瀝青路面裂縫成因與維修對策分析

楊稷棟

山西交通養(yǎng)護集團有限公司侯馬分公司（043000）

0 前言

在冬季，瀝青路面材料因溫度下降而收縮變形，產(chǎn)生溫度應力；當溫度應力超過路面材料的極限抗拉強度時，瀝青路面開裂。如果裂縫沒有及時修補，雨水滲入會使瀝青路面開裂部位破壞加劇，甚至會產(chǎn)生新的裂縫。裂縫產(chǎn)生初期對瀝青路面使用性能影響不大，但隨著裂縫的發(fā)展，瀝青路面的使用品質(zhì)會逐步降低。在雨水和地下水的侵蝕作用下，瀝青老化速度加快，逐步發(fā)展成為嚴重的龜裂、塊裂；交通荷載的重復作用進一步加劇裂縫的破壞程度，嚴重降低瀝青路面使用性能，使瀝青路面提前大修，造成嚴重的經(jīng)濟損失。

1 瀝青路面裂縫成因分析

1.1 反射裂縫成因分析

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，半剛性基層反射裂縫是比較常見的裂縫形式，是一種貫通橫縫。相關試驗結果表明，當半剛性基層相對ACI 值較低時很容易產(chǎn)生開裂，進而發(fā)展為反射裂縫。縮裂是半剛性基層的主要缺點，目前還沒有有效的防治措施。半剛性基層混合料存在礦料級配設計不合理、細集料含量不準確、水泥劑量過高、含水量高等問題，這些問題以及養(yǎng)護管理不合格等都會造成半剛性基層開裂。半剛性基層開裂會在瀝青面層底部產(chǎn)生拉應力，并在開裂處產(chǎn)生應力集中，當拉應力超過瀝青面層極限抗拉強度時，就會產(chǎn)生反射裂縫。由于冬季溫度較低，瀝青面層材料模量較大，很容易在應力集中位置產(chǎn)生反射裂縫。

1.2 溫縮裂縫成因分析

瀝青路面溫縮裂縫有兩種，一種是由于天氣變化，瀝青面層內(nèi)部的溫度應力超過瀝青混凝土的極限抗拉強度所產(chǎn)生的裂縫；一種是由于長期溫度變化而產(chǎn)生的疲勞裂縫。在溫度應力小于瀝青混凝土極限抗拉強度的情況下，長期反復作用導致瀝青面層產(chǎn)生疲勞裂縫。瀝青老化也會使瀝青混凝土極限抗拉強度下降，在溫度應力的作用下產(chǎn)生裂縫。

1.3 路基沉降裂縫成因分析

在瀝青路面使用過程中，由于路基施工質(zhì)量不合格、地基承載力不足等原因，路基會產(chǎn)生不均勻沉降，進而導致瀝青路面開裂。路基沉降裂縫主要有以下幾種形式:

1）涵洞兩端開裂、路基填挖結合部位開裂。這是由于施工過程中沒有進行嚴格的質(zhì)量控制，涵背回填質(zhì)量不合格、路基填挖結合部位處置不當造成的。涵背回填時，一次回填厚度過大，壓實質(zhì)量不合格，因而產(chǎn)生不均勻沉降；填挖結合部位時，未開挖臺階、回填壓實質(zhì)量不合格等原因都會造成結合部位產(chǎn)生橫向開裂。

2）路基縱向裂縫。這種形式的裂縫通常出現(xiàn)在拓寬部位、 半填半挖路段和新舊路交接的部分。在路基拓寬改建后沒有對填挖結合部位進行有效控制，在車輛荷載的作用下，雨水滲入等原因造成不均勻沉降，從而產(chǎn)生縱向裂縫。

3）路基沉降裂縫。地基為軟土地基，承載力低，在路基自重和車輛荷載作用下容易產(chǎn)生沉降變形，造成路基路面結構出現(xiàn)龜裂和塊裂。

2 瀝青路面裂縫維修對策

2.1 貼縫帶修補

貼縫帶是一種滾卷式阻裂防水隔膜，是在0.3 mm 厚的抗皺抗重載型聚丙烯材料上部涂抹2 mm厚的聚合物防水膜，通過碾壓后結合成為一個整體。貼縫帶外部使用硅油涂紙包裹，防止其防水膜在搬運過程中產(chǎn)生粘連破壞。貼縫帶抗拉強度高，黏度與韌性好，通常被用于半剛性基層裂縫的修補，可有效處治由車輛荷載和溫度應力造成的反射裂縫。由于貼縫帶黏度大，可以直接與基層表面材料結合為一個整體。貼縫帶有多種型號，可以滿足寬縫、窄縫、塊裂三種裂縫的修補需求。寬縫修補采用15 cm 寬的面層貼縫帶，通過灌縫處理后再進行鋪設；窄縫一般是施工縫開裂，通常采用8 cm 寬的面層貼縫帶；塊狀裂縫通常采用45 cm 寬的面層貼縫帶進行修補，根據(jù)路面的開裂情況進行拼接鋪設。

2.2 灌縫填封

采用普通瀝青和改性瀝青灌縫技術進行裂縫修補，因為瀝青材料容易老化、黏結性不佳，所以修補后容易在原位置重新產(chǎn)生開裂，維修效果差。隨著瀝青路面養(yǎng)護技術和養(yǎng)護材料的發(fā)展，密封膠灌縫技術取代了落后的瀝青灌縫技術。灌縫填封施工前對裂縫進行開槽、清理裂縫內(nèi)部的雜物，干燥后使用新型密封膠灌縫材料進行灌縫，最后進行修整。新型密封膠灌縫填封技術適用于非荷載型的溫度裂縫，不適用于因路基路面結構出現(xiàn)沉陷、翻漿而造成的瀝青路面塊狀裂縫。

2.3 壓漿法

壓漿法適用于寬度較大的縱向裂縫，這種裂縫通常出現(xiàn)在高填方路段，如不及時處置容易造成進一步破壞，影響行車安全。壓漿材料通常選用水泥凈漿、氰凝、丙凝等材料。壓漿施工前，使用環(huán)氧樹脂砂漿對裂縫表面進行封堵，沿裂縫方向布置注漿管；然后從裂縫一端開始施工，一次完成注漿工作。施工過程中，要擺放警示標志并進行交通管控；根據(jù)裂縫位置進行鉆孔，布置注漿管，按照施工要求制備壓漿材料；壓漿完成后進行堵孔，養(yǎng)護后開放交通。

2.4 封層、罩面修補法

對于開裂嚴重、存在大面積龜裂或塊狀裂縫的瀝青路面，應采用稀漿封層、罩面技術進行修補。稀漿封層采用現(xiàn)拌現(xiàn)鋪的方式，按照配合比將乳化瀝青、細集料、外加劑等材料拌和后均勻地攤鋪在瀝青路面上，形成厚度為0.5～0.6 cm 的薄層，達到修補裂縫的目的。

對于出現(xiàn)嚴重開裂或達到中修標準的瀝青路面，可以采用瀝青混合料罩面法對裂縫進行修補。施工前對瀝青路面進行徹底清理，然后噴射乳化瀝青粘層，撒布碎石和石屑，通過碾壓將骨料（50%~70%）嵌入到瀝青路面結構中，形成穩(wěn)定的結構層，從而完成裂縫修補。

3 瀝青路面裂縫防治措施

3.1 優(yōu)化基層結構

在半剛性基層結構設計中，為減少縮裂，選用水泥穩(wěn)定類基層或低劑量水泥穩(wěn)定性基層；選用抗沖刷性能好、干縮變形和溫縮變形小的半剛性基層材料；適當提高半剛性基層混合料中碎石的含量，以提高其整體穩(wěn)定性；適當降低半剛性基層混合料的水泥劑量。

3.2 設置應力吸收層

為了防止路面產(chǎn)生反射裂縫，在基層和面層之間設置應力吸收層，常見的應力吸收層有橡膠瀝青層、預制織物膜帶條、土工織物或土工格柵中間層等。應力吸收層可以吸收半剛性基層開裂后在基層和面層之間形成的應力，有效減緩或預防反射裂縫的產(chǎn)生。

3.3 原材料及配合比

瀝青材料的品質(zhì)與瀝青路面開裂有直接關系，在充分考慮高溫穩(wěn)定性的前提下，應優(yōu)先選擇低溫抗裂性較好的瀝青材料；同時，在穩(wěn)定度滿足施工要求的前提下，應優(yōu)先選用針入度較大的瀝青材料。另外，粘結力高、抗氧化性強、抗老化能力強的改性瀝青可明顯提高瀝青混合料的低溫開裂性，防止瀝青路面產(chǎn)生荷載裂縫和溫度裂縫。應選用形狀規(guī)則、表面粗糙、壓碎值高、質(zhì)地堅硬的骨料，以提高瀝青混合料骨架結構的穩(wěn)定性，從而減少瀝青路面開裂。嚴格進行瀝青混合料配合比設計，合理確定級配和油石比，以提高瀝青路面的使用性能。在條件允許的情況下，可選擇SMA 瀝青混合料或改性瀝青混合料，以提高瀝青路面結構的穩(wěn)定性，防止瀝青路面產(chǎn)生開裂破壞。

4 結語

瀝青路面開裂會降低路面使用性能、縮短道路使用壽命、造成路面結構提前進入大中修，增加了瀝青路面的運營管理成本。因此，要分析瀝青路面裂縫的產(chǎn)生原因，有針對性地制訂維修方案，及時恢復瀝青路面的使用性能。為了防止瀝青路面產(chǎn)生開裂破壞，可通過合理選配原材料、嚴格進行配合比設計、優(yōu)化基層結構、設置應力吸收層等方式提高瀝青路面基層和面層的穩(wěn)定性；在瀝青路面施工過程中，要加強質(zhì)量控制，嚴格進行基層和面層結構的質(zhì)量驗收。