芻議瀝青路面裂縫成因分析及防治措施
黎富春
摘 要：本文根據(jù)高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合瀝青路面裂縫情況，系統(tǒng)分析裂縫的成因，針對(duì)裂縫的不同成因，提出技術(shù)防治措施，為以后的路面裂縫處治提供新的經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞：高速公路；路面裂縫；修補(bǔ)處治技術(shù)

一、 路面裂縫類型及原因分析
瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式多種多樣。影響瀝青路面裂縫的主要因素有：瀝青質(zhì)量和瀝青混合料的性質(zhì)、基層材料的性質(zhì)、氣候條件(特別冬季氣溫的變化及其變化幅度)、交通量和車輛類型以及施工質(zhì)量等。瀝青路面上出現(xiàn)的裂縫，按其成因及開裂的形式主要分為縱向裂縫和橫向裂縫、網(wǎng)狀（或龜裂）裂縫和塊狀裂縫四種類型。
(一) 縱向裂縫
縱向裂縫是與道路中心線大致平行的長(zhǎng)直裂縫，有時(shí)也伴有少量的支縫�？v向裂縫是由路基壓實(shí)不均勻、路面不均勻沉陷或者施工接縫質(zhì)量或者結(jié)構(gòu)承載力不足引起的。不均勻沉陷引起的縱向裂縫通常斷斷續(xù)續(xù)綿延很長(zhǎng)；由瀝青面層分幅攤鋪時(shí)，兩幅接茬搭界處質(zhì)量不良引起的縱向裂縫長(zhǎng)且直：而結(jié)構(gòu)承載力不足引起的縱向裂縫則多位于道路邊緣。
(二) 橫向裂縫
橫向裂縫是與道路中心線近乎垂直的裂縫，有時(shí)也伴有少量的支縫。導(dǎo)致路面橫向裂縫有多種原因，如溫度變化、地基變形、半剛性基層反射裂縫、行車荷載疲勞裂縫等。按其成因不同，橫向裂縫又可分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫兩大類。荷載型裂縫首先在路面的底面發(fā)生，在車輛荷載反復(fù)作用下，裂縫逐漸向上擴(kuò)展至表面，它反映在面層上往往不是單獨(dú)的、稀疏的或較有規(guī)則的裂縫，而是稠密的、有時(shí)是互相聯(lián)系的裂縫。非荷載型裂縫是橫向裂縫的主要形式一般比較規(guī)則，每隔一定距離產(chǎn)生一道裂縫，裂縫間距大小取決于當(dāng)?shù)貧鉁睾蜑r青面層與半剛性基層材料的抗裂性能。氣溫高、日溫差變化小、面層和基層材料抗裂性能好的路段，一般間距較大，且出現(xiàn)裂縫的時(shí)間也較晚。
(三) 網(wǎng)狀裂縫
 網(wǎng)狀(或龜裂)裂縫是一種相互交錯(cuò)的裂縫，將路面分成網(wǎng)狀或形似龜紋的銳角多邊形小塊，塊的尺寸小于50cm*50cm。它最初表現(xiàn)為一條或幾條平行的縱縫，在荷載的重復(fù)作用下，平行縱縫間產(chǎn)生橫向或斜向連接縫，逐漸擴(kuò)展成網(wǎng)狀(或龜裂)裂縫。
(四) 塊狀裂縫
塊狀裂縫近于直交裂縫，把路面分割成近似矩形的塊狀，塊的尺寸約在50cm*50cm～300cm*300cm之間。塊狀裂縫有時(shí)是大面積出現(xiàn)的，尤其是在交通量很小的路面上。塊狀裂縫的出現(xiàn)，標(biāo)志著瀝青已顯著老化。
二、 瀝青路面裂縫綜合處治技術(shù)簡(jiǎn)介及作用
瀝青路面裂縫修補(bǔ)方法很多，一般可根據(jù)裂縫的寬度和深度確定具體的修補(bǔ)工藝。針對(duì)我國(guó)高速公路的裂縫病害，結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的對(duì)裂縫的處理方法，研究總結(jié)出了一套行之有效的裂縫病害處理方法，即裂縫綜合處理法，裂縫綜合處理法對(duì)熱瀝青澆注法、稀漿封層法、貼封帶法和機(jī)械灌注法等方法進(jìn)行了綜合運(yùn)用，并從工藝、材料上對(duì)這些方法進(jìn)行了較大程度的改進(jìn)，能夠從路面深層出發(fā)，對(duì)裂縫病害進(jìn)行根本上的治理。裂縫綜合處理法主要包括改性環(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法和高性能改性環(huán)氧砂漿填補(bǔ)法，這兩種方法都是對(duì)熱瀝青澆注法、稀漿封層法和機(jī)械灌注法等幾種方法的綜合運(yùn)用和改進(jìn)。具體工藝如圖：
灌縫施工示意圖

(一)改性環(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法
是針對(duì)寬度約為2～5mm且未出現(xiàn)唧漿的裂縫所采用的方法。施工時(shí)在裂縫旁邊鉆孔，然后使用灌縫機(jī)經(jīng)過針頭以約1～10MPa的壓力將改性環(huán)氧樹脂灌縫膠自下而上地注入裂縫，待灌縫膠干燥后再在裂縫外層進(jìn)行霧封層施工。通過霧封層施工，在裂縫外層以裂縫為中心寬度約1.5～2m的范圍內(nèi)形成了一層厚約1mm的改性瀝青防水保護(hù)膜，對(duì)主裂縫附近的輕微裂縫進(jìn)行了很好的填充和封閉作用，并使以主裂縫為中心較大范圍的路面的防水、防老化和抗滑性能得到了提高，從而不僅使整條裂縫得到根本的治理，而且使裂縫附近整個(gè)區(qū)域的防水、防老化和抗滑性能得到了提高，大大減小了裂縫再次遭受水損害等病害破壞的可能性，從較大的范圍上使裂縫在處理后形成了一個(gè)整體防護(hù)區(qū)域，其路用性能得到極大的提高。
(二) 高性能改性環(huán)氧砂漿填補(bǔ)法
是針對(duì)已出現(xiàn)唧漿等破壞較為嚴(yán)重的裂縫所采用的治理方法。出現(xiàn)唧漿的裂縫，裂縫兩邊的瀝青混合料已經(jīng)較為松散，且瀝青路面層下部已經(jīng)遭到破壞，需要開挖后使用改性環(huán)氧砂漿進(jìn)行填補(bǔ)。開挖坑槽填補(bǔ)環(huán)氧砂漿后，外層再使用霧封層進(jìn)行處理，對(duì)微裂縫進(jìn)行填補(bǔ)。
高性能改性環(huán)氧砂漿填補(bǔ)法是將改性環(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法和開挖后填補(bǔ)環(huán)氧砂漿兩種方法結(jié)合起來使用，內(nèi)外結(jié)合，不僅將裂縫深層使用改性環(huán)氧樹脂灌縫膠進(jìn)行填充，而且開挖掉裂縫表層已松散的瀝青混合料，使用粘結(jié)能力極強(qiáng)的環(huán)氧砂漿進(jìn)行填補(bǔ)，對(duì)裂縫進(jìn)行填充和封閉，因此能從根本上解決裂縫唧漿的問題，裂縫經(jīng)治理后不會(huì)出現(xiàn)反復(fù)唧漿的問題。
三、綜合裂縫處治工藝工藝流程
（一）改性環(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法施工工藝流程
（1）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置施工標(biāo)志、路錐,設(shè)專人指揮交通,并根據(jù)施工進(jìn)度隨時(shí)移動(dòng)施工標(biāo)志、路錐；
（2）使用高壓風(fēng)機(jī)清掃裂縫表面塵土和雜物，若裂縫中有少量殘余水分可使用熱風(fēng)機(jī)吹干；
（3）做好輔助設(shè)施的防護(hù)工作 ：在舊路上的標(biāo)線，防撞欄等設(shè)施上張貼膠紙保護(hù)膜，避免施工時(shí)受到污染，施工后清除；
（4）使用沖機(jī)鉆沿著裂縫鉆孔，在裂縫兩邊每隔約20cm均勻鉆孔，同時(shí)用高壓風(fēng)機(jī)吹開所鉆出的粉塵，在孔眼中插入膨脹針頭（帶有橡膠圈的針頭）；
（5）使用改性環(huán)氧樹脂封縫膠均勻涂抹于裂縫外層，對(duì)裂縫進(jìn)行封閉，每隔約10cm可預(yù)留一個(gè)排壓處，使高壓灌縫作業(yè)中多余的壓力和灌縫膠被排出，使瀝青路面層得到了保護(hù)，不會(huì)受到壓力的影響。改性環(huán)氧樹脂封縫膠涂抹后約1小時(shí)后干燥固化，可進(jìn)行下一步施工；
（6）將雙組分改性環(huán)氧樹脂灌縫膠按比例混合攪拌均勻，將其加入高壓灌縫機(jī)中，將高壓灌縫機(jī)出料口與針頭相連接，加壓使灌縫膠從下而上注入裂縫，當(dāng)灌縫膠從排壓處排出時(shí)即可認(rèn)為裂縫已灌滿，停止灌注；
（7）拔出膨脹針頭并用清洗劑進(jìn)行清洗，使用改性環(huán)氧樹脂封縫膠填補(bǔ)孔眼；
（8）約3～5小時(shí)后，改性環(huán)氧樹脂灌縫膠基本干燥固化后，對(duì)路面進(jìn)行清理，再進(jìn)行霧封層施工。
（9）養(yǎng)生，正常施工后進(jìn)行6小時(shí)左右的固化養(yǎng)生。
（二）高性能改性環(huán)氧砂漿填補(bǔ)法施工工藝流程
（1）根據(jù)交標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置施工標(biāo)志、路錐,設(shè)專人指揮交通,并根據(jù)施工進(jìn)度隨時(shí)移動(dòng)施工標(biāo)志、路錐；
（2）使用電錘沿裂縫開挖已松散的瀝青混合料，開挖深度約4～5cm，即開挖掉瀝青路面上面層（對(duì)破壞較嚴(yán)重的裂縫也可相應(yīng)開挖的深一些），開挖寬度約為10～20cm；
（3）使用高壓風(fēng)機(jī)清理裂縫深層的泥漿和水，若泥漿較多可加入適量水反復(fù)清洗吹干，直至將泥漿清理干凈為止，可配合使用熱風(fēng)機(jī)吹干裂縫種的水分；
（4）泥漿清理干凈后使用前文所述的改性環(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法對(duì)深層裂縫進(jìn)行處理；
（5）使用鋼絲刷對(duì)開挖的坑槽進(jìn)行打磨，使用高壓風(fēng)機(jī)清理干凈粉塵；
（6）將拌制好的環(huán)氧砂漿填補(bǔ)進(jìn)坑槽內(nèi)，使用刮板刮平；
（7）約3～5小時(shí)后，待改性環(huán)氧樹脂灌縫膠和環(huán)氧砂漿基本干燥固化后，對(duì)路面進(jìn)行清理，再進(jìn)行改性乳化瀝青封層施工。
（8）養(yǎng)生，正常施工后進(jìn)行6小時(shí)左右的固化養(yǎng)生。
（三）霧封層施工工藝流程
（1）清灰：用高壓吹風(fēng)機(jī)配合清理機(jī)清除瀝青砼構(gòu)造深度中的灰塵和沙土，正向和反向各清理一次，恢復(fù)原構(gòu)造深度；
（2）做好輔助設(shè)施的防護(hù)工作 ；在舊路上的標(biāo)線，防撞欄等設(shè)施上張貼膠紙保護(hù)膜，避免受到防護(hù)液的污染，施工后清除；
（3）先重點(diǎn)處理裂縫區(qū)域；
（4）整體用撒布車噴灑第一遍 ：表面允許有輕微的聚積現(xiàn)象利于滲透；
（5）人工用工具進(jìn)行起泡和修整作業(yè)；
（6）材料未固化前，用高壓風(fēng)機(jī)吹趕一遍路面。
（7）人工緊跟修整；
（8） 對(duì)部分太光滑的路段由人工涂布PM-3材料，增大粗糙度。
（9）養(yǎng)生：正常施工后進(jìn)行6小時(shí)左右的固化養(yǎng)生。
四、 結(jié)語
高速公路瀝青路面裂縫是一項(xiàng)經(jīng)常性任務(wù)，應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)，提倡預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，不斷采用新材料、新技術(shù)，建議采用性能優(yōu)良的密封膠材料對(duì)路面裂縫進(jìn)行處理。如何改進(jìn)裂縫修補(bǔ)工藝，提高修補(bǔ)質(zhì)量，延長(zhǎng)路面使用壽命是我們急待解決的重要問題�？傊�要想保證灌縫質(zhì)量和壽命就必須滿足三個(gè)條件 ：(1)灌縫材料應(yīng)具有良好的粘結(jié)力；(2)低溫狀態(tài)下具有優(yōu) 良的延伸性和彈性；(3)灌縫材料應(yīng)具備持久的抗老化和抗疲勞能力。
 

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