不同季节路面裂缝处理施工工艺的研究应用

姜建平 纪 宏 姜彦彦

（济南市公路管理局 济南 250014）

目前，大量公路路面已经进入养护维修期，这对公路管理单位的养护维修工作提出了严峻的挑战。如果不及时有效地处理公路病害，尤其是对沥青路面裂缝处理不当，会影响道路的使用寿命，并埋下安全隐患，将造成经济上的巨大损失［1］。

由于现有裂缝处理施工工艺效果受温度和环境影响较大，怎样在不同季节选择合适的裂缝处理方式尤为重要。为了解决沥青路面裂缝潜在的危害，有效地处理沥青路面裂缝，进而防止裂缝区域的扩大，使危害降到最低，增强公路使用寿命；同时，立足实用性、节省性和可操作性的原则，必须研究如何针对全年不同季节采用合理、有效的施工工艺进行裂缝处理。

通过对相应路段路面裂缝的统计分析和车流量的现场踏勘，结合道路设计资料和现有施工设备，以及路面养护过程中资金问题，综合考虑，可以针对不同季节，选择应用不同的灌贴缝工艺，进行沥青路面裂缝处理，达到降低成本，实时维护的目地。

1 路面快速贴缝带

路面裂缝贴缝带是一种滚卷式阻裂防水隔膜，厚度2～2.5mm，主要用来处置路面裂缝。路面裂缝贴缝带可以直接铺贴在路面裂缝上，起到密封、防水的作用，并防止路面裂缝扩散。路面裂缝贴缝带有8，12cm等宽度，可以对不同宽度的裂缝进行铺贴。

1.1 性能特点

（1）操作简便、施工速度快。在路表面使用贴缝带只需清扫后即可铺设，省去了传统的灌缝使用的专用机械和灌缝料的加热设备。

（2）质量可靠，美观耐用。贴缝带能够保持长时间不变形不脆裂，有效防止路表面裂缝的扩散，克服了开槽灌缝后出现的啃边现象。传统灌缝料容易出现高温流淌，低温脆裂现象，利用贴缝带进行裂缝处理能够保证裂缝处的整齐美观，相比灌缝后严重损害路面形象，用贴缝带修补的裂缝，达到了表面“美容”的效果。

（3）安全环保无副作用。传统的灌缝工艺，均需对灌缝料加热处理，施工人员必须与这些有害物质及气体接触，因此施工人员容易受到有害气体的毒害。贴缝带主要由聚合物构成，不易燃、无毒副作用、无刺激性气味，是一种优质的环保产品。

（4）成本低廉。路面的裂缝达到一定的宽度、深度、密度即会影响道路通行质量，而传统的开槽灌缝不仅会带来质量隐患、而且成本也远远高于贴缝带。贴缝带可以根据不同的路面宽度进行裁剪，这样可以节省成本。

1.2 施工方法

（1）将路面、面层裂缝清理干净，并将裂缝两侧20cm范围内的路面同时清理干净。

（2）取出面层贴缝带，剪取长度略长于裂缝长度的一段面层贴缝带。

（3）揭去隔离纸，换路面裂缝的走向贴。

（4）根据气温保持3～5min后，用手指按压贴缝带和裂缝两侧，待略粘手指时将面层贴缝带从一端碾压粘贴，直至覆盖整个裂缝，粘贴时要注意裂缝处于贴缝带中间部位，并注意尽量不要将空气压在贴缝带与路面之间而形成气泡。

2 道路冷补技术

裂缝严重时，一般作为坑槽处理。在道路养护工程中，相对于传统的热态高温修补概念而言，对于采用常温或低温冷态的修补，即为冷补。其冷态修补用的材料即为冷补材料。具体讲，沥青冷补材料是指没有加热的矿料与稀释的沥青经过拌和而形成的一种混合料。根据拌和形式，可以分为2种：工厂拌和、现场拌和。

2.1 沥青冷补材料的成型机理

沥青冷补材料的强度形成过程和热沥青混合料的强度形成过程有所不同，热沥青混合料用的沥青是热塑性的，而冷补沥青混合料的沥青是经过改性的，己经不是完全的热塑性。冷补混合料的强度形成有一个缓慢的过程，在摊铺、碾压时具可塑性、流动性，能被挤压至坑槽中不规则的地方。在行车和空气的作用下使一部分溶剂挥发，沥青逐步变稠，冷补混合料颗粒之间的分布更加紧密，空隙率减少，矿料相互的黏结更牢固。

冷补混合料的强度由2部分构成：①由于改性沥青自身的黏结性和黏附性及与矿料相互作用而形成的混合料的内聚力和黏附力所构成的，它们使得矿料颗粒间不易分离，形成整体，也使混合料与原表面有较高的粘着力而不易剥离、推移；②混合料经碾压后由于矿料颗粒间的嵌挤锁结作用而形成的混合料的内摩擦阻力。冷补料这2部分力就构成其初期强度，并足以抵抗车辆荷载的作用。

2.2 沥青冷补材料的特点

（1）适用于任何天气和环境。沥青冷补材料适用的环境温度范围宽，可在－20～50℃之间使用。

（2）施工简单。使用沥青冷补材料，修补时无需粘层油。备料可随用随取，不需要重型施工机械，可根据路面的不同修补情况采用压路机压实，冲击压实，人工压实。

（3）生产简单、容易保存。沥青冷补材料生产工艺简单，可直接利用传统的热沥青搅拌设备在当地生产，沥青冷补材料常温下可露天存放2年以上，袋装密封成品存放时间可更长。

（4）便利交通。用沥青冷补料修补的区域无需封闭交通，可立即通车，能大大缓解因道路修补施工而造成的交通压力。

（5）绿色环保。沥青冷补材料生产和使用不会产生粉尘和黑烟，且成品不溶于水。因而不会污染大气和地下水，有利于环境保护。

2.3 施工工序

（1）坑槽清理。将待修补的坑槽内及四周的碎石、废渣清理干净，坑槽内不得存有泥浆、冰块等杂物。市政道路，被修补的坑槽应整齐切边，废渣的清除要见到固体坚固面为止。

（2）填满坑槽。把足够的沥青冷补材料填进坑槽内，直到填料高出地面l.5cm左右。市政道路修补，其冷补材料的投入量可增加10%或20%左右，填满后坑槽中央处应稍高于四周路面并呈弧形，若路面坑槽深度大于5cm时，应分层填补，逐层压实，每层3～5cm。

（3）压实、清扫。铺设均匀后，根据实地环境，修补面积的大小和深度，选择适当的压实工具和方法进行压实。如人工用铲背压实，人力夯、振动平板夯压实，压路机压实等；压实完成后可在表面均匀撒上一层石粉或细沙，并用清扫工具来回清扫，以便细沙填满表面空隙。

（4）验收。修补完的坑槽表面应光洁、平整、无轮迹，坑槽四周边角一定要压实，无松散现象。普通道路修补压实度要达到93%以上，高速公路修补压实度要达到95%以上。

3 冷灌封修复剂

在传统的认识中，认为裂缝对路面损坏是在雨季，所以路面裂缝灌封普遍安排在春季，诚然这对雨季封闭路面裂缝进水有着较好的作用。但随着国内外研究的深入，发现冬季雪融水渗入路面造成的破坏远大于雨水渗入路面造成的破坏。

3.1 冬季沥青路面裂缝灌封胶优势

（1）渗透和粘附性强。由于该裂缝修复材料细度模数小、流动性强，能在裂缝中渗入深度和数量加大，增加封缝效果。并且，该裂缝修复材料中的极性物质能对缝壁起到还原再生作用，增加粘附性。

（2）不开槽。适用于任何形式的裂缝 由于该裂缝修复剂具有渗透性强、粘附性强的特点，加上变频螺旋式高压热气喷机的配套使用，无需开槽，就可以起到其他材料的灌封效果。

（3）持久性。耐磨型涂聚脲弹性增强纤维布的使用，减少了灌封后车辆对胶体磨耗。虽然该裂缝修复材料表层模量增加，但裂缝内的材料仍然处于粘稠状态，能保持长久的封缝效果。

3.2 施工工艺

首先，对裂缝内及两侧路面进行清理，将路面裂缝进行放样标注，为准确烘缝提供参照，然后采取变频螺旋式高压热气喷机充分烘缝，缝壁温度和湿度符合灌封要求时，采取带有马蹄靴的灌缝机灌注路面裂缝冬季修复剂PCR－WIII型，随后人工覆贴耐磨型涂聚脲弹性增强纤维布，对气泡处用橡胶锤充分锤实，确保结合密实，15min后开放交通。由于不用开槽，一些细小支缝也能够处理。同时因为其高温稳定性，在路面上不会出现像灌缝胶或热沥青施工时灌缝材料在路面流淌污染路面的情况，外观效果好。

4 复合式灌贴缝

4.1 性能特点

（1）渗透性强。由于高聚物改性沥青材料细度模数小、流动性强，在裂缝中渗入深度和数量加大，增加封缝效果及高温稳定性。高聚物贴缝带的作用，即使在炎热的夏季，裂缝当中的材料也不会溢出并被车辆带走及磨损，即使路面温度高达60℃，裂缝始终保持美观整洁不变形。

（2）低温抗拉性能强。高聚物贴缝带和高聚物改性沥青相容性好，2种材料迅速粘合形成整体，使其在低温下抗拉能力增大。即使在冬季低温下也不会开裂。

4.2 施工工艺

首先，施工前提前1h准备高聚物改性沥青，用粉笔对路面裂缝进行标注；然后，用钢丝刷或专用裂缝清洁设备对裂缝进行清理，使用高压空气热喷枪沿裂缝缓慢、仔细地预热烘烤出新的结合面以便材料与路面更好地结合。沿裂缝仔细缓慢灌注高聚物改性沥青，直至裂缝灌注饱满。使用高聚物贴缝带对路面裂缝进行贴封。

5 路面裂缝处理方案的最优选择

5.1 方案制定

上述每种材料和施工工艺都有其优缺点和适用范围。可见，针对沥青路面裂缝的处理，要根据裂缝的范围大小，不同的环境和季节，采取相应的施工工艺。对于沥青路面的养护，如果能实现全年全时段裂缝灌封是最有效的。全年全时段裂缝处治是沥青路面预防性养护的重要手段，也是延缓沥青路面损坏的重要途径。基于此，本着养护成本低、效益最佳的原则，特提出了沥青路面裂缝处治全年全时段方案。

表1为各施工工艺下的施工优缺点对照表。

表1 各施工方案分析比较表

5.2 效果检查

为了确保所制定各方案的有效实施，并且验证方案的可实施性，及时掌握各方案实施后路面裂缝接缝口的接合情况，了解裂缝处理效果，以便提高路面使用质量、保证路面使用寿命。依据《公路工程质量检验评定标准》等相关规范，针对不同施工工艺进行裂缝处理的各试验路段，进行了灌缝和贴缝质量的检查，并在施工结束通车一定时间后，对裂缝接合处的强度进行了检查。具体检查的内容和方法是：抽查每条被检线路接缝总长的5%～10%。检查工艺质量是否符合要求，相关工艺下的裂缝接合处是否出现老化、挤出、缺损、接缝是否渗水［2］。

从本课题研究的4种施工工艺的使用效果看，采用专业冷灌缝密封胶进行裂缝处理的试验路段，密封性好、外观好、材料富有弹性，但是有些路面出现了裂缝接合处密封胶失效、甚至脱落现象。采用其他3种施工工艺的试验路段检查情况如下：快速贴缝带具有方便施工不破坏环境、实用的效果；采用沥青冷补料进行裂缝处理，对路面破坏较大，且施工周期长，仅限于大面积裂缝的处理；而采用复合式灌贴缝工艺，由于在沥青灌缝处理的基础上，铺贴高强度的粘贴带，无论是连接处强度，还是密封性，效果都达到最佳。

（1）社会效益。不同季节沥青路面裂缝处理施工工艺的研究和应用，消除了路面损害给行车安全带来的隐患，提高了路面的美观程度，降低了噪音，改善了路面标志的可见度，有效提高了路面整体性能，具有很好的社会效益，提高了公路的服务水平。

（2）经济效益。沥青路面裂缝处理新工艺的应用和推广，提高了路面使用寿命，降低了养护成本，节省了20%的后期维护资金，达到了经济性和实用性的效果。

［1］ 上海市公路管理处.公路沥青路面养护技术规范［S］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］ 交通部公路科学研究所.公路工程质量检验评定标准［S］.北京：人民交通出版社，2004.