面層溫度很低或溫度驟降致使路面面層溫度梯度產生極大變化，相比材料抗拉強度，如溫度應力較高時，則極易出現裂縫。

溫度疲勞裂縫主要是因為溫度重復升高與降低產生的。

1.2 縱向裂縫

平行于道路中線的裂縫被稱為縱向裂縫，同時可能出現多根支縫。因壓實度不足，半填半挖及高填方道路路基常常會產生不均勻沉降問題，進而造成縱向裂縫的出現。在加寬道路施工中，如處理不好新舊路基結合位置，則極易產生縱向裂縫。通常以上2類縱向裂縫都具有較長的長度，其深度從路面表面直達路基深處，具有極大的危害性。其類型包括以下幾種：

沉降裂縫：路面開裂因路基不均勻沉降造成的裂縫被稱作沉降裂縫。

搭接裂縫：縱向、橫向為搭接裂縫的主要形式。因路面寬度大，公路路面通常選取分幅的方式進行攤鋪作業。接縫時可選取冷、熱兩種接縫形式。

1.3 塊狀裂縫

塊狀裂縫是指裂縫具有0.3到3米間距、0.1到10平方米面積。作為半剛性路面的重要病害之一，塊狀裂縫一般出現于通車時間長的道路。基層、面層強度不足為造成塊狀裂縫的直接原因。

1.4 龜裂

路面局部位置出現與龜紋相似的裂縫被稱為龜裂，龜裂通常與沉陷、唧漿同時出現。在重復荷載下路面結構往往存在疲勞損壞，龜裂為路面結構強度較低的表現形式。其發展初期裂縫以相互交錯的形式展現，隨著時間的推移，裂縫可發展為多邊形裂塊。與此同時，龜裂也可能出現于路面整體強度極高的情況下。

2 半剛性路面裂縫修復技術的應用

2.1 改善罩面層性能

普通型罩面、防水型罩面與抗滑層罩面為瀝青路面罩面的主要類型。改善罩面層性能主要是為了提高罩面層的自身性能變形能力和抗拉強度。瀝青罩面層應具有足夠的變形能力以消散行車荷載產生的應力，但為了避免出現車轍，其變形能力也不應過大。高速公路罩面厚度通常為4到5厘米；交通量大、重型車輛多的路段其封層厚度可定為1厘米，交通量適中路段封層厚度可定為0.7厘米，一般情況下高等級公路抗滑層厚度必須在4厘米以上。

2.2 設置中間夾層

設置中間夾層措施包括多種，應用較多的是SAMI層和土工織物夾層。

（1）SAMI中間夾層

廣義的SAMI是指應力/應變吸收薄膜，狹義的SAMI通常是指瀝青橡膠薄膜。瀝青橡膠是通過橡膠和瀝青進行熱反應制成的。瀝青中加入橡膠粉后，使瀝青的力學性能發生了較大的變化，具體表現為針入度降低、軟化點提高、低溫延度增加，并明顯地增加了其回彈性能。在配制SAMI時，不僅要考慮其消散水平方向的應變的能力，而且還要使其具備足夠地傳遞豎向荷載的能力，從而不引起過大的變形。

（2）土工織物夾層

夾層由瀝青和土工材料兩部分組成。瀝青是中間夾層的基本組成元素之一。為了減少中間夾層對溫度的敏感性，有必要對瀝青的彈性和塑性行為進行改善。應用聚合物改性的瀝青能達到更好的效果，但相對來說費用較高，通常在非常惡劣的條件下使用這種改性瀝青，如在氣候特別冷的地區，或者裂縫移動很明顯的舊路面等。一般情況下，土工織物施工時在其上下表面都涂一些瀝青，從而與罩面層和舊路面板相連接。

2.3 局部修補

灌縫：灌縫方式一般用于修補線狀裂縫。瀝青管縫機、高壓熱空氣吹風機等為灌縫的主要機械。瀝青、乳化瀝青等為瀝青路面灌縫的材料。

挖補處理：修補塊狀裂縫及龜裂時，需根據坑槽實施修補，也就是將路面結構損壞位置挖除，隨后進行相應級配瀝青混凝土填補、壓實。

根據工程建設需求，按照路面實際病害情況可對填縫機械、工藝與開槽參數合理確定。通常填縫料選取熱瀝青與克萊福密封膠。如線狀裂縫較為細小、灌入難度大，則可將一條凹槽開設于裂縫上，防止拉壓力與交通荷載過分作用于填縫材料，通常情況下以U形作為開槽類型。如溫縮、干縮導致路面基層出現縱、橫裂縫，且寬度小于6毫米，需徹底清理干凈縫隙，并通過壓縮空氣將其塵土吹走，隨后選取灌縫撒料方式對裂縫加以處理，材料為熱瀝青與乳化瀝青。

如裂縫寬度大于6毫米，則可將存于裂縫內的雜質清理干凈，并進行開槽填縫，并通過壓縮空氣順著裂縫開槽位置吹凈，隨后選取材料進行填筑、壓實與密封，材料包括：砂粒式瀝青混合料與細粒式瀝青混合料。

3 結束語

綜上所述，隨著改革開放的不斷深入，作為影響國民經濟增長的重要因素，為推動社會經濟的快速發展，必須重視基礎設施建設。半剛性基層施工作為公路工程建設的重要組成部分。為實現施工過程的科學性、正確性與規范性。必須重視施工方式的選擇，規范施工工藝，有效提高施工技術水平，延長公路工程使用壽命，這也是提升工程建設整體質量的重要途徑。

參考文獻：

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