常見路面反射裂縫處治措施分析與評(píng)價(jià)

崔晟東

(1.河北瑞志交通技術(shù)咨詢有限公司 石家莊市 050091；2.河北省道路結(jié)構(gòu)與材料工程技術(shù)研究中心 石家莊市 050091；3.河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院試驗(yàn)檢測(cè)中心 石家莊市 050091)

目前高速公路瀝青路面裂縫處治措施根據(jù)處理的目的和效果，主要分為兩種：封水和增強(qiáng)。

封水主要是使得處治后的裂縫達(dá)到封縫的效果，通過采用熱瀝青、乳化瀝青、摻加了橡膠顆粒的橡膠瀝青等材料滲入裂縫內(nèi)部，與裂縫縫壁粘合后，灌縫料與裂縫凝結(jié)為一體，阻斷水分滲入裂縫內(nèi)和路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)，減少水分對(duì)路面的損害。處治方式包含了開槽灌縫和直接灌縫。顯然，灌縫材料的黏度決定了灌入縫體的程度；而灌縫材料的強(qiáng)度決定了其與裂縫體形成一體后，在經(jīng)受路面荷載、溫度荷載后是否會(huì)發(fā)生斷裂的可能。

增強(qiáng)主要是阻斷裂縫在寬度上進(jìn)一步發(fā)展，吸收裂縫的尖端應(yīng)力，從而達(dá)到不發(fā)生反射裂縫的效果。通過在裂縫端部鋪設(shè)應(yīng)力吸收層來實(shí)現(xiàn)，包括聚酯玻纖布、玻纖格柵、抗裂貼、橡膠瀝青應(yīng)力吸收層等。這種裂縫處治方式的使用效果主要受制于兩方面的因素：一方面，材料本身應(yīng)具有較高的抗拉伸強(qiáng)度，在受到拉應(yīng)變的影響下，其自身通過材料的收縮，來消散應(yīng)變所造成的拉伸能，從而抑制應(yīng)變向上層方向的傳遞，并且在不同溫度和水分影響下，仍可保持原有抗拉伸強(qiáng)度；另一方面，材料應(yīng)具有與路面結(jié)構(gòu)良好的黏結(jié)效果，從而達(dá)到與路面結(jié)構(gòu)在拉應(yīng)變作用下的追從性，否則會(huì)造成路面結(jié)構(gòu)的自由滑動(dòng)，不能協(xié)同受力而發(fā)生裂縫的向上反射。

為檢驗(yàn)不同裂縫處治方案的使用壽命，項(xiàng)目組選用開槽灌縫、抗裂貼、玻纖格柵、聚酯玻纖布、條形挖補(bǔ)五種常見方案，并同時(shí)設(shè)置于河北省某高速公路的下行方向，裂縫處治完成后進(jìn)行路面罩面施工。

1 裂縫處治施工

1.1 封水型裂縫處治

開槽灌縫是瀝青路面養(yǎng)護(hù)過程中使用最多的封水型裂縫處治方案。灌注封縫料前，用專用開槽設(shè)備開槽，寬度一般在1cm左右，開槽深度約1.2cm。灌縫材料在壓力泵的作用下，通過補(bǔ)縫專用噴槍灌入槽中。開槽灌縫的測(cè)試段設(shè)置在下行方向的K170+000～K171+000段落內(nèi)，共處治了31條裂縫。施工后效果見圖1所示。

1.2 增強(qiáng)型裂縫處治

(1)抗裂貼

抗裂貼屬于瀝青路面裂縫處治過程中較為常用的材料，有不同的寬度規(guī)格。本次選用的抗裂貼寬為42cm?？沽奄N本身具有自粘性，將待施工路面清潔并干燥后，揭開隔離膜(紙)直接貼敷在裂縫上，為保證黏結(jié)效果，鋪設(shè)抗裂貼后用膠輪壓路機(jī)或車輪滾壓三遍。抗裂貼的測(cè)試段設(shè)置在下行方向的K197+000～K197+300段落內(nèi)。施工后效果見圖2所示。

(2)聚酯玻纖布

聚酯玻纖布因其自身不具有自粘性，在鋪設(shè)施工前需要在路面上灑鋪一定量的熱瀝青作為粘結(jié)材料。

本次采用SBS改性瀝青作為黏結(jié)材料，灑布前將瀝青加熱到160～180℃，以達(dá)到霧狀的噴灑狀態(tài)，灑布量為0.8～1.0kg/m2，噴灑粘結(jié)料的橫向范圍要比聚酯玻纖布寬約1～2cm。粘結(jié)料灑布完成后要立即進(jìn)行聚酯玻纖布鋪設(shè)施工。為保證黏結(jié)效果鋪設(shè)聚酯玻纖布后用腳踩和鐵碾子碾壓等措施確保聚酯玻纖布的下層結(jié)構(gòu)的服帖，特別是四周的服帖。

聚酯玻纖布的測(cè)試段設(shè)置在下行方向的K168+500～K170+000段落內(nèi)，共處治了28條裂縫。施工后效果見圖3所示。

(3)玻纖格柵

玻纖格柵不能切割，需整片鋪設(shè)。一直以來，玻纖格柵由于施工難度較大，施工時(shí)為了保證其自身的服帖而需要在兩端固定，而造成其使用量相對(duì)較少。

為了使玻纖格柵與原路面保持良好的粘結(jié)，并能滿足瀝青混凝土機(jī)械化攤鋪的要求，須在原路面上澆灑乳化瀝青粘層。鋪設(shè)玻纖格柵時(shí)需用鐵皮和鋼釘進(jìn)行分段固定。

玻纖格柵的測(cè)試段設(shè)置在K171+100～K172+900段落內(nèi)，施工見圖4所示。

(4)條形挖補(bǔ)

條形挖補(bǔ)是通過在裂縫頂面挖除一定寬度的混合料，形成矩形空槽。在槽壁涂抹粘層油，再在槽中填補(bǔ)熱拌瀝青混合料，壓實(shí)填平，欲通過消解裂縫的尖端應(yīng)力，來抑制裂縫向上發(fā)展。

挖補(bǔ)區(qū)域?qū)?0cm，為保證新鋪混合料與原混合料的接縫處密實(shí)，防止水分滲入，在接縫噴灑粘結(jié)改性乳化瀝青。新鋪混合料的填充、碾壓須保證混合料密實(shí)，厚度、壓實(shí)度符合要求。

條形挖補(bǔ)的測(cè)試段設(shè)置在下行方向的K168+500～K168+800段落內(nèi)，共實(shí)施了9處處治。條形挖補(bǔ)路面狀況見圖5所示。

2 處治效果評(píng)價(jià)

項(xiàng)目完工后首先經(jīng)歷一個(gè)寒季的考驗(yàn)，然后是3～6月春夏交融的考驗(yàn)，以及10月的劇烈的降溫和冬季嚴(yán)寒的考驗(yàn)，項(xiàng)目組對(duì)測(cè)試路段進(jìn)行了連續(xù)兩年的觀測(cè)。

從對(duì)比觀測(cè)的結(jié)果來看，不同的處治方式下罩面層出現(xiàn)裂縫的時(shí)間是不同的。主要表現(xiàn)為，開槽灌縫處理的裂縫在經(jīng)歷第1個(gè)寒冬后即反射至面層，條形挖補(bǔ)處理的裂縫在經(jīng)歷1年半的使用后反射至面層，聚酯玻纖布和抗裂貼、玻纖格柵的路段在經(jīng)歷1年半的使用后未出現(xiàn)反射開裂的現(xiàn)象。

(1)開槽灌縫

開槽灌縫路段的第一條裂縫出現(xiàn)在項(xiàng)目完工后的2個(gè)月。裂縫位于K170+840，行車道率先出現(xiàn)開裂，長(zhǎng)度約3.5m，裂縫縫寬約3mm。經(jīng)鉆芯取樣，該裂縫下寬上窄，裂縫從最薄弱的部位開始向上反射，與溫度有關(guān)。在經(jīng)歷冬季嚴(yán)寒的考驗(yàn)之后，裂縫逐漸反射至路表面。從施工結(jié)束至第一條裂縫反射至表面，大約經(jīng)歷了70余天，經(jīng)開槽灌縫處治的裂縫的反射速度較快，冬天的嚴(yán)寒，是造成其開裂的主要外在因素。根據(jù)開槽灌縫試驗(yàn)段所有的裂縫調(diào)查結(jié)果，開裂比例為16/31。

裂縫在進(jìn)行灌縫后，大約可使用1年時(shí)間，即裂縫不會(huì)反射至路表面。但是在經(jīng)歷了2次劇烈降溫后，裂縫即快速發(fā)展。說明對(duì)于開槽灌縫處理方式，低溫仍是罩面工程裂縫出現(xiàn)的主要外在影響因素。

(2)抗裂貼和聚酯玻纖布

在經(jīng)歷了2年的使用后，抗裂貼和聚酯玻纖布共同處治裂縫的觀測(cè)段內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有任何的開裂現(xiàn)象，路面狀況良好。說明抗裂貼和聚酯玻纖布對(duì)于阻止裂縫反射具有較好的效果。

經(jīng)鉆芯取樣，裂縫在抗裂貼、聚酯玻纖布的部位未能再向上延伸，抗裂貼起到了消散裂縫尖端應(yīng)力的作用，延緩了裂縫的向上反射。

(3)聚酯玻纖布

使用了2年，路面在經(jīng)歷了3次驟然降溫后，經(jīng)聚酯玻纖布處理的段落發(fā)生了開裂，開裂比例為5/28，有效地抑制了裂縫反射至路表面。

(4)玻纖格柵

使用了2年，路面在經(jīng)歷了三次驟然降溫后，經(jīng)玻纖格柵處理的段落發(fā)生了開裂，觀測(cè)路段總長(zhǎng)度為600m，開裂條數(shù)為22條，平均間距約30m。裂縫均開裂于未鋪設(shè)玻纖格柵的路肩部位，裂縫寬度約5mm。對(duì)于裂縫的抑制效果，與聚酯玻纖布相當(dāng)。

(5)條形挖補(bǔ)

使用了1年，路面在經(jīng)歷了兩次驟然降溫后，經(jīng)條形挖補(bǔ)處理的段落發(fā)生了開裂，開裂比例為3/9。

與聚酯玻纖布及玻纖格柵方案相比，條形挖補(bǔ)對(duì)于裂縫的抑制稍差。路面裂縫在經(jīng)歷了兩個(gè)驟然降溫后，直接反射至路表面。

從裂縫開裂的形態(tài)來看，裂縫較直，位置恰好對(duì)應(yīng)于條形挖補(bǔ)開槽的槽壁。說明在經(jīng)過溫度荷載作用，原路面的裂縫雖然被抑制，但是由于開槽挖補(bǔ)在槽壁處的混合料壓實(shí)較為困難，混合料空隙較大，原裂縫會(huì)由1條變?yōu)?條薄弱的槽壁裂縫，進(jìn)而在溫度作用下反射至路表面。

3 結(jié)論

綜合比較幾種常用處治方式的裂縫處理效果，可以發(fā)現(xiàn)：

(1)幾種裂縫處治方式，均能在加鋪罩面后，不同程度地抑制裂縫法向維度的開裂行為，從而起到抑制反射裂縫的作用。但開槽灌縫方式的抑制能力無法與聚酯玻纖布和抗裂貼、玻纖格柵處理的裂縫相比，這是由其自身工藝的缺陷所導(dǎo)致。

(2)使用抗裂貼、聚酯玻纖布、玻纖格柵可以有效地抑制裂縫的反射，其使用壽命可達(dá)2年以上。

(3)對(duì)于原路面裂縫的處治，不建議使用條形挖補(bǔ)。條形挖補(bǔ)工藝存在缺陷，尤其是開槽槽壁附近的混合料壓實(shí)度難以保證，導(dǎo)致原有的裂縫會(huì)沿著最薄弱部位向上反射，形成1條變?yōu)?條的現(xiàn)象。