高速公路瀝青路面裂縫處治方案研究及評(píng)價(jià)

楊素通 郭 偉

（河南省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院股份有限公司， 河南 鄭州 450000）

0 概述

本條高速公路位于河南省中南部，于2004年12月建成通車，目前已運(yùn)營接近14年，路面類型為半剛性基層瀝青路面。自建成通車以來，高速公路管路處養(yǎng)護(hù)部門對(duì)其進(jìn)行了日常養(yǎng)護(hù)，多次分路段、分車道進(jìn)行微表處、精細(xì)化抗滑磨耗層等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)以及銑刨重鋪專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)等處治方法。但目前本路段路面狀況病害較全線其他路段最為嚴(yán)重，主要病害類型為橫向裂縫，以及由橫向裂縫發(fā)展而來龜裂，唧漿等病害；另一方面交通量（尤其重載車輛）日益加大，原有處治措施使用壽命越來越短，同時(shí)存在處治方法繁多、材料差異性大、實(shí)施路段過于分散、路面色差明顯，已嚴(yán)重影響道路行車舒適性以及耐久性[2]。

1 路面結(jié)構(gòu)

本條高速公路屬于半剛性基層瀝青路面，路面結(jié)構(gòu)如下：

表1 路面結(jié)構(gòu)

2 主要病害類型

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)路面破損調(diào)查統(tǒng)計(jì)，本項(xiàng)目路段路面典型病害主要表現(xiàn)為橫向裂縫、輪跡帶縱縫、龜裂以局部裂縫處伴隨唧漿、沉陷等。

2.1 橫向裂縫

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，本條高速公路橫向裂縫較多，以重度裂縫為主。部分的橫向裂縫都貫穿整幅路面，有的與縱向裂縫交匯后在交匯處形成塊裂、龜裂病害。通過對(duì)橫向裂縫進(jìn)行騎縫鉆芯檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)取芯發(fā)現(xiàn)：大部分橫向裂縫芯樣完全斷裂，裂縫貫穿整個(gè)面層，對(duì)應(yīng)基層也存在開裂。

2.2 縱向裂縫

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，本條高速公路縱向裂縫較多，主要沿行車道輪跡帶附近分布。路面縱向裂縫以荷載裂縫和施工接縫為主，其中荷載裂縫貫通面層，部分貫通基層；施工接縫主要集中于面層。

2.3 修補(bǔ)

本條高速公路日常養(yǎng)護(hù)及專項(xiàng)較頻繁，修補(bǔ)較多。

2.4 龜裂

經(jīng)調(diào)查全線龜裂較嚴(yán)重，多為輪跡帶龜裂。路面輪跡帶出現(xiàn)的龜裂、塊裂主要源于面層瀝青混合料老化以及重載交通的作用，路面龜裂、塊裂主要集中于瀝青面層。

2.5 唧漿

本路段部分橫縫及修補(bǔ)接縫處存在唧漿問題。唧漿主要為路面出現(xiàn)開裂后，雨水等沿裂縫滲入路面內(nèi)部，積滯在半剛性基層頂部，在行車荷載作用下產(chǎn)生動(dòng)水沖刷，將水泥穩(wěn)定砂礫基層的泥漿通過表面裂縫帶出至路表，形成唧漿。本路段所處地區(qū)降雨量較大，經(jīng)調(diào)查可知，層間結(jié)合普遍較差，雨水等通過路表面裂縫進(jìn)入基層后，產(chǎn)生沖刷而形成唧漿。

3 裂縫處治效果評(píng)價(jià)

3.1 裂縫處治技術(shù)

通過調(diào)研國內(nèi)及河南省常用高速公路瀝青路面裂縫處治技術(shù)[3]，在本條高速公路歷年專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)期間，針對(duì)典型病害，先后采用了U型槽、V型槽、焊縫、水泥注漿以及高聚物注漿等措施進(jìn)行處治，并對(duì)處治效果進(jìn)行了持續(xù)跟蹤，監(jiān)控，通過裂縫反射情況，評(píng)價(jià)其處治效果，并于2018年1月份進(jìn)行了集中鉆芯取樣，分析其裂縫處治工藝和易性以及裂縫反射原因。

3.2 裂縫處治效果跟蹤評(píng)價(jià)

1 焊縫

表2 項(xiàng)目歷年典型病害處治措施

2017年選取試驗(yàn)段進(jìn)行了焊縫處治，2018年1月份對(duì)焊縫處治試驗(yàn)段進(jìn)行跟蹤觀測(cè)和鉆芯檢測(cè)。

焊縫處治約半年后，道路表面有輕微的橫向反射裂縫。芯樣表明，焊縫膠對(duì)裂縫的粘結(jié)作用較好，但層間粘結(jié)較差，焊縫膠會(huì)大量填充于層間形成中間層，中間層對(duì)瀝青面層的粘結(jié)作用較好，對(duì)水泥穩(wěn)定碎石的粘結(jié)作用較差。

2. V型槽

2016年選取試驗(yàn)段進(jìn)行了V型槽處治，2017年1月份對(duì)焊縫處治試驗(yàn)段進(jìn)行跟蹤觀測(cè)和鉆芯檢測(cè)。

V型槽處治約半年后，橫向裂縫未反射至面層表面。芯樣表明，由于裂縫走向一般不是垂直于路面走向，V型槽施工時(shí)難以控制，造成實(shí)際開槽位置偏離裂縫實(shí)際位置，影響處治效果。

3. 復(fù)合碳纖維抗裂貼

2016年選取試驗(yàn)段進(jìn)行了復(fù)合碳纖維抗裂貼處治，2017年1月份對(duì)焊縫處治試驗(yàn)段進(jìn)行跟蹤觀測(cè)和鉆芯檢測(cè)。

復(fù)合碳纖維抗裂貼處治約半年后，面層表面局部輕微反射裂縫。芯樣表明，抗裂貼本身強(qiáng)度較高，但與瀝青面層的層間粘結(jié)性能較差。

4. 水泥注漿

往年養(yǎng)護(hù)專項(xiàng)過程中曾對(duì)唧漿處進(jìn)行水泥注漿處治，2017年1月份進(jìn)行跟蹤觀測(cè)和鉆芯檢測(cè)。

唧漿注漿處治試驗(yàn)段在注漿后未進(jìn)行銑刨重鋪，水泥在干縮及溫縮作用下，宜在表面注漿孔形成空隙，使水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，在長時(shí)間的荷載及水的綜合作用下，下雨天過后，已開始出現(xiàn)唧漿。芯樣表明，水泥漿多集中于層間，厚度約為1.5cm～2cm，并且裂縫已貫穿水泥凈漿層。

5. 高聚物注漿

2014年針對(duì)橫向裂縫選取了部分試驗(yàn)段進(jìn)行了高聚物注漿處治，2017年1月份進(jìn)行鉆芯及挖探實(shí)驗(yàn)。

高聚物注漿在試驗(yàn)段處治 2年后，裂縫已反射至面層。芯樣表明，裂縫內(nèi)高聚物含量很少，高聚物多集中在層間。

6. U型槽

2016年對(duì)部分重度橫向裂縫，沿垂直裂縫走向開U型窗處治，U型窗上部寬70cm，下部寬50cm，深至下面層頂，槽底粘貼抗裂貼，回填10cm瀝青砼后，銑刨上部4cm后，連續(xù)回鋪上面層瀝青砼。

U型槽橫截面為U型，裂縫底部不會(huì)形成普通開槽或矩形窗底部的應(yīng)力集中，避免了 2次人工接縫，有效的延緩了裂縫的反射。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，U型槽處治路段表現(xiàn)良好，路表面無反射裂縫。

4 結(jié)論

通過對(duì)試驗(yàn)道路不同裂縫處治技術(shù)處治效果跟蹤評(píng)價(jià)可以發(fā)現(xiàn)，不同裂縫處治技術(shù)均存在不同的局限性，主要問題可以歸納如下：

（1）不同病害應(yīng)選用不同的處治技術(shù)，面層類裂縫可以選用聚合物材料處治技術(shù)，基層類應(yīng)選用水泥材料類處治技術(shù)；

（2）V型槽和U型槽可以有效消解裂縫處的應(yīng)力集中現(xiàn)象，但是在開槽過程中，裂縫深度走向不明，極易偏離裂縫走向；

在實(shí)際裂縫處治技術(shù)選取過程中，應(yīng)根據(jù)交通量、降水等影響后期裂縫快速發(fā)展的因素不同，選取不同的裂縫處治技術(shù)。