沥青混凝土路面裂缝的成因及处置

摘要结合滨莱高速公路路面养护实践, 介绍了沥青混凝土路面裂缝的类型,分析了高速公路沥青路面产生裂缝的影响因素及成因 提出了防治和处理措施。

关键词高速公路 ； 沥青混凝土路面 ；裂缝；处理

Abstract with the Waterfront Road, highway maintenance practice, introduces the types of asphalt concrete pavement crack, influence of cracks on Asphalt Pavement of freeway factors and causes and puts forward prevention and treatment measures.

Keywords expressway; asphalt concrete pavement; cracks; treatment

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

裂缝是沥青混凝土路面最普遍、也是最主要的病害类型之一。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能无明显影响, 但随着表面雨水和雪水的入侵,路面强度将明显降低, 在大量行车荷载反复作用下, 产生冲刷和唧浆现象, 使裂缝两侧的沥青面层碎裂, 影响沥青路面的使用性能, 并加速沥青路面破坏, 严重的甚至导致路面产生结构性破坏。

1 沥青路面裂缝的类型

按《公路技术状况评定标准》，裂缝损坏类型分为龟裂、块状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝；按沥青路面开裂的主要原因, 裂缝可以分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝。荷载型裂缝主要是由于行车荷载造成的裂缝, 非荷载型裂缝主要有温缩裂缝和干缩裂缝。

2 沥青路面裂缝原因分析

滨莱高速公路是山东省高速公路S29的一部分，双向四车道,路面结构为: 4 cm 中粒式多碎石沥青混凝土+4 cm粗粒式沥青混凝土+5cm 粗粒式沥青混凝土, 路面基层为20 cm 水泥稳定碎石。于2002年10月建成通车。随着环渤海高速公路的建成，成为直通京、津、河北的交通要道，交通量逐年增长, 路面车辙、裂缝病害日益明显。经调查，裂缝类病害以横向裂缝为主, 在局部路段存在小面积网裂。

通过钻孔分析、探坑挖验, 路面结构层分层不明显，有重叠现象，上面层极不规则，总结为横向裂缝产生和发展的主要原因为车辆荷载作用，确定为荷载型裂缝。

裂缝产生的主要因素：

(1)交通量增长迅速，路面荷载加大。交通量年平均增长率约为12%，特别是重型交通不断增长。重型货车占车辆总数的68%。在此期间，路面裂缝增加了近六倍，交通量的迅速增长使得路面过早过多地承受了轴载作用次数，导致路面疲劳开裂，其中有相当数量的单条裂缝恶化为网裂。

(2)行车荷载的重复作用。从裂缝的扩展情况看，裂缝首先出现在行车道，逐渐向超车道扩展，其中一些扩展到了硬路肩。从该高速公路裂缝发生与扩展的规律可以看出，其裂缝主要为反射裂缝。这说明行车荷载的重复作用对裂缝的产生与扩展具有至关重要的影响。

(3)温度收缩的影响。从裂缝的形态看，裂缝呈上宽下窄，宽度变化在1～3mm之间.因而温度收缩也是裂缝形成的重要因素。

(4)沥青面层材料的影响。该高速公路自2008年入冬后开始出现裂缝，且随着温度下降裂缝不断增多和扩展。这说明裂缝的产生与沥青面层材料在低温时抗变能力的降低以及沥青面层本身的收缩变形亦有一定的关系。

3沥青路面裂缝的处理

针对路面受北方气候影响、春冬季易出现裂缝的情况, 近几年不断加大治理力度。在裂缝处理方面坚持两个原则: 一是早发现, 早灌缝; 二是积极探索新材料、新设备、新工艺, 保证良好的灌缝效果。

3.1 裂缝的处理措施

一般根据裂缝的宽度和深度确定修补工艺.主要采用不开槽灌缝、开槽灌缝两种方式，虽然采用压力灌缝机具和专用的沥青灌缝材料，能提高裂缝修补的质量。但是维修时间长、施工工艺较复杂，对交通影响大，安全隐患多。该管理处结合裂缝病害的实际情况，采用了不开槽灌缝和开槽灌缝结合的修补工艺。

对于宽度小于3 mm 的裂缝,不予处理, 及时注意观测; 在3～5 mm 之间的裂缝常采用不开槽法, 直接将缝隙刷扫干净, 并用压缩空气吹净尘土后, 灌注较稠沥青, 填入干净的石屑或粗砂并捣实; 在5～25 mm 之间的裂缝用开槽法修补。

3.1.1 不开槽灌缝

当裂缝宽度小于0.6cm时，先将裂缝路段清扫干净，热空气加热后，直接用热沥青灌缝（沥青加热温度为150-160℃）.沥青灌满后在沥青表面撒一层热砂（筛出泥土后使用），配合烙铁烙平。

3.1.2 开槽灌缝

处置方式及施工工艺：

1.半幅封闭交通

按照《公路养护安全作业规程》（JTG H30-2004）的作业区控制要求，布设交通标志，设专人指挥交通，并及时根据施工进展情况移动施工标志。

2.施工放样

对各种裂缝位置、走向进行放样，用粉笔标注，并注明裂缝封闭类型。

3.裂缝开槽

按照设计的槽口尺寸，预先调节好开槽机的宽度和深度，然后进行开槽作业。按照深度指示器控制切割深度，在作业时根据裂缝宽度变化情况，及时调节槽口尺寸，满足最低设计要求。开槽宽度至少1 cm, 深度1～3 cm, 开槽的深度与宽度比不应超过2∶1, 深度比越低越好。裂缝跟踪指示装置对准裂缝，务求槽口中心线必须和裂缝中心线一直。开槽机要运行平稳，确保槽口线型流畅，不准出现尖点，不准使槽口有松动、脱落。

4、清缝

用扫帚、钢丝刷对裂缝两侧贴封范围内外加2cm范围内的碎渣、尘土清除干净。再用强力空压机清除，确保槽壁、槽口干燥洁净。

5、烘缝

沥青路面裂缝使用热空气可以去除槽内湿气、使槽体软化，有利于密封胶与槽壁的粘结。须采用热空气喷枪对槽进行预热除湿，预热温度不得超过140℃，槽壁温度降至4-18℃之间时进行灌注胶体。

灌缝

应提前启动灌缝机并向密封胶加热罐内添加密封胶, 将密封胶加热、搅拌至193 ℃, 不能超过204 ℃;密封胶的熬制温度严格按说明书的明示温度进行，严禁高于或低于这个温度。灌缝时根据灌入量的大小通过材料泵控制出料速度达到合适的速度。采用标准槽贴封式要在槽口左右各贴出30mm，总贴封长度76mm左右，厚度2mm，倒角延长25mm左右，厚度必须均匀。

若在气温低于4 ℃时补缝, 灌缝机需配有预热设备对开槽部位进行预热, 若在此温度

下不预热就进行补缝, 会降低密封胶的粘结力; 如果在气温高于4 ℃时补缝, 可不进行预热, 一般预热后的效果较好。在密封胶加热温度达到193 ℃左右时, 用灌缝机上带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀地灌入槽内, 并在裂缝两侧拖成一定宽度与厚度的封层。

7、冷却养护

灌缝后的密封胶必须充分自然冷却后方可开放交通，一般冷却时间为15min左右，具体时间可根据施工期间气温等条件灵活而定。

3.2灌缝材料的选择

灌缝材料主要为改性高分子聚合物沥青及高品质的乳化沥青产品，并可掺加一定量的玻璃纤维。选择灌缝材料时，其关键在于能适应各种不同温度环境的变化，使其能长久地与路面结合而起到密封作用。在实际施工过程中，选用的灌缝材料应尽量符合以下要求:

1、要考虑路面的交通量大小。

要考虑原路面的裂缝分布情况，裂缝严重的路面所选用的密封胶应具有高粘性以及对路面的低敏感性；裂缝较少的路面所选用的灌缝材料应具有高延伸性和粘结性；大面积出现裂缝的路面，如龟裂，则不宜使用密封胶处理，因路面摩擦系数会受到影响，若进行罩层处理，则可使用密封胶对裂缝进行密封。

在本地最低气温下，仍能保持一定的弹性和延伸性;在本地最高气温下不发软，车辆通过修补裂缝部位时，修补材料不被轮胎卷走。

3.3裂缝处理的效益性分析

按照近年的单价分析，热沥青灌缝3.3-3.6元/米，乳化沥青灌缝2.6元/米，科莱福灌缝胶灌缝13.5元/米。热沥青灌缝、乳化沥青灌缝有效期均为半年，单价为2.6-3.6元/米/年，但气温降低后很容易开裂，冬季雪水仍会对路面造成一定的损害；科莱福灌缝按有效期2年计算，单价为6.75元/米/年，价格稍高，但贴封式冬季不易开裂，在冬季仍能起到较好的效果。对于高等级高速公路科莱福灌缝（贴封式）较为适合，热沥青、乳化沥青灌缝适合维持养护路段的大规模裂缝处理或作为临时处置措施，使之符合经济性要求。灌、填缝作为一个重要的预防性养护手段，是封水的重要措施，在实行过程中一定要做到“及时发现，见缝就灌，灌必灌好”的原则，体现其及时性、经常性。

4 结束语

沥青混凝土路面裂缝的产生是不可避免的, 在日常养护中, 只有采取积极措施, 对高速公路的养护要坚持高标准严要求，在养护工艺上要尽量采用新技术.新技术实质上是新材料、新设备、新理念的综合运用，要不断创新理念，探究路面病害的实质，提出科学的养护结构形式，才能起到良好的养护效果, 改善行车环境, 有效延长路面的使用寿命。

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