金宏雷，許孛皋，黃瑞三

（天津城建設(shè)計院有限公司深圳分公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

瀝青路面在車載、氣候、水溫的聯(lián)合作用下，會出現(xiàn)不同程度的開裂現(xiàn)象。路面裂縫的出現(xiàn)，一方面使得路面的連續(xù)性、整體性和美觀性遭到破壞；另一方面，由于過多的路表水進入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，會引發(fā)唧泥、塌陷、坑槽等病害?？梢?，路面裂縫的產(chǎn)生嚴(yán)重制約著路面的使用壽命和服務(wù)質(zhì)量。因此，為了控制路面早期損壞、提高公路服務(wù)質(zhì)量、延長使用壽命，有必要對瀝青路面現(xiàn)有裂縫進行及時而有效的修補。

路面裂縫的及時修補不僅可以減緩早期損壞的發(fā)生，提高公路的整體服務(wù)質(zhì)量；同時可以在一定程度上增強路面的局部強度和承載能力，保證路面的平整性和耐久性。瀝青路面的裂縫修補質(zhì)量受修補方法和灌縫材料的共同制約。合理選擇修補技術(shù)、灌縫材料以及修補時機，是決定瀝青路面裂縫修補效果的關(guān)鍵所在[1]。

1 修補技術(shù)簡介

瀝青路面裂縫修補工作的開展要兼顧開裂程度、工程造價以及施工水平等因素，選擇不同的處治手段和修補程序。具體的工作內(nèi)容應(yīng)包括修補方法的選擇、填縫形式的確定，以及修補材料的處理辦法[1，2]。

1.1 裂縫修補方法

瀝青路面應(yīng)按照“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的原則，采取有效的技術(shù)措施，加強日常養(yǎng)護，小修保養(yǎng)及季節(jié)性保養(yǎng)，對于瀝青路面裂縫要適時修補。一般可根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因、裂縫的寬度和深度采用不同的養(yǎng)護維修措施，同時也要考慮造價、施工機械等因素。目前，工程中較為常見的裂縫修補方法有熱熔型灌縫膠修補、貼縫帶修補和熱再生修復(fù)三種。

熱熔型灌縫膠修補工藝是目前行業(yè)中應(yīng)用較為普遍的瀝青路面裂縫修補技術(shù)，它針對瀝青路面已有裂縫，采用注入的方式將熱熔后的灌縫膠填入裂縫，依靠灌縫膠的粘結(jié)填補作用進行裂縫的修補。實踐證明：采用開槽式熱熔型灌縫膠修補工藝可以使灌縫膠與瀝青路面良好銜接，形成彈性伸縮縫性質(zhì)的拉伸效果，從而封閉路面雨（雪）水及雜物的侵入通道，延緩路面破損速度，達到預(yù)防性的養(yǎng)護效果。但采用熱融型灌縫膠不開槽灌縫通常失效率在50%以上。

貼縫帶是一種特制的路面裂縫粘結(jié)材料，加熱后即可融化。利用貼縫帶的熱熔性能在施工現(xiàn)場可以方便快捷的修補裂縫。但貼縫帶修補的施工速度較慢，貼縫帶材料的熱熔程度難以控制，且該方法僅適用于開裂較輕路段，所以在實際工程中貼縫帶修補技術(shù)應(yīng)用較少，一般作為日常的應(yīng)急性修補或臨時性修補，具有施工方便、附屬費用低的優(yōu)勢。

熱再生裂縫修復(fù)工藝的工作原理是采用100%高強度輻射熱加熱墻，先將瀝青路面加熱、耙松，然后噴灑乳化瀝青，使瀝青混合料再生；而后摻入熱的新混合料，用自帶的壓路機將其壓實。熱再生裂縫修復(fù)工藝需要借助大型熱再生設(shè)備開展裂縫的修補工作，該工藝能夠達到很好的表面修補效果，保證路面的平整度和整體性。但施工成本過高，初期設(shè)備投資較大，且無法消除裂縫底部尖端的應(yīng)力集中現(xiàn)象，使得修復(fù)后的路面會很快發(fā)生再次開裂，長期使用性能不足，一般不予采用。

對于上述三種處理裂縫的工藝，工程實踐中普遍認(rèn)為熱熔型灌縫膠修補工藝是最優(yōu)方法，也是工程實踐中應(yīng)用最多的養(yǎng)護維修方法。

1.2 填縫形式的影響

在采用熱熔型灌縫膠修補工藝進行瀝青路面修復(fù)工作時，填縫形式的選擇直接影響了裂縫的修補效果。美國Crafco公司推薦了A、B、C、D四種填縫構(gòu)造形式（見圖1），圖中所標(biāo)注的幾何尺寸可根據(jù)路面實際情況進行調(diào)整。

圖1 填縫構(gòu)造形式

根據(jù)SHRP H106項目研究證實，對路面裂縫作開槽貼縫式處理所產(chǎn)生的效果比無槽貼縫式處理的效果至少要好40倍。無槽貼縫式密封在車輛作用下，裂縫表面的貼縫層不斷受到磨損，裂縫內(nèi)的剩余填充物較少而無法起到封閉裂縫的作用，從而導(dǎo)致無槽貼縫式密封失效。所以在施工經(jīng)費有保證的情況下，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)槽貼縫式修補裂縫的方式。

美國Crafco公司建議：當(dāng)裂縫超過3mm時，應(yīng)采用開槽式封閉處理；當(dāng)裂縫小于3mm時，可采用簡單無槽貼縫式處理。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(jié)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(jié)力和增強裂縫的修補效果。一般寬深比為1∶1，尺寸控制在10～20mm之間，采用貼縫式工藝時，膠體應(yīng)在裂縫兩側(cè)形成50～100mm的長膠帶，膠帶高度不能超過3mm，這樣可延長密封膠的磨損時間。

有關(guān)文獻針對裂縫的不同情況給出了填封的處理意見（見表1）。

表1 不同裂縫的填封處理建議

綜合上述內(nèi)容可知，針對不同的路況和裂縫發(fā)展?fàn)顩r需要采取不同的養(yǎng)護修復(fù)措施。裂縫修補方法的選定受多方面因素制約，在治理過程中要綜合考慮裂縫類型、開裂程度、路面等級、施工季節(jié)、養(yǎng)護造價等因素，以保證路面的修復(fù)質(zhì)量。

2 灌縫材料簡介

對熱熔型灌縫膠修補工藝，目前市場上可以選用的灌縫膠有很多種，為保證瀝青路面裂縫修補效果，需對灌縫材料的性能進行限定和評價。

2.1 灌縫材料的性能

目前在灌縫修補裂縫方面國內(nèi)還沒有成文的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，美國經(jīng)大量試驗路研究提煉后的《用于瀝青路面裂縫密封用瀝青橡膠及橡膠改性瀝青的試驗技術(shù)指標(biāo)》見表2～3。我國用于水泥混凝土路面接縫的加熱施工式填封料的技術(shù)要求見表4。

表2 SHRP瀝青橡膠的實驗技術(shù)指標(biāo)

表3 SHRP橡膠改性瀝青的試驗技術(shù)指標(biāo)

表4 水泥混凝土接縫加熱施工式填縫料的技術(shù)要求

工程上除了要求填縫料具有一定的粘結(jié)能力和延展能力之外，還需要具備以下幾點性能要求[3]：

a）高流動性 即填縫料具有在裂縫內(nèi)克服阻力而流動的能力；

b）填充能力 即填縫料僅靠自重就可以填充到裂縫內(nèi)每一個角落的能力；

c）穿越能力 即填縫料在自重下流過狹窄間隙的能力；

d）抗老化性 即填縫料在水文綜合作用下的抗老化能力。

瀝青路面裂縫密封材料的技術(shù)要求在參考其它經(jīng)驗的基礎(chǔ)上還應(yīng)考慮試驗方法的可行性，由于其材料主要為改性瀝青和橡膠及聚合物類，因此可參考相應(yīng)的瀝青、乳化瀝青及其它材料的試驗內(nèi)容確定試驗方法，并結(jié)合路面性能要求明確適合的指標(biāo)要求及試驗檢測手段。

2.2 灌縫工藝流程

裂縫修補時機的選擇非常重要，它不僅決定了施工的難易程度，而且關(guān)系裂縫修補的效果，故要求裂縫修補工作一般選定在裂縫寬度較大、路面濕度較小時進行。在保證裂縫修補材料充分填充空隙的同時，要防止裂縫內(nèi)留存過多的冰雪或雨水。

一般來說，對于季節(jié)性冰凍地區(qū)，每年的3月10日～15日為修補裂縫的最佳時機。對于南方無冰凍地區(qū)，修補工作應(yīng)安排在雨季來臨之前，同時要求裂縫基本處于全部張開狀態(tài)的季節(jié)（例如春季）。

灌封工藝流程及工作要點如圖2所示。

圖2 灌封工藝流程圖

3 修補試驗驗證

為了深入研究“熱熔型灌縫膠修補工藝”修補裂縫的實際效果，本文選用四種常用的灌縫材料進行了相關(guān)研究。

3.1 試驗設(shè)計

本研究選擇以下四種灌縫專用膠進行試驗研究：美國Crafco密封膠、鞍山森遠灌縫膠、辛美來亞密封膠和百合密封膠。

為了較為全面的評定幾種灌縫膠的性能，需要對各組材料進行室內(nèi)的高溫粘附性測試。由于瀝青材料與集料間的高溫粘附性指標(biāo)尚無成型的規(guī)范和試驗規(guī)程進行指導(dǎo)，所以需要自行設(shè)計一套合理可用的試驗流程。筆者參照《公路工程瀝青及瀝青混合料實驗規(guī)程（JTJ 052—2000）》中“瀝青與粗集料的粘附性試驗（T 0616—1993）”，設(shè)計“測定灌縫膠高溫粘附性”的具體流程和要點如下[4-6]：

a）取粒徑為19mm的集料16個，用潔凈水洗凈，置于105℃的烘箱中4h烘干備用；b）將大燒杯中盛水，置于加熱爐上煮沸備用；c）將烘干后的集料用細(xì)鐵絲逐個系牢，再置于105℃的烘箱中1h，備用；d）用壁紙刀分別割取約量為300ml的修補膠，放于標(biāo)記好的鐵杯中，連同鐵杯一起放于180℃的烘箱中，烘烤2h；e）逐個取出加熱的礦料顆粒用鐵絲提起，浸入灌縫膠試樣中45s后，輕輕拿出，使集料顆粒完全為灌縫膠膜所覆蓋，每種灌縫膠做4個集料，需要做好標(biāo)記；f）將裹覆膠膜的集料顆粒懸掛于試架上，在室溫下冷卻15min，需要在試架下鋪墊一張紙，使多于的瀝青流掉；g）待集料顆粒冷卻后，逐個用線提起，浸入盛有煮沸水的大燒杯中央，調(diào)整加熱爐使燒杯中的水保持微沸狀態(tài)，但不允許有沸開的泡沫；h）浸煮3min后，將集料從水中取出，觀察礦料顆粒上膠膜的剝落程度，并按《公路工程瀝青及瀝青混合料實驗規(guī)程（JTJ 052—2000）》中的評定方法進行粘附性等級的評定。

3.2 粘附性評價

按照“測定灌縫膠高溫粘附性”的試驗方法，對四種灌縫材料進行試驗評定，結(jié)果見表5。

表5 水泥混凝土接縫加熱施工式填縫料的技術(shù)要求

由試驗評定結(jié)果可知，四種灌縫膠的粘附性等級都很高。僅靠粘附性等級難以區(qū)分灌縫材料的優(yōu)劣，需要綜合考慮其熔點、彈性、純度、耐久性等因素。

在試驗過程中發(fā)現(xiàn)：Crafco密封膠的熔點較低，百合密封膠的熔點最高；常溫下Crafco密封膠的延伸性較好，彈性恢復(fù)率較好，辛美來亞密封膠的粘性較高，很難切割；Crafco密封膠純度最高，百合密封膠中含雜質(zhì)最多。

粘附性試驗用試件放置7d后觀察發(fā)現(xiàn)：Crafco密封膠、森遠密封膠試件表面粘附性仍舊很強；百合密封膠試件表面較為平滑；辛美來亞密封膠試件的表面粘附性很強，但表面的膠層用手可以使其剝離，說明其粘附性有待提升。

4 結(jié)語

為了保證瀝青路面良好的使用性能，有效解決路面早期病害，養(yǎng)護管理單位必須科學(xué)地認(rèn)識預(yù)防性養(yǎng)護的重要性，并結(jié)合所管養(yǎng)道路的實際情況，做好預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的應(yīng)用，加強對路面現(xiàn)狀的跟蹤監(jiān)測，預(yù)防科學(xué)手段和評價標(biāo)準(zhǔn)，選擇最佳時機和適宜方案，實現(xiàn)養(yǎng)護自治措施前置，從而提高道路的服務(wù)質(zhì)量與使用壽命。

瀝青路面裂縫修補的效果與材料的選擇、裂縫封閉處理設(shè)計和施工工藝等有密切的關(guān)系，所以，在裂縫修補過程中，應(yīng)選擇優(yōu)良的灌縫材料，盡量采用開槽貼縫式處理設(shè)計，優(yōu)化施工工藝，提高裂縫修補的成功率，從而延長瀝青路面的壽命。

[1]曾勇軍，謝兆星.瀝青路面裂縫修補技術(shù)探討[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006，（11）：121-124.

[2]張泉，鞠蔚，李春雷.瀝青路面裂縫修補技術(shù)的綜合研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2007，（11）：60-62.

[3]楊曙嵐，林毅，吳寧，等.瀝青路面裂縫修補材料的性能指標(biāo)探討[J].現(xiàn)代交通技術(shù)，2008，（10）：10-13.

[4]趙暉.淺議瀝青與集料的粘附性[J].北方交通，2008，（11）：24-26.

[5]張雷.瀝青組分對瀝青與集料粘附性影響的研究[J].北方交通，2009，（1）：44-46.

[6]趙可，原健安.聚合物改性瀝青對礦料的粘附性研究[J].中國公路學(xué)報，2000，（4）：8-12.