瀝青路面裂縫及預防措施研究

李曉剛?李巧珍

摘 要：瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便等優(yōu)點，在我國公路修建中得以廣泛應用。但許多新建公路瀝青路面在建成早期便出現(xiàn)路面開裂情況，極大的影響了瀝青路面的使用年限。為此，本文在分析瀝青路面裂縫類型的基礎上，對其預防措施及注意事項進行了探討。

關鍵詞：瀝青路面；裂縫；預防措施

按瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因，裂縫可分成荷載型裂縫和非荷載型裂縫。荷載型裂縫主要由于路面設計不周或施工原因，結構層本身強度不足，不能適應日益增長的交通量及軸載作用而產(chǎn)生的強度裂縫，最初一般表現(xiàn)為縱向開裂，然后發(fā)展為網(wǎng)裂，由于我國普遍采用半剛性基層瀝青路面設計的前提下，這一類荷載裂縫并不是主要的。非荷載裂縫主要有兩種，一種是基層開裂在路面形成反射裂縫，一種是瀝青路面本身產(chǎn)生的低溫裂縫。我國新建高速公路早期路面開裂主要主要為非荷載裂縫，應該給予極大的重視。

1 瀝青路面裂縫的類型

瀝青路面裂縫按裂縫的形狀可分為縱向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫（龜裂）和不規(guī)則裂縫等四種型式。

（1）縱向裂縫

損壞特征：與道路中線大致平行的長直裂縫，有時伴有少量支縫。這類裂縫通常由路基、基層沉降、施工接縫質(zhì)量不能滿足要求或結構承載力不足而引起。路基、基層沉降引起的縱縫，通常斷斷續(xù)續(xù)，綿延很長。施工搭接引起的縱縫，其形態(tài)特征是長且直。結構承載力不足引起的縱縫多出現(xiàn)在路面邊緣，由于路基濕軟造成承載力不足，從而導致縱縫。

（2）橫向裂縫

損壞特征：與道路中線近于垂直的裂縫，有時伴有少量支縫。橫向裂縫多由路基、基層裂縫的反射或由路面低溫收縮造成，最初多出現(xiàn)于路面兩側，逐漸發(fā)展形成貫通路幅的橫縫。

（3）網(wǎng)狀裂縫（龜裂）

損壞特征：相互交錯的裂縫將路面分割成形似網(wǎng)狀或龜紋狀的銳角多邊形小塊，塊的尺寸小于50cm×50cm。網(wǎng)狀裂縫（龜裂）是行車荷載的重復作用而引起的疲勞裂縫，其最初形態(tài)是一條或幾條平行的縱縫，隨著荷載重復作用次數(shù)的增加，平行縱縫間出現(xiàn)了橫向、斜向連接縫，形成多邊的、銳角的、形似網(wǎng)狀、龜裂狀的裂縫型式。

（4）不規(guī)則裂縫

損壞特征：路面裂縫呈不規(guī)則形狀，塊的最長邊長小于100cm。不規(guī)則裂縫主要由面層材料的收縮和溫度的周期性變化所致。

2 瀝青路面裂縫預防措施

1、找準裂縫修補時機

裂縫修補時機的選擇非常重要 ，它關系到裂縫修補的成敗。對于季節(jié)性冰凍地區(qū)，瀝青路面裂縫在3月初至3月中旬 ，在路面即將解凍前明顯擴大。因此 ，修補裂縫的最佳時機為解凍前裂縫最大時，這樣可以防止路表面及裂縫內(nèi)存留的冰雪雨水融化后滲入縫內(nèi)破壞路基。

2、合理選用裂縫修補材料

密封膠。密封膠屬于聚合物改性瀝青材料 ，外觀為固體狀，使用前需要加熱成液體。密封膠在常溫和低溫時均有著較高的彈性 ，可隨著裂縫的脹縮而發(fā)生彈性變形，始終保持著密封作用，可長期、有效地密封瀝青路面的裂縫。 殼牌“克裂王”和韓國路保瀝青路面密封膠均屬于該類產(chǎn)品。

集料品種，集料與瀝青的粘附性對裂縫的產(chǎn)生影響很大，粘附性較小的話，瀝青與集料的結合力較低，瀝青混凝土的抗拉強度變小，抵抗溫縮應力的能力就較低，裂縫就容易形成。

瀝青用量，一般來說，瀝青用量的增加，混合料的應力松弛性能提高，但是混合料的收縮應變也會相應增大。

礦料組成級配，不同級配組成的混合料的溫度應力增長規(guī)律有較大的差異，粒徑粗的，空隙率大的混合料內(nèi)部微空隙較多，應力松弛極限溫度降低，使溫度應力有所減??；由于瀝青混合料中加入了礦粉，瀝青與礦粉結合后將變得更加粘稠，抵抗低溫裂縫的能力將下降。

3、裂縫修補方法

（1）寬度小于6mm裂縫或輕微龜、網(wǎng)裂

方案：對寬度小于6mm裂縫用瀝青再生養(yǎng)護劑直接灌縫，對輕微龜、網(wǎng)裂用瀝青再生養(yǎng)護劑進行涂刷。

技術要求：1、裂縫。將縫隙刷掃干凈，并用壓縮空氣吹去塵土后，將瀝青再生養(yǎng)護劑直接灌入縫中，水分蒸發(fā)后，原灌滿的裂縫會出現(xiàn)空隙，再經(jīng)過6—10次反復灌注直到密實為止。2、輕微龜、網(wǎng)裂。病害刷掃干凈直接涂刷瀝青再生養(yǎng)護劑，直到裂隙填滿為止。施工時嚴禁雨天施工和破乳前被雨水沖刷。

（2）寬度大于6mm裂縫

方案：開槽法灌注密封膠。

施工流程如下：

開槽： 開槽的幾何尺寸對裂縫修補效果有較大的影響，開槽的寬深比（寬度與深度之比）越小，填縫料與裂縫兩壁的粘結力越容易損失，較大的寬深比可提高填縫料與裂縫兩壁的粘結力和增強裂縫的修補效果。一般寬深比為l：1.尺寸控制10mm～20mm之間。開槽時，開槽機的鋸片應調(diào)整到適當高度，刀片必須沿著裂縫的走向進行切縫，槽口應保持規(guī)則形狀。

清理：清槽和松散的碎料清理干凈，以提高粘結力。

烘槽：必要時須用火焰槍對槽口進行烘烤，烘烤時注意對溫度的控制，一般不得超過70℃。

備料：密封膠的加熱溫度應控制在200℃-210℃之間，出料溫度應高于180℃，溫度過高或過低均對處理效果不利。

灌膠：灌膠時要用壓力式灌縫機灌注，膠體灌入時應控制好灌縫機的走向，在灌好第一遍的5分鐘后再進行一次找平灌縫，并使裂縫表面形成T形密封層。注意控制灌入膠體的高度，如在氣溫相對較高的季節(jié)，膠體應該略高于路面（高出0.5-1毫米），氣溫低的季節(jié)，膠體應該略低于路面（0.5-1毫米）

開放交通：施工結束后開放交通時間一般為30min后，但如果在膠體表面撒上砂子或石粉，防止開放交通后車輪帶走灌縫料，這樣大約10分鐘便可開放交通。禁止在路面潮濕或溫度低于4℃的環(huán)境下施工，否則將會降低密封膠的粘合力，易造成脫落，影響施工質(zhì)量。開槽擴縫后應進行清縫處理，最好使用鼓風機并配合鋼絲刷把槽口內(nèi)的灰塵。

3 瀝青路面裂縫預防注意事項

在我國現(xiàn)階段修建的高速公路瀝青路面中，絕大多數(shù)采用水泥穩(wěn)定碎石等半剛性類材料修筑路面基層，然而，半剛性材料的缺點在于抗變形能力低，在溫度、濕度變化時易產(chǎn)生裂縫，裂縫處的應力集中現(xiàn)象使交通荷載產(chǎn)生在面層下部的拉應力比沒有裂縫的部位大，當該處集中的拉應力大于瀝青混凝土的極限強度時，瀝青面層也將在此處開裂。瀝青路面一旦出現(xiàn)裂縫就很容易導致水的下滲，當外荷載作用時在結構層內(nèi)部產(chǎn)生沖刷，從而導致裂縫發(fā)展加快，而半剛性類基層水穩(wěn)定性較差，極易產(chǎn)生水損害，造成基層松散破壞，最后導致路面結構性破壞，影響路面的使用功能。

1、選用抗沖刷能力好，干縮、溫縮系數(shù)小、抗拉能力高的半剛性材料作基層，最好使用溫度膨脹系數(shù)低的骨料；對采用水泥作為無機結合料的半剛性基層，在保證強度的同時盡量降低水泥劑量；從而降低基層本身的收縮裂縫的產(chǎn)生機率。

2、在基層和面層之間設置土工織物、土工格柵中間層或在基層上加鋪一層稀漿封層作為應力吸收層，使基層裂縫處的應力集中通過中間層的吸收擴散，從而均勻的傳遞到瀝青面層。優(yōu)化半剛性基層配合比，盡量降低細集料的摻配比例，從而降低干縮裂縫的產(chǎn)生。

3、控制半剛性基層碾壓時的含水量為最佳含水量的0.9倍，壓實度達到規(guī)范要求，碾壓完成后要及時保濕養(yǎng)護，防止基層干曬，養(yǎng)護結束后，立即噴灑瀝青乳液，做成透層或粘層，然后盡快鋪瀝青面層。對分層攤鋪的基層，應該使上下層之間接縫位置錯開34m。

4、在我國現(xiàn)階段瀝青面層高速公路中，基層一般分三層攤鋪，因此在攤鋪上一層基層時必須對下承層出現(xiàn)的裂縫進行處理，應該將裂縫鑿成1cm寬2cm深的槽，灌入改性乳化瀝青，然后在裂縫上覆蓋土工布或土工格柵；施工時應準確記錄裂縫位置，以后攤鋪更上一層結構層時都必須在此位置鋪設土工布或土工格柵進行補強。

5、施工時嚴格控制攤鋪和碾壓溫度，施工組織必須緊密，大風和降雨時停止攤鋪和碾壓；宜采用全路寬多機全幅攤鋪，以減少縱向接縫。橫向接縫施工前要涂刷粘層油并用攤鋪機熨平板預熱，保證接縫兩端連接緊密。攤鋪時上下層之間縱向接縫位置應錯開15cm（熱接縫）或3040cm（冷接縫）以上，橫向接縫均應錯開1m以上。

4 結束語

綜上所述，目前，半剛性基層的瀝青路面是我國高等級公路普遍采用的主要結構形式。但由于瀝青材料自身的特性以及施工中不可避免的存在各種問題，瀝青路面裂縫是一個普遍存在的結構頑疾，一直無法得到徹底解決。但實踐證明：通過改善原材料性能、采用適宜的配合比、在施工中采取各種行之有效的措施，就能夠有效減少瀝青路面上出現(xiàn)的各種裂縫數(shù)量，大大地減緩裂縫出現(xiàn)的時間，延長瀝青路面的使用壽命。由于瀝青路面結構比較復雜，各種類型的裂縫都可能產(chǎn)生，這就要求我們在施工前進行認真調(diào)查研究，分析各種裂縫的類型，找出裂縫的成因，分析裂縫形成的機理，然后制定出切實可行的防治措施，確保施工質(zhì)量。

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