沥青路面的裂缝类型及处治方法

2011-12-31宋洋

中国新技术新产品 2011年23期

宋洋

（江苏省交通技师学院，江苏镇江 212016）

1 前言

近些年来，我国公路事业发展迅速，大多数公路建成通车后，随着行车荷载和环境因素的作用，沥青路面会逐渐出现一些损坏现象，其中裂缝是沥青路面常见早期损坏中的一种常见病害，对道路的危害极大。裂缝中不断进入的水会导致路面承载能力下降，加速路面破坏，因此沥青路面裂缝产生后，应及时进行处治，控制裂缝进一步的发展，可以防止路面使用性能下降，预防路面结构的破坏。

2 沥青路面裂缝的类型

沥青路面裂缝按裂缝的形状可分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝（龟裂）和不规则裂缝等四种形式。

2.1 纵向裂缝

与道路中线大致平行的长直裂缝，一般发生在距路边缘3～5m的车道内，有时伴有少量支缝。纵向裂缝可分为两种情况：一种情况是由于路基压实度不均匀，路面不均匀沉陷而引起的，如发生在半填半挖的裂缝。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时，两幅接茬未处理好，在行车荷载作用下，易形成纵缝。

2.2 横向裂缝

与道路中线近于垂直的裂缝，有时伴有少量支缝。横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣，或由于车辆严重超载，致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而产生裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式，它有两种情况：沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射裂缝。一般认为这种裂缝不可避免，对路面整体性没有损害。

2.3 网状裂缝（龟裂）

相互交错的裂缝将路面分割成形似网状或龟纹状的锐角多边形小块，块的尺寸小于50cm×50cm。网状裂缝（龟裂）是行车荷载的重复作用而引起的疲劳裂缝，其最初形态是一条或几条平行的纵缝，随着荷载重复作用次数的增加，平行纵缝间出现了横向、斜向连接缝，形成多边的、锐角的、形似网状、龟裂状的裂缝形式。

2.4 不规则裂缝

路面裂缝呈不规则形状，块的最长边长小于100cm。不规则裂缝主要由面层材料的收缩和温度的周期性变化所致。

3 对裂缝类病害的处治办法

3.1 常用的处治方法

3.1.1 灌油修补法

在深秋冬末季节，将纵横裂缝处清扫干净，直接用油壶灌入加热的沥青，但是常出现浇灌的沥青晾干后进入不到缝纹深处，在与冷的旧油面粘结前就被车轮带走。因此，开发出用乳化沥青进行灌缝处理的技术，用液化气将缝壁加热至粘性状态后，再把沥青或沥青砂浆（在低温潮湿季节宜喷洒乳化沥青），喷抹到缝中，再匀撒一层2～5mm的干燥洁净石屑或粗砂加以保护，最后用轻型压路机将矿料碾压。如果是细小的裂缝，则要预先用盘式铣刀进行扩宽，再按上述方法做处理，沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青。

1995年，美国研究出一种CRF-PM聚合物改性乳液，适合裂缝冷灌注。实践证明对裂缝修补有良好的效果，坚固、耐磨、粘结力强，具有很好的防滑性能。它不受季节和气候条件影响，甚至-34℃的气温下也可使用，无需加热和机械作用，能愈合裂缝。它应用时人工和材料花费很少，能取得很好的经济效益。

3.1.2 乳化沥青稀浆封层

稀浆封层工艺原理是将乳化沥青、符合级配的骨料、水、填料及添加剂按一定的设计配比搅拌成稀浆混合料，均匀地摊铺在待处理的路面上，经裹复、破乳、析水、蒸发和固化等过程与原路面牢固地结合在一起，形成密实、坚固、耐磨和道路表面封层，大大提高路面使用性能，稀浆封层按乳化沥青性能不同，分为普通稀浆封层和改性稀浆封层。此法适应于大面积裂缝处治，也可直接处理单缝。

根据美国各州多年的使用效果来看，稀浆封层具有良好的经济效益，研究结果表明：用稀浆封层作有计划预防性养护路面的费用，比不保养使用20年再重建的费用要低63%，比每10年加铺一次的费用要低55%，而且路面性能要好的多。稀浆封层施工从装料、配比、拌和、摊铺自始至终在常温条件下操作，乳化沥青和砂石料都不需加热，没有繁重的体力劳动，完全由机械自动操作，减轻劳动强度，显著降低有害物质排放。用乳化沥青修路，只需在生产乳化沥青时将沥青加热到130℃，以后无论倒运多次或保存多久都不需加热。拌混合料用的骨料，即使在潮湿状态下，也可拌制，不需烘干加热。据资料统计，用乳化沥青修路比用热沥青节约能源在50%以上。

3.1.3 沥青混合料罩面法

当路面裂缝严重、交通量大时，即先在原路面喷洒粘层沥青，然后根据交通量大小，选取细粒式或中粒式沥青混合料作为罩面材料，厚度一般控制在1.5～4.0cm以内，施铺前原路喷洒粘稠沥青。应用此法及乳化沥青稀浆封层修补裂缝时，可用土工布、土工格栅和喷洒橡胶沥青做为应力吸收层，以提高防裂效果。采用上述常规裂缝修补方法，由于不能改变裂缝处原有沥青混合料的性质，修补后裂缝可能再次出现。

上世纪90年代以来，欧洲国家推出一种新型沥青路面罩面材料，他们称之为沥青砂浆或沥青胶砂。其特点是集料级配为开级配，最大粒径为4.75mm，高矿粉含量和高沥青用量，为能吸收较多的沥青，还加人一定数量的纤维材料。这种沥青砂浆，摊铺厚度一般为1.5～2cm。由于这种混合料中大于2.36mm的颗粒要占60%～70%，在某种程度上形成了骨架，能够承受车轮荷载的作用。由于沥青含量较高，一般可达6.5%～8.0%，沥青膜较厚，使混合料有较好的柔韧性，所铺路面有很好的抗裂性和耐疲劳性能。这种沥青砂浆压实后成密实结构，基本上不透水，路面耐久性好，与普通沥青罩面相比有较长的使用寿命。沥青砂浆成细密结构，但仍有良好的抗附性能。沥青砂浆在欧美国家应用较多。

3.2 现场再生维修法

封层、罩面法对开裂处的沥青混合料未能触动，性能得不到改观，覆盖层厚度有限，裂缝在封层、罩面后常会在表面复出，对此可利用沥青再生利用原理修补裂缝，目前各国大量使用的再生系列加热器大体可分为如下三种:红外线式加热器;热风循环式加热器;红外线热风组合式加热器。

3.2.1 裂缝处的再生

先用轻便型路面加热器在裂缝处宽5～10cm范围内，将旧油路面加热至沥青混合料熔化松散状态，用油壶倒入适量热沥青，再掺入少量砂或石屑，人工就地热拌，使裂缝处自上而下、左右两边形成含油量较大的新混合料，找平后撒砂养护，其裂缝含油量大且柔软，可吸收各种因素引起的应力，改变了裂缝处沥青混合料的性质，就能彻底消除裂缝。试验证明，这种方法可消除裂缝，人工操作，无须大型设备，是代替传统灌油缝的好方法。

3.2.2 大面积裂缝油面的再生

对于裂缝较多路段，用加热车对旧油路路面实施多次加热至表面裂缝深处全部融化变软，喷洒一定数量的再生剂和稀沥青后与掺入的适量集料实施就地拌和或再生机或用铣刨机或用人工，然后再进行碾压成型。有的是将松散裂缝的旧油面，趁夏季高温刨出，堆成小堆或加热融化或人工破碎或利用融化剂粉碎，重新加沥青、集料拌和后，就近摊铺碾压，由于改变了裂缝处的沥青混合料性能，从而达到消除裂缝的目的。

据美国联邦公路局调查，旧沥青路面再生利用，可节约材料费53.4%，路面造价降低25%左右，沥青节省50%。据统计，早在20世纪80年代初美国就使用了5000万吨旧路面材料，节省投资达3.95亿美元。我国在80年代也曾对沥青路面再生技术进行了研究，结果表明，再生沥青路面不仅有很好的使用效果，而同铺筑新沥青路面相比，平均可节约沥青费用52%，节省工程投资20%左右。