淺談高速公路半剛性基層瀝青路面反射裂縫的修補(bǔ)

成小健

摘 要：本文介紹了反射裂縫的維修技術(shù)，重點(diǎn)是對(duì)重度裂縫的維修，提出了用瀝青穩(wěn)定碎石料換填破損半剛性基層的維修方法以及維修后的跟蹤觀測情況，值得參考。

關(guān)鍵詞：道路工程；半剛性基層；反射裂縫；維修技術(shù)

1、前 言

半剛性基層的干縮，溫度開裂引起的瀝青路面反射裂縫是瀝青路面裂縫的一種最主要類型。其產(chǎn)生的成因，普遍認(rèn)為是由于較高強(qiáng)度的半剛性基層可能會(huì)導(dǎo)致較大的干縮，溫度裂縫的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致面層產(chǎn)生反射裂縫，同時(shí)雨水會(huì)從裂縫中下滲，并積聚在面層與基層中間，出現(xiàn)基層唧泥現(xiàn)象，降低了瀝青路面層與半剛性基層間的連接狀態(tài)，從而加速了路面結(jié)構(gòu)的破壞。。

2、成因及癥狀描述：

總所周知，公路的結(jié)構(gòu)層從上之下一般為20—22厘米瀝青面層+（36—40厘米）厚（1—2層）水泥（或二灰）穩(wěn)定土（或碎石）基層+20厘米厚水泥穩(wěn)定土底基層。高速公路的兩層基層骨料一般情況采用碎石，以確保上基層原材料的級(jí)配及強(qiáng)度。

瀝青面層的抗拉強(qiáng)度是較低的，道路瀝青面層的裂縫形成主要是基層的反射裂縫，在基層產(chǎn)生裂縫后，在溫度和行車荷載作用下，裂縫逐漸反射到瀝青表面。經(jīng)施工現(xiàn)場觀察，路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似，主要以橫向裂縫居多，局部也有縱向裂縫，以下就兩種裂縫進(jìn)行分析：

2.1橫向裂縫：橫向裂縫是由于瀝青面層和基層、底基層溫度收縮造成的。這種裂縫一般不可避免。因?yàn)榛鶎?、底基層為半鋼性結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度，雖然整體性好、強(qiáng)度高、變形小，但對(duì)溫度變化的影響十分敏感，進(jìn)入10月份氣溫到了+5℃以下后開始收縮，在氣溫降到最低溫度-35℃左右時(shí)收縮到極值，產(chǎn)生最大極限裂縫。已有的研究表明：半剛性瀝青路面在重、輕冰凍地區(qū)產(chǎn)生裂縫的主要原因是溫度收縮，而溫度收縮又與半剛性材料的類型、材質(zhì)、成型溫度等因素有關(guān)，以下就橫向裂縫較嚴(yán)重的現(xiàn)狀進(jìn)行分析。

2.1.1基層底基層強(qiáng)度高導(dǎo)致橫向裂縫間距加大、加寬：基層底基層強(qiáng)度高導(dǎo)致半剛性瀝青面層結(jié)構(gòu)內(nèi)部抗拉應(yīng)力變大。在溫度逐步降低時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉應(yīng)力逐步增大，大于結(jié)構(gòu)的抗彎拉應(yīng)力時(shí)，溫縮裂縫產(chǎn)生。由于內(nèi)部抗拉應(yīng)力增大，內(nèi)部拉應(yīng)力的累計(jì)長度也增長，使裂縫間距變長，而結(jié)構(gòu)收縮量是一定的，裂縫間距長，則縫寬度必然大。這與我們觀察的道路現(xiàn)狀是一致的。

2.1.2基層未切縫或切縫未起到作用：第一條提到的原因可用基層切縫的辦法解決，如果采用5—10米的基層切縫，則可使溫縮裂縫間距同步降至5—10米，裂縫寬度亦可降至不影響道路面層質(zhì)量的寬度，但由于一些工程工期緊張或是作業(yè)人員為領(lǐng)會(huì)到切縫的真正意圖，在基層養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度不足時(shí)即切縫，在后期道路通行的情況下導(dǎo)致切縫重新閉合并板結(jié)，使切縫失去意義，此也是一個(gè)重要原因。

2.1.3我們知道半剛性瀝青路面結(jié)構(gòu)中骨料原材料中砂粒以上顆粒的溫度收縮性較小，粉粒以下的顆粒溫度收縮性較大，二灰砂礫中粉料多于水穩(wěn)砂礫，收縮系數(shù)亦大于水穩(wěn)砂礫。這也是高速公路反射裂縫較公路嚴(yán)重的原因之一。

2.1.4除產(chǎn)生裂縫的內(nèi)部因素（盡量減少細(xì)粒料，增大粗顆粒，控制顆粒級(jí)配，控制粉料用量）外，施工現(xiàn)場最低氣溫的控制是路面出現(xiàn)裂縫的重要原因。如果施工時(shí)氣溫偏低（等于或低于規(guī)范要求5℃），則強(qiáng)度上升慢，基層本身產(chǎn)生的強(qiáng)度，不足以克服溫差產(chǎn)生的收縮應(yīng)力，因而造成裂縫。這與我們修建的幾條道路情況是相符的。

2.2縱向裂縫分析其原因?yàn)椋褐饕梢驗(yàn)闉r青面層分幅攤鋪時(shí)，兩幅接茬未處理好，在行車載荷作用下，形成縱縫。路基中如存在病害也是縱縫的成因之一，如地下障礙物或軟基處理不當(dāng)?shù)鹊取?/p>

3、修補(bǔ)措施

3.1面層灌縫處理在裂縫出現(xiàn)早期，采取面層熱瀝青灌縫處理，一段時(shí)間內(nèi)能很好的防止裂縫繼續(xù)惡化，保護(hù)路面結(jié)構(gòu)層不被破壞。由于道路車流量逐年的不斷增加，加上不同季節(jié)的氣候因素，因此面層灌縫處理需周期性進(jìn)行，才能防止裂縫再次出現(xiàn)。

3.2裂縫開挖處理對(duì)于冒漿嚴(yán)重裂縫（裂縫寬度大于1.5cm），采取裂縫開挖封堵處理，在中面層以下選用大粒徑瀝青碎石做填補(bǔ)料（石料采用10～30mm的石灰?guī)r），能有效的防止基層裂縫再次引起面層開裂。此種方法修補(bǔ)后，一般不會(huì)再次出現(xiàn)反射裂縫。

3.3上述兩種方法如果效果不明顯，可能是地基出現(xiàn)了問題，還需對(duì)地基進(jìn)行特殊處理，控制其不均勻沉降后再行灌縫或裂縫開挖處理。

3.4、輕微裂縫的處理： 半剛性基層瀝青路面發(fā)生局部早期損壞是難免的，但必須及早進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)，即發(fā)現(xiàn)有縫寬<5mm的裂縫，目前一般采用壓縫帶或密封膠進(jìn)行灌縫處理，密封膠灌縫處理工藝流程為：用開槽機(jī)切出寬15mm-20mm，深20mm的縫→用吹風(fēng)機(jī)將碎料及雜物清理干凈→將密封膠用灌縫機(jī)的加熱設(shè)備加熱至190℃-200℃→用灌縫機(jī)將密封膠灌入裂縫內(nèi)，主要作用是阻止雨水的侵入，防止瀝青路面的進(jìn)一步破壞。

3.5、中度裂縫的處理：中度裂縫是界于輕微與重度裂縫之間的一種，主要表現(xiàn)為：裂縫寬度>5mm<8mm左右，但沒有唧漿現(xiàn)象。一種情況表現(xiàn)為有規(guī)則的一道裂縫，這種情況一般也可采用密封膠進(jìn)行灌縫處理；另一種表現(xiàn)為支縫較多，從表面看，好似2道或多道裂縫并行，縫間瀝青面多呈塊狀且松動(dòng)，但面層與基層中間沒有積聚雨水，在基層上只是有規(guī)則的干縮、溫度開裂，這種情況一般采用挖補(bǔ)進(jìn)行處理，處理的方法：一般先挖除瀝青面層，再在基層的裂縫上用密封膠灌縫，再沿基層裂縫粘貼抗裂貼，或鋪設(shè)玻纖格柵，然后再恢復(fù)瀝青面層。

3.6、重度裂縫的處理：重度裂縫主要表現(xiàn)為在裂縫上產(chǎn)生了唧漿、坑洞、網(wǎng)裂等現(xiàn)象，一般顯示半剛性基層已破壞，有的基層分裂成塊狀、松動(dòng)、脫落等，有的在面層與基層中有較多的雨水積聚。因此如何處治？在維修方案的選擇上，維修工藝上，都是值得探討的。

4、結(jié)語

使用瀝青穩(wěn)定碎石換填破損的半剛性基層，是一種嘗試，選擇此方案時(shí)，擔(dān)心換填的瀝青穩(wěn)定碎石基層強(qiáng)度不夠，由于交通量大，大噸位的車輛通行，可能出現(xiàn)下沉現(xiàn)象，但經(jīng)過一段時(shí)間的觀測，并沒有發(fā)現(xiàn)此種情況，也沒有發(fā)現(xiàn)如原來用雙快水泥及普通水泥拌和料修補(bǔ)時(shí)，在兩側(cè)聯(lián)結(jié)部位產(chǎn)生新的反射裂縫的現(xiàn)象，從目前的觀測來看，還未出現(xiàn)新的病害，當(dāng)然，還需進(jìn)一步觀測。值得一提的是，雖然半剛性基層路面很難避免反射裂縫，但必須高度重視做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，在發(fā)生輕微裂縫時(shí)，就應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灌縫、封縫等措施進(jìn)行處治，以避免擴(kuò)展到中度及重度裂縫，最后導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的破壞。