秦澤豹

（中交遠(yuǎn)洲交通科技集團(tuán)有限公司，河北 石家莊 050037）

0 引言

瀝青路面因其平整度好、整體性強、便于維修等優(yōu)點，在新建和改造的公路中得到了廣泛的應(yīng)用[1-5]。由于我國交通情況復(fù)雜，瀝青路面受到各種車輛荷載和外界因素的影響，導(dǎo)致性能劣化，產(chǎn)生各種病害，從而影響瀝青路面使用壽命。

裂縫是瀝青路面的主要病害類型，當(dāng)瀝青路面產(chǎn)生裂縫時，裂縫尖端的應(yīng)力集中現(xiàn)象會進(jìn)一步加劇裂縫發(fā)展，最終影響路面結(jié)構(gòu)層，加速道路路面性能下降[6]。因此，裂縫的產(chǎn)生機理、防治措施和修復(fù)技術(shù)成為工程技術(shù)人員關(guān)注的熱點問題。

本文根據(jù)已有的研究成果，對瀝青路面的裂縫成因進(jìn)行分析，闡明了瀝青路面裂縫的防治關(guān)鍵點和常用的修復(fù)技術(shù)，可為工程技術(shù)人員提供參考。

1 瀝青路面裂縫類型及成因分析

隨著道路投入運行時間的增長，無論是柔性基層還是半剛性基層的瀝青路面均會產(chǎn)生裂縫。根據(jù)產(chǎn)生機理的不同，裂縫的類型可分為荷載裂縫、溫度裂縫和反射裂縫。

1.1 荷載裂縫

車輛荷載的長期作用是導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生荷載型裂縫的重要因素，形成荷載型裂縫的機理主要有兩種。

（1）車輛荷載的連續(xù)作用，導(dǎo)致基層的拉應(yīng)力降低。當(dāng)車輛荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于基層材料的拉應(yīng)力時，底部開裂，之后隨著車輛荷載的持續(xù)作用，底部裂縫反射至上部，致使瀝青面層開裂。

（2）在車輛荷載作用下，其輪跡與瀝青路面交界邊緣會產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力，形成路表縱向裂縫。調(diào)查表明，車輛荷載作用下產(chǎn)生的裂縫也可以是從路面往基層發(fā)展，不一定是由基底向路面發(fā)展。

瀝青路面荷載裂縫產(chǎn)生的主要因素包括結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、施工質(zhì)量差、材料性能不足等。典型的荷載型裂縫如圖1所示。

圖1 荷載裂縫示意圖

1.2 溫度裂縫

瀝青路面的橫向裂縫（如圖2所示）大都是溫度裂縫，分為低溫開裂和溫度疲勞開裂兩種情況。

圖2 溫度裂縫示意圖

（1）低溫開裂一般是因為交通路面晝夜溫差大造成的。當(dāng)溫度突然降低時，雖然瀝青路面的強度得到提升，但是其變形能力則會下降；溫度的降低，還會使瀝青路面面層和底層產(chǎn)生溫度梯度，導(dǎo)致路面面層和底層分別產(chǎn)生拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。在正常的溫度范圍內(nèi)，瀝青路面變形產(chǎn)生的應(yīng)力能夠隨時間松弛，但是較快降溫，使瀝青路面產(chǎn)生的應(yīng)力不能及時得到松弛，加上強度增加導(dǎo)致的變形能力下降，綜合作用之下，產(chǎn)生裂縫。

（2）溫度疲勞開裂一般發(fā)生在溫度不是很低，但是變化較頻繁的地區(qū)。高低溫循環(huán)變化的情況下，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力會使瀝青混合料的勁度模量和極限拉伸應(yīng)變能力下降，應(yīng)力松弛能力降低。因此在溫度不是很低的情況下產(chǎn)生裂縫，并隨著路齡的增長，裂縫不斷增加。

1.3 反射裂縫

瀝青路面產(chǎn)生反射裂縫的根本原因是交通荷載作用下的拉應(yīng)力和溫度變化作用下的收縮應(yīng)力耦合作用，在基層產(chǎn)生應(yīng)力集中，當(dāng)拉應(yīng)力超過基層的抗拉強度時，瀝青路面基層開裂，并逐步向上擴展，形成反射裂縫。

2 瀝青路面裂縫的預(yù)防措施

瀝青路面基層需要在原材料、瀝青層厚度、集料拌和等方面采取有效措施，才能有效預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。

2.1 優(yōu)選材料

集料方面，為了確保基層表面的平整度和均勻性，避免表面離析，不建議采用粒徑過大的粗集料。粗集料應(yīng)保證干燥、形狀規(guī)則、有較強的耐磨性和強度[7]。盡量選擇顆粒級配較好的細(xì)集料，能有效降低水泥混合料的水泥用量，提高穩(wěn)定性。

瀝青混合料方面，為了防止溫度裂縫的產(chǎn)生，要選擇松弛性較好的優(yōu)質(zhì)瀝青材料，可有效松弛瀝青路面因溫度變化而產(chǎn)生的應(yīng)力，保證瀝青層有較強的抗溫度變形能力，在滿足穩(wěn)定性的條件下，盡量選用針入度大的瀝青材料。

2.2 加強設(shè)計

瀝青層厚度應(yīng)該根據(jù)不同的地區(qū)選取對應(yīng)的厚度參數(shù)，一般在試驗路段按照規(guī)范要求進(jìn)行基層檢測，預(yù)防干縮裂縫和溫度裂縫的產(chǎn)生。

在瀝青路面中設(shè)置中間層，可有效防止基層裂縫延伸至其他結(jié)構(gòu)層，保證各個結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定。也可鋪設(shè)玻纖格柵，提高瀝青路面抗低溫開裂的能力，有效防止底層裂縫向路面反射。

在瀝青材料的拌和中可摻入其他材料，以增強瀝青路面抗裂能力。如摻入石棉纖維[8]材料可以有效防止溫度裂縫產(chǎn)生，使瀝青路面在較高的溫度下依舊能保持較好的穩(wěn)定性；摻入自愈合微膠囊[9]，使瀝青路面具有自愈合微裂縫的能力。

2.3 控制拌和

嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計要求控制水泥用量，水泥用量過少會降低瀝青路面的穩(wěn)定性，用量過大則會加快瀝青老化，提升開裂的風(fēng)險。

嚴(yán)格控制拌和料用水量，含水量過大不僅會使瀝青混合料難以壓實，還會將水泥漿等漿料提到碾壓層表面，造成底部漿料過少，大幅降低基層強度，容易產(chǎn)生裂縫，含水量過小則直接影響混合料的強度，難以碾壓密實，容易產(chǎn)生細(xì)小裂縫[10]。

拌和時，還應(yīng)該控制拌和時間在1min以上，確保瀝青混合料拌和均勻。

綜上所述，提高瀝青路面的抗裂能力，可以通過采取優(yōu)質(zhì)的原材料，設(shè)計方面采取有效的控制措施，如設(shè)置中間層和摻入其他材料等，以及控制拌和料的用量和拌和時間。

3 瀝青路面裂縫修補技術(shù)

采取有效的裂縫預(yù)防措施，能防止瀝青路面裂縫產(chǎn)生，但也很難實現(xiàn)完全不產(chǎn)生裂縫的情況。當(dāng)瀝青路面產(chǎn)生裂縫需要修復(fù)時，可采用的修復(fù)技術(shù)有無損貼縫技術(shù)、開槽灌縫技術(shù)、路面再生技術(shù)等，本文重點介紹無損貼縫技術(shù)和開槽灌縫技術(shù)。

3.1 無損貼縫技術(shù)

對于裂縫寬度小于5mm，破壞深度淺的瀝青路面，建議采用無損貼縫技術(shù)。該技術(shù)采用的自粘貼縫帶主要成分是高分子聚合物，其粘貼效果好、施工工藝簡單、修復(fù)開放交通時間快，是無損修復(fù)瀝青路面裂縫的常用技術(shù)，具體施工工藝如下：

（1）檢測裂縫寬度，根據(jù)測量的裂縫寬度，選擇采用的貼縫帶規(guī)格，通常對于寬度小于5mm的瀝青路面裂縫，采用規(guī)格為5cm的貼縫帶。

（2）依據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》JTG H30-2015[11]進(jìn)行交通路面的安全布控，設(shè)置專門的交通指揮人員和安全專員，要求相關(guān)的人員、材料、機器就位，各司其職。

（3）使用吹風(fēng)機、刷子等工具清潔和平整裂縫，使裂縫無凸起、松散或油痕等污物，以確保貼縫帶修復(fù)效果。如果裂縫寬度大于5mm，需先灌注高分子密封膠。

（4）將貼縫帶的隔離紙撕去，粘性面朝下，對準(zhǔn)裂縫中心線，將貼縫帶平整的貼上。之后用滾筒碾壓，直至貼縫帶熨貼至地面，以確保貼縫帶和路面合為一體。

（5）貼縫帶粘貼完成，無氣泡、褶皺，并將端部處理完畢后，即可開放交通。

需注意的技術(shù)要點：施工溫度低于15℃時，需要先刷膠或用柴汽混合油（柴油和汽油比例1:1）刷在裂縫兩側(cè)，再粘貼，或采用加熱方式進(jìn)行粘貼；不規(guī)則的裂縫，可將貼縫帶裁剪，按照裂縫走向進(jìn)行粘貼，在貼縫帶的重合處，形成80~100mm的重疊厚度。

3.2 開槽灌縫技術(shù)

對于裂縫寬度大于5mm，破壞深度較深的瀝青路面，建議采用開槽灌縫修補。該技術(shù)的原理是開槽使裂縫上部形成滲流通道，增加灌注材料和裂縫壁面的接觸面積，通過利用灌注材料自身的流動性和滲透性滲入深層裂縫，達(dá)到填補和修復(fù)路面裂縫的目的。開槽灌縫技術(shù)修補后的瀝青路面抗拉應(yīng)力、抗剪應(yīng)力和耐久性都能得到提高，是修復(fù)瀝青路面深度裂縫的主要技術(shù)，具體施工工藝如下：

（1）對檢測路段裂縫進(jìn)行調(diào)查，分析裂縫成因，對于寬度大于5mm的瀝青路面裂縫，采用開槽灌縫技術(shù)。

（2）調(diào)查該路段交通量，避免高峰期施工，依據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30-2015）進(jìn)行交通路面的安全布控，設(shè)置專門的交通指揮人員和安全專員，要求相關(guān)的人員、材料、機器就位，各司其職。

（3）采用開槽機沿瀝青路面裂縫進(jìn)行跟蹤開槽，切出規(guī)則整齊的槽口。

（4）采用吹塵機、鋼絲刷等工具，對槽口進(jìn)行清縫處理，將槽內(nèi)碎渣和裂縫兩側(cè)至少50cm范圍內(nèi)的污物清理干凈。

（5）用熱氣噴槍對裂縫縫隙進(jìn)行加熱除潮，除去潮氣的同時使裂縫產(chǎn)生熱接觸效應(yīng)，便于灌縫料和縫壁、縫底的粘結(jié)。之后用灌縫機將灌縫料填入裂縫中，使填縫料充盈飽滿并溢出1cm左右。

（6）一般在施工結(jié)束后15min可開放交通。

需注意的技術(shù)要點：禁止開槽機停頓或掉頭，控制瀝青路面開槽寬在1.5~2cm、深1~3cm；嚴(yán)禁在潮濕或溫度低于5℃時的條件下施工，否則會降低灌縫料的粘合力，造成脫落，影響施工質(zhì)量；應(yīng)注意控制施工溫度，如FG903填縫料，在175~190℃之間。

4 結(jié)束語

本文介紹了瀝青路面裂縫的類型及形成機理，分別闡述了瀝青路面裂縫的預(yù)防措施和修補技術(shù)，得出以下結(jié)論，供工程實際參考：

（1）原材料、設(shè)計方案、拌和料質(zhì)量均會影響瀝青路面的抗裂能力，在施工期間應(yīng)做好瀝青路面裂縫預(yù)防措施。

（2）裂縫寬度小于5mm的情況下，建議采用無損貼縫技術(shù)。

（3）裂縫寬度大于5mm的情況下，建議采用開槽灌縫技術(shù)。