淺談瀝青路面裂縫成因分析及綜合處治工藝

 淺談瀝青路面裂縫成因分析及綜合處治工藝

　　摘要：本文根據(jù)高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)特點，結(jié)合瀝青路面裂縫情況，系統(tǒng)分析裂縫的成因，針對裂縫的不同成因，提出技術(shù)綜合處治對策以及施工工藝，為以后的路面裂縫處治提供新的經(jīng)驗。

　　關鍵詞：高速公路路面裂縫修補處治技術(shù)

　　由于受路面結(jié)構(gòu)、氣候、地形、地質(zhì)條件、行車等多種因素的影響，瀝青路面建成通車后，都會產(chǎn)生不同程度的路面裂縫。因此在瀝青路面日常養(yǎng)護工作中裂縫處治成為的一項重要內(nèi)容。

　　一、路面裂縫類型及原因分析

　　瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式多種多樣。影響瀝青路面裂縫的主要因素有：瀝青質(zhì)量和瀝青混合料的性質(zhì)、基層材料的性質(zhì)、氣候條件(特別冬季氣溫的變化及其變化幅度)、交通量和車輛類型以及施工質(zhì)量等。瀝青路面上出現(xiàn)的裂縫，按其成因及開裂的形式主要分為縱向裂縫和橫向裂縫、網(wǎng)狀（或龜裂）裂縫和塊狀裂縫四種類型。

　　(一)縱向裂縫

　　縱向裂縫是與道路中心線大致平行的長直裂縫，有時也伴有少量的支縫�？v向裂縫是由路基壓實不均勻、路面不均勻沉陷或者施工接縫質(zhì)量或者結(jié)構(gòu)承載力不足引起的。不均勻沉陷引起的縱向裂縫通常斷斷續(xù)續(xù)綿延很長；由瀝青面層分幅攤鋪時，兩幅接茬搭界處質(zhì)量不良引起的縱向裂縫長且直：而結(jié)構(gòu)承載力不足引起的縱向裂縫則多位于道路邊緣。

　　(二)橫向裂縫

　　橫向裂縫是與道路中心線近乎垂直的裂縫，有時也伴有少量的支縫。導致路面橫向裂縫有多種原因，如溫度變化、地基變形、半剛性基層反射裂縫、行車荷載疲勞裂縫等。按其成因不同，橫向裂縫又可分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫兩大類。荷載型裂縫首先在路面的底面發(fā)生，在車輛荷載反復作用下，裂縫逐漸向上擴展至表面，它反映在面層上往往不是單獨的、稀疏的或較有規(guī)則的裂縫，而是稠密的、有時是互相聯(lián)系的裂縫。非荷載型裂縫是橫向裂縫的主要形式一般比較規(guī)則，每隔一定距離產(chǎn)生一道裂縫，裂縫間距大小取決于當?shù)貧鉁睾蜑r青面層與半剛性基層材料的抗裂性能。氣溫高、日溫差變化小、面層和基層材料抗裂性能好的路段，一般間距較大，且出現(xiàn)裂縫的時間也較晚。

　　(三)網(wǎng)狀(或龜裂)裂縫

　　網(wǎng)狀(或龜裂)裂縫是一種相互交錯的裂縫，將路面分成網(wǎng)狀或形似龜紋的銳角多邊形小塊，塊的尺寸小于50cm*50cm。它最初表現(xiàn)為一條或幾條平行的縱縫，在荷載的重復作用下，平行縱縫間產(chǎn)生橫向或斜向連接縫，逐漸擴展成網(wǎng)狀(或龜裂)裂縫。

　　(四)塊狀裂縫

　　塊狀裂縫近于直交裂縫，把路面分割成近似矩形的塊狀，塊的尺寸約在50cm*50cm～300cm*300cm之間。塊狀裂縫有時是大面積出現(xiàn)的，尤其是在交通量很小的路面上。塊狀裂縫的出現(xiàn)，標志著瀝青已顯著老化。

　　二、瀝青路面裂縫綜合處治技術(shù)簡介及作用

　　瀝青路面裂縫修補方法很多，一般可根據(jù)裂縫的寬度和深度確定具體的修補工藝。針對我國高速公路的裂縫病害，結(jié)合國內(nèi)現(xiàn)有的對裂縫的處理方法，研究總結(jié)出了一套行之有效的裂縫病害處理方法，即裂縫綜合處理法，裂縫綜合處理法對熱瀝青澆注法、稀漿封層法、貼封帶法和機械灌注法等方法進行了綜合運用，并從工藝、材料上對這些方法進行了較大程度的改進，能夠從路面深層出發(fā)，對裂縫病害進行根本上的治理。裂縫綜合處理法主要包括改性環(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法和高性能改性環(huán)氧砂漿填補法，這兩種方法都是對熱瀝青澆注法、稀漿封層法和機械灌注法等幾種方法的綜合運用和改進。具體工藝如圖：

　　灌縫施工示意圖

　　(一)改性環(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法

　　是針對寬度約為2～5mm且未出現(xiàn)唧漿的裂縫所采用的方法。施工時在裂縫旁邊鉆孔，然后使用灌縫機經(jīng)過針頭以約1～10MPa的壓力將改性環(huán)氧樹脂灌縫膠自下而上地注入裂縫，待灌縫膠干燥后再在裂縫外層進行霧封層施工。通過霧封層施工，在裂縫外層以裂縫為中心寬度約1.5～2m的范圍內(nèi)形成了一層厚約1mm的改性瀝青防水保護膜，對主裂縫附近的輕微裂縫進行了很好的填充和封閉作用，并使以主裂縫為中心較大范圍的路面的防水、防老化和抗滑性能得到了提高，從而不僅使整條裂縫得到根本的治理，而且使裂縫附近整個區(qū)域的防水、防老化和抗滑性能得到了提高，大大減小了裂縫再次遭受水損害等病害破壞的可能性，從較大的范圍上使裂縫在處理后形成了一個整體防護區(qū)域，其路用性能得到極大的提高。

　　(二)高性能改性環(huán)氧砂漿填補法

　　是針對已出現(xiàn)唧漿等破壞較為嚴重的裂縫所采用的治理方法。出現(xiàn)唧漿的裂縫，裂縫兩邊的瀝青混合料已經(jīng)較為松散，且瀝青路面層下部已經(jīng)遭到破壞，需要開挖后使用改性環(huán)氧砂漿進行填補。開挖坑槽填補環(huán)氧砂漿后，外層再使用霧封層進行處理，對微裂縫進行填補。

　　高性能改性環(huán)氧砂漿填補法是將改性環(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法和開挖后填補環(huán)氧砂漿兩種方法結(jié)合起來使用，內(nèi)外結(jié)合，不僅將裂縫深層使用改性環(huán)氧樹脂灌縫膠進行填充，而且開挖掉裂縫表層已松散的瀝青混合料，使用粘結(jié)能力極強的環(huán)氧砂漿進行填補，對裂縫進行填充和封閉，因此能從根本上解決裂縫唧漿的問題，裂縫經(jīng)治理后不會出現(xiàn)反復唧漿的問題。

　　三、綜合裂縫處治工藝工藝流程

　�。ㄒ唬└男原h(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法施工工藝流程

　�。�1）根據(jù)標準設置施工標志、路錐,設專人指揮交通,并根據(jù)施工進度隨時移動施工標志、路錐；

　�。�2）使用高壓風機清掃裂縫表面塵土和雜物，若裂縫中有少量殘余水分可使用熱風機吹干；

　　（3）做好輔助設施的防護工作：在舊路上的標線，防撞欄等設施上張貼膠紙保護膜，避免施工時受到污染，施工后清除；

　�。�4）使用沖機鉆沿著裂縫鉆孔，在裂縫兩邊每隔約20cm均勻鉆孔，同時用高壓風機吹開所鉆出的粉塵，在孔眼中插入膨脹針頭（帶有橡膠圈的針頭）；

　　（5）使用改性環(huán)氧樹脂封縫膠均勻涂抹于裂縫外層，對裂縫進行封閉，每隔約10cm可預留一個排壓處，使高壓灌縫作業(yè)中多余的壓力和灌縫膠被排出，使瀝青路面層得到了保護，不會受到壓力的影響。改性環(huán)氧樹脂封縫膠涂抹后約1小時后干燥固化，可進行下一步施工；

　　（6）將雙組分改性環(huán)氧樹脂灌縫膠按比例混合攪拌均勻，將其加入高壓灌縫機中，將高壓灌縫機出料口與針頭相連接，加壓使灌縫膠從下而上注入裂縫，當灌縫膠從排壓處排出時即可認為裂縫已灌滿，停止灌注；

　�。�7）拔出膨脹針頭并用清洗劑進行清洗，使用改性環(huán)氧樹脂封縫膠填補孔眼；

　�。�8）約3～5小時后，改性環(huán)氧樹脂灌縫膠基本干燥固化后，對路面進行清理，再進行霧封層施工。

　�。�9）養(yǎng)生，正常施工后進行6小時左右的固化養(yǎng)生。

　�。ǘ�）高性能改性環(huán)氧砂漿填補法施工工藝流程

　�。�1）根據(jù)交標準設置施工標志、路錐,設專人指揮交通,并根據(jù)施工進度隨時移動施工標志、路錐；

　�。�2）使用電錘沿裂縫開挖已松散的瀝青混合料，開挖深度約4～5cm，即開挖掉瀝青路面上面層（對破壞較嚴重的裂縫也可相應開挖的深一些），開挖寬度約為10～20cm；

　　（3）使用高壓風機清理裂縫深層的泥漿和水，若泥漿較多可加入適量水反復清洗吹干，直至將泥漿清理干凈為止，可配合使用熱風機吹干裂縫種的水分；

　　（4）泥漿清理干凈后使用前文所述的改性環(huán)氧樹脂灌縫膠高壓灌注法對深層裂縫進行處理；

　�。�5）使用鋼絲刷對開挖的坑槽進行打磨，使用高壓風機清理干凈粉塵；

　�。�6）將拌制好的環(huán)氧砂漿填補進坑槽內(nèi)，使用刮板刮平；

　�。�7）約3～5小時后，待改性環(huán)氧樹脂灌縫膠和環(huán)氧砂漿基本干燥固化后，對路面進行清理，再進行改性乳化瀝青封層施工。

　　（8）養(yǎng)生，正常施工后進行6小時左右的固化養(yǎng)生。

　�。ㄈ�）霧封層施工工藝流程

　　（1）清灰：用高壓吹風機配合清理機清除瀝青砼構(gòu)造深度中的灰塵和沙土，正向和反向各清理一次，恢復原構(gòu)造深度；

　　（2）做好輔助設施的防護工作；在舊路上的標線，防撞欄等設施上張貼膠紙保護膜，避免受到防護液的污染，施工后清除；

　�。�3）先重點處理裂縫區(qū)域；

　�。�4）整體用撒布車噴灑第一遍：表面允許有輕微的聚積現(xiàn)象利于滲透；

　�。�5）人工用工具進行起泡和修整作業(yè)；

　�。�6）材料未固化前，用高壓風機吹趕一遍路面。

　�。�7）人工緊跟修整；

　�。�8）對部分太光滑的路段由人工涂布PM-3材料，增大粗糙度。

　�。�9）養(yǎng)生：正常施工后進行6小時左右的固化養(yǎng)生。

　　四、結(jié)語

　　高速公路瀝青路面裂縫是一項經(jīng)常性任務，應從長遠利益出發(fā)，提倡預防性養(yǎng)護，不斷采用新材料、新技術(shù)，建議采用性能優(yōu)良的密封膠材料對路面裂縫進行處理。如何改進裂縫修補工藝，提高修補質(zhì)量，延長路面使用壽命是我們急待解決的重要問題�？傊�要想保證灌縫質(zhì)量和壽命就必須滿足三個條件：(1)灌縫材料應具有良好的粘結(jié)力；(2)低溫狀態(tài)下具有優(yōu)良的延伸性和彈性；(3)灌縫材料應具備持久的抗老化和抗疲勞能力。

　　參考文獻：

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