浅谈公路沥青路面裂缝修补技术

摘要：笔者首先分析了沥青裂缝的类型以及常见的裂缝修补技术，最后就裂缝修补的施工工艺，从裂缝修补的时间选择、裂缝的开槽、裂缝的清理、封边修整四个方面进行了详细的说明。

关键词：沥青路面、裂缝修补、开槽、清理

沥青路面是使用过程中，由于受路面结构、气候、地形、地质条件、行车等多种因素的影响，都会产生不同程度的路面裂缝，在行车荷载、通过裂缝进入公路内部的水、冻融等外部和内部荷载的共同作用下，裂缝逐步扩展，发展成翻浆、沉陷、松散、坑槽等病害， 因此裂缝成为沥青路面主要的早期病害。客观地认识沥青路面裂缝，研究相应的养护对策是当前养护管理的重要工作。

1 沥青裂缝的基本类型

沥青路面裂纹，按照外加作用力的不同，可以分为三种基本类型，即张开型裂纹、滑开型裂纹和撕开型裂纹。

(a)张开型(I型):在与裂纹面正交的拉应力作用下，裂纹面产生张开位移而形成的一种裂纹(位移与裂纹面正交即沿拉应力方向)，其裂纹面上的上表面点和下表面点沿图a拉应力方向的位移分量不连续。

(b)滑开型((II型):在平行于裂纹面而与裂纹尖端线垂直方向的剪应力作用下，使裂纹面产生沿裂纹面(即沿作用的切应力方向)的相对滑动而形成的一种裂纹。其裂纹面上的上表面点和下表面点沿如图b切应力方向的位移分量不连续。

(c)撕开型(III型):在平行于裂纹面而与裂纹尖端线平行方向的切应力作用下，使裂纹面产生沿裂纹面外(即沿作用的切应力方向)的相对滑动而形成的一种裂纹。其裂纹面上的上表面点和下表面点沿如图C切应力方向的位移分量不连续。

除了这三种基本型外，还存在复合型裂纹，它是两种以上基本型的组合，可采用叠加原理进行分析。

2 裂缝修补技术

2.1填缝

填缝是一种常用的裂缝修补方法，目的是阻止水和其他杂质进入裂缝，填缝修复工艺包括将裂缝中的杂物吹走或是用切缝机和刻槽机将裂缝先刻槽，然后再灌入密封材料。这种缝的宽度一般＜20mm。填缝修复工艺有三种形式:直接清扫后进行填缝、切割缝以后进行填缝和刻槽后进行填缝。在进行预防性养护中，沥青路面的填缝阻止了水分渗入面层中而破坏路面的结构，水分是降低路面的强度和造成路面损坏的重要因素。虽然填缝的效果不能马上看出，但是路面运营几年后，经过填缝处理的路面的损坏明显比没有填缝的路面的少。

在采用填缝措施时，填缝构造直接影响裂缝修补效果。美国Crafco公司推荐了A、B、C、D四种填缝构造形式，所标注的几何尺寸可根据路面实际情况进行调整(1in=2.54cm)。

2.2 灌缝

灌缝与填缝的最大区别主要是灌缝前的准备工作和使用灌缝的材料不一样。灌缝主要是用于裂缝较严重的路面，特别是随机裂缝，更典型的是裂缝的宽度一般＞20mm。

2.3 大深度裂缝修补

这种方法是对路面上很严重的裂缝进行修补的方法。是进行填缝还是灌缝的主要是根据需要修补裂缝的宽度和间距，通常地，宽度小于20mm、与行车方向不一致和裂缝边缘较少的破碎的裂缝进行填缝。为了更有效的填缝，刻槽机的刀具和锯齿必须与裂缝的两边接触，当裂缝大于20mm并且数量很多时，由于刻槽机的刀具和锯齿与裂缝的两侧壁不能接触和裂缝数量过多，这时不适合进行填缝。

2.4不规则裂缝的修补技术

不规则的裂缝包括龟裂、网裂和块裂，这种裂缝进行灌缝是不合适也是不经济的。通常采用的办法是加热修补技术、铺层罩面、铣刨机铣刨以后重铺等技术。

3 裂缝修补的施工工艺

3.1裂缝修补的时间选择

填缝是一种预防性养护。理想地讲，当工作裂缝已经发展到一定程度后就应进行填封处理，填缝的时间最好安排再天气偏凉的季节(温度在7-20℃)，如安排在春季和秋季。

选择在有点凉的季节填缝出于两方面的考虑，第一，此时裂缝已经开始张开 (或尚未闭合)，可以填充足够的材料;第二，裂缝张开正好在年平均宽度左右，便于选择填缝材料，因为填缝材料能承受的胀缩总是有限的。

多数情况下，灌缝一年之内任何时间都可以，但比较好的灌缝季节是偏凉的季节((2-13℃)，在这个温度范围内，裂缝基本上己经全部张开，可以灌足够的材料。象填缝一样，非工作裂缝己经发展到中等程度就应该进行预防性的灌缝处治。灌缝应使用耐久性的灌缝材料，以减少灌缝次数。

3.2裂缝的开槽

沿着裂缝开一条凹槽，主要是为正在开裂和即将合拢的裂缝提供一个充足的空间，使填入裂缝中的填封材料免于受到过分的拉、压应力的作用及交通荷载对其的破坏。特别是，对于那些预计由于气温变化而产生大水平位移的裂缝(主要是针对横向裂缝)必须进行开槽填封修补，以适应因水平位移而使填封材料受到的应力。

当然，对于较细的微缝和未成熟的裂缝(缝宽＜6mm)，随着气温的改变，这类裂缝还有合拢的可能，再开槽填封则不太合理，也不经济。故针对这类裂缝可采取不开槽填封，省去这一步“开槽”工艺，直接进入到第二步“裂缝的清理和干燥”工艺，再用流动性和渗透性更好的乳化沥青或改性乳化沥青进行填封。对于那些无或少水平位移裂缝(主要是针对纵向裂缝)的填封修补，若还想节约成本和省去开槽时间，亦可以考虑不开槽。

3.3 裂缝的清理和干燥

裂缝不论开过槽还是未开过槽，裂缝中或多或少都有一些水分、灰尘、碎屑和杂物。为了保证填封材料与裂缝(或凹槽)壁面具有良好的粘附性，裂缝(或凹槽)壁面应彻底清洁并完全干燥。

清缝的方法一般用压缩空气吹、钢丝刷扫、用高压水喷等。而其中较好的方法有下面两种，它们比较适宜开槽后裂缝壁面的清洁和干燥。

3.3.1高压空气吹扫

采用压力为0.6Mpa左右、风量为4~5m3/min推荐值)的压缩空气吹扫裂缝，它可以很有效地吹掉缝中的灰尘、碎屑、杂物和少量的水分，同时，还可将裂缝附近(距裂缝左右15cm范围)的路表面吹扫干净。这种高压空气吹扫清缝的方式，只能适合裂缝处在干燥状态(无需移走潮气)、气温较高(不需再加热裂缝壁面)的较理想施工条件下采用，而不适合裂缝处于潮湿状态、气温较低的较恶劣施工条件下裂缝的清理和干燥。

3.3.2 热空气吹扫

热空气吹扫不论是在较理想施工条件还是在较恶劣施工条件下，不仅能实现对裂缝的清理，而且还能对潮湿裂缝进行干燥，并使裂缝壁面材料被加热至较温暖状态。热空气吹扫方式是用温度较高的压缩空气吹扫裂缝，它可以有效地吹净裂缝中的灰尘、碎屑和杂物，而且还能将裂缝内的潮气、水分蒸发掉，使裂缝完全干燥，同时还可进一步地加热裂缝壁面材料至较高的温度，甚至可使被加热壁面材料至粘性状态。可以大大地提高填封材料与裂缝壁面材料的粘结效果，同时有助于保持填封材料自身良好的粘结性(特别是对热填封材料尤为重要)。

3.4 封边修整工作

要使裂缝的填封型式为帖封式，即紧帖在裂缝的上方摊成约3mm厚的带形，还需要一种专用的“U”形或“V”形橡胶辊对填装的填封材料作最后的成型。这一步成型工艺，还可以将部分溢出裂缝的填封材料压迫入裂缝中，除成型需要的一部分材料外，并可擦去表面多余材料。

填封材料填装和成型完成后，为了保护未凝固的裂缝填封材料，防止其出现轮印或溜滑问题，应立即使用吸收材料，以使它们能粘到填封材料表面，作为其暂时的覆盖物。

筛好的干净细砂或石屑是最常用的一类吸收材料，通常将其均匀地撒在裂缝填封材料上，形成一个薄薄的上覆层，吸收多余的填封材料，有效地防止轮印，并增加路表面的抗滑能力。待填封材料冷却凝固后，可扫去多余的细砂或石屑，恢复交通。