公路项目沥青混凝土路面裂缝修补效果评价分析

冷 蓉

（湖南省益阳公路桥梁建设有限责任公司,湖南 益阳 413000）

沥青混凝土道路在使用过程中，在温差、行车载荷等多种因素的共同作用下可能产生多种形式的路面裂缝[1]。如不及时处理，道路表面积水会经裂缝渗入路面结构，形成车辙、龟裂、坑槽等病害，进而影响道路路用性能，缩短道路使用寿命，增加道路养护成本[2]。因此，必须重视沥青混凝土道路路面裂缝的修补。本文结合具体公路工程项目，基于沥青混凝土路面结构特点、行车载荷交、服役时长等因素综合评价各种路面裂缝修补措施的修补效果和经济性，旨在为将来评价类似项目提供一定技术参考。

1 裂缝修补技术

1.1 裂缝修补措施

对某服役中的高速公路路面裂缝分别采取四种裂缝修补措施，为便于统计分析，各裂缝修补措施的名称、成本、简称如表1所示。

表1 裂缝处治方式信息

1.2 裂缝修补技术要点

1.2.1 裂缝处治开槽及灌缝技术

用于沥青混凝土路面裂缝修补的灌缝修补基本步骤如图1所示。

图1 沥青混凝土路面裂缝灌缝修补施工工艺流程

针对宽度在0.5～10 mm内的路面裂缝，建议按照高速公路路面养护工作规范，使用开槽机开槽，确保形成整齐的缝槽，槽深范围为1.5～2.0 cm。开槽后应马上用钢丝刷、鼓风机等设备清槽，目的是确保灌缝施工时密封胶的黏结力[3]。灌缝作业时应合理控制灌缝设备的移动方向，确保在裂缝表面形成密封性良好的胶层[4]。

针对局部宽度大于10 mm的路面裂缝，建议使用电锤钻顺裂缝方向扩孔，得到宽约1.5 cm的缝槽，再用气泵向槽内泵入一定压力的空气，以彻底清除槽中的杂物，最后灌注密封胶，并整平压实。

热熔型灌缝胶修补工艺适用于已存在的沥青路面裂缝，通过向路面裂缝灌注热熔密封胶，利用密封胶的黏结力和填充作用修复路面裂缝。开槽式热熔密封胶修补工艺可以有效提高路面与密封胶之间的黏结力，提高裂缝修补结构的弹性和抗拉伸性能，有效阻止路表积水、污物深入接缝，从而有效减缓路面损坏，实现预防性路面养护[5]。

1.2.2 裂缝处治压缝带技术

压缝带修补措施是通过压缩条状材料的方式密封路面裂缝。压缝带是近几年广泛应用的一种新型路面裂缝修补材料，相当于路面的“创可贴”[6]。压缝带修补措施无须事先开槽，但在贴压缝带之前仍要清理裂缝表面的杂物，然后根据路面裂缝的宽度裁切相应宽度的压缝带，贴压缝带时应注意不要弄脏压缝带的黏合面。

加热型压缝带工艺是利用喷枪加热路面裂缝以及压缝带的黏合面，当待修补的路面裂缝表面出现油渍，且压缝带的黏合表面已经软化时，可以将压缝带粘在裂缝表面。在裂缝拐弯处可以根据裂缝的拐弯方向调整压缝带方向。如裂缝向右转时，需要适当加热压缝带左侧，使其向右弯曲，反之亦然。对于压缝带的末端部分，加热时间可适当延长。将压缝带粘贴到裂缝表面后，应对其两侧进行适当加热直至其软化油滑。

自粘式压缝带粘贴时不需要预热，压缝时用手掌直接按压即可，施工非常简便，对交通影响很小[7]。通常压缝后5～10 min即可恢复交通。为避免压缝被移动的车轮带起，可将细砂撒在压缝带表面。

雨天、潮湿天气或路面温度低于5℃时不能施工，施工时需确保裂缝区域完全干燥，加热压缝带时应避免烫伤[8]。

2 评价影响因素

2.1 路面结构类型

某服役中的高速公路为山岭重丘区公路工程，公路全线共包含三种路面结构形式：

（1）K0+000～K8+500为水泥混凝土路面结构；

（2）K8+500～K50+600为沥青混凝土路面结构；

（3）K50+600～K100+600为“白+黑”路面结构。

本文只评价沥青混凝土、“白+黑”路面结构的路面裂缝修补措施的应用效果。

2.2 路段交通量

以收费站、中继站作为分界点，将某高速公路分成16段。根据各路段交通量车轴载荷谱以及各路段车道系数，求得各路段对应的标准轴载作用次数，具体数据见表2。

表2 某运营高速公路2019年各断面交通量统计

为了简化计算，标准轴载作用次数单位量级取1.0×109，在计算中仅使用数值，不考虑单位量级。从理论上讲，标准轴载作用次数与路面疲劳损坏程度成正比。对沥青混凝土路面裂缝进行修补处治后，修补材料与路面黏结成整体，共同承受车辆载荷、温度、雨水等因素的作用。

2.3 处治方式与运营时间

裂缝修补处治耗时与道路服役时间成正比，即道路服役时间越长，裂缝修补处治耗时越长[9]。为了客观反映各种路面裂缝修补措施效率与道路服役时间的关系，本文选择服役8个月后的沥青混凝土、“白+黑”路面结构的裂缝，采取各种裂缝修补措施，并比较分析其应用效果。

3 评价方法

为尽量提高修补效果的可比性，客观评价修补效果和经济性，需要构建统一的评价指标。基于此，本文提出效价比概念。效价比反映的是达到同等修补效果所需成本，效价比越大表示成本更低，即修补措施的综合效益更好[10]，效价比可通过下列公式计算。

其中，α表示裂缝长度折算系数；β表示路段长度折算系数；γ表示运营时间影响系数；δ表示交通量影响系数。

从道路全线16个分段中选择12个路段，根据效价比评价各种裂缝修补措施在各个路段的各种路面结构下的裂缝修补效果。

4 评价结果与分析

4.1 不同路面结构类型裂缝的修补效果

各种裂缝修补处治措施的应用效果的评价结果见表3及图2。

表3 沥青路面、“白+黑”路面处治方式效价比评价

图2 沥青混凝土、“白+黑”路面各种处治方式的效价比对比

根据评价结果可知，各种裂缝修补措施在沥青混凝土路面裂缝处治中的效价比总体上高于“白+黑”路面。其中灌缝+贴6 cm宽压缝带的裂缝修补措施［方式（2）］在沥青混凝土路面裂缝处治中的效价比最高，达0.712×10-3，其次为方式（1），再次为方式（4），而方式（3）的效价比最低。

4.2 相同运营时间后的修补效果

沥青混凝土、“白+黑”路面结构的裂缝，各裂缝修补措施在道路运营8个月后的应用效果评价结果见表4。

表4 各裂缝处治方式运营8个月后的效价比评价

分析各种路面裂缝修补措施，在道路运营8个月后，方式（2），即灌缝+贴6 cm宽压缝带的效价比最高，达0.436×10-3，说明该措施的综合效果最佳；其次为方式（1），效价比为0.387×10-3；再次为方式（4），效价比为0.214×10-3；方式（3）的效价比最低，为0.067×10-3。

5 结语

综上可知，各种裂缝修补措施在沥青路面裂缝处治中的效价比高于“白+黑”路面，即获得同等修补效果时，相同的修补措施用于“白+黑”路面裂缝修补的成本更高。灌缝+贴6 cm宽压缝带对沥青混凝土及“白+黑”路面裂缝修补的效价比最大，而直接贴4 cm宽压缝带修补措施的效价比最低。道路运营8个月后，灌缝+贴6 cm宽压缝带的综合修补效果最佳，直接贴4cm宽压缝带的综合修补效果最差。