论沥青路面裂缝修补及效果的评价

2022-07-25陈峻

科学技术创新 2022年23期

陈峻

（益阳远程公路建设有限公司，湖南益阳 413000）

受长期车流荷载、环境水害等多种因素作用，沥青路面病害频发，严重影响路面行车性能，若开裂病害得不到及时、有效治理，在环境水害持续作用下，路基结构会遭到破坏，诱发塌陷、坑槽等病害，使路面丧失服役能力。当前，沥青路面裂缝修补技术众多，不同的裂缝修补技术治理效果存在不同，且各工艺方案的材料选择对治理效果也具有重要影响。为此，文章从路面结构特点、行车荷载、服役时长等方面，结合具体的道路施工项目，对不同类型路面的修复效果及经济效益进行了综合评估，以期为后续沥青路面开裂治理提供指导。

1 裂缝修补技术

1.1 裂缝修补措施

针对某公路正在服役的路面裂缝，对比四种不同类型裂缝修复方案技术特征、成本损耗，详情如表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 裂缝处治灌缝及开槽灌缝技术

灌缝施工多选用热灌类灌缝胶为灌封材料，该灌缝剂具有良好的粘合性和可塑性，可以在裂缝发生的时候将裂缝封闭起来，实际应用效果可观。施工实践中，灌缝施工可分为直接灌缝和开槽灌缝两种类型。

1.2.1.1 直接灌缝处治工艺：直接灌缝处治工艺一般用于3mm 以下的横缝，施工时无需配备切缝机，施工简单灵活，裂缝的长度和宽度都比较小。直接灌缝处治工艺流程为：清缝、灌缝、撒砂、养护、通车。其灌缝效果如图1 所示。

图1 直接灌缝工艺效果图

1.2.1.2 开槽灌缝处治技术：对于3.0～10mm 宽的路面裂缝，应采用开槽机根据公路路面施工技术要求进行开槽，保证缝槽的平整，且槽深在1.5-2.0 厘米的深度范围内。开槽后要立即用钢丝刷、鼓风机等工具清槽，以保证封口施工过程中的密封胶粘力。在灌缝过程中，要对灌缝装置的移动方向进行适当的调整，提高裂缝表面封闭效果。裂缝宽度大于10mm，则以电锤钻扩孔，作业方向沿着裂缝走向形成1.5cm 宽缝槽，然后用气泵将一定的气压注入槽内，将槽内的杂质全部清理干净，然后注入密封胶，然后将其平整、压实。开槽灌缝处治技术的基本步骤如图2 所示。

图2 开槽灌缝处治工艺工艺流程

1.2.1.3 开槽需要配备专用的路面开槽机，将开槽刀片对准缝隙，沿着缝隙方向进行开槽，保证切口的形状和形状均匀，其它的处理方法与直接灌缝法是一样的。其裂缝处理作用见图3。

图3 开槽灌缝工艺效果图

1.2.2 裂缝处治压缝带技术

压缝带的修复方法是利用压缝条，对路面开裂进行封闭。

1.2.2.1 压缝带是近年来被广泛采用的一种新型道路裂缝修复材料，类似于“创可贴”。压缝带的修复方法无需预先切割，但在粘贴胶条前，必须将缝隙处的杂乱清除，并按照路面的裂缝宽度切割出适当的压缝条，并在粘贴时，要小心避免将压缝条的接触面污染。

1.2.2.2 加热式压缝带技术是采用喷枪对道路裂缝和接触面进行加热，使被修复的路面裂缝表面有泛油，而接缝胶条的接触面也发生了松散。在裂缝转弯时，可以按缝的弯曲方向调节压力缝的方位。如果裂缝转向右侧，则应将其左边的缝边加温，以将其向右侧弯折，反之也可。在卷边的最后部位，可以适当地增加加热的次数。将压缝带贴在裂缝的表层上，然后再用合适的温度将其两边加热，直到它变得柔软和光滑。

1.2.2.3 自粘式压缝带粘贴时无需预加热，在压缝时，用手直接挤压，操作简单，对运输无任何影响。正常情况下，压缝十分钟后方可恢复交通，可于压缝处表面撒细砂增加路面摩擦力，避免车轮将压缝带带起。

2 评价影响因素

2.1 路面结构类型

某服役中的公路工程为山岭重丘区域，该工程路面结构如表2 所示。

表2 该工程路面结构

2.2 路段交通量

以收费站、中继站为边界，可将某分为16 个路段，对不同路段车道系数和车轴负荷加以核算，并获得标准轴载作用次数，详情如图2 所示。

为便于计算，在计算时量级取1.0*109，忽略单位量级影响。标准轴载作用次数与路面破损强度间存在正相关性，此外，温度、降雨、地质条件、车辆负载等因素都会影响路面破损强度，沥青混凝土路面修复，应将地面与修复材料紧密结合。

表3 某运营公路2021 年各断面交通量统计

2.3 处治方式与运营时间

裂缝修复处理所需的时间与道路服役时间成正比，即随着公路使用年限越长，其修复处理所需的时间也相应增加。选取七个月后的沥青混凝土和“白+黑”沥青混凝土路面开裂，采用不同的修复方法，对不同类型的裂缝修复方法进行对比，以提高不同路面裂缝修复的有效性。

3 评价方法

为了最大限度地提高修复效果的可比性，对修复效果与经济效益进行客观评估，需建立一个统一的评估指标。在这一基础上，提出了效度理论，效度指达到同样的修复效果所需要的费用，而修复的费用越高，则费用越少，也就是修复的整体效益更好，可以用下面的公式来计算。

其中，裂缝长度的转换因子为α；用β 表示路段的里程换算系数；γ 为运行时间的影响因子；δ 代表了交通流量的影响。本文从16 个路段中选取12 个路段，对不同类型路面结构采用不同的裂缝修复方法进行了性能评估。

4 评价结果与分析

4.1 实施过程及效果

该试验采用了“灌缝+贴6cm 厚的压缝条”技术，完工后运营7 个月检测，结果显示测试路段状况良好，无明显车辙或其他次生病害情况，偶见少量裂缝，裂缝多为纵向或横向排列，这些裂缝的宽度都很小，一般小于2mm。

4.2 不同路面结构类型裂缝的修补效果

不同路面结构类型及裂缝修补措施如表4 及图4 所示。

表4 沥青路面、“白+黑”路面治理方法效价比

图4 沥青混凝土、“白+黑”路面各种处治方式的效价比对比

从评价结果看，不同裂缝修复方法对沥青混凝土路面裂缝的处理效果均优于“白+黑”路面。在沥青混凝土路面的裂缝处理中，采用灌缝+6cm 宽压缝带的修复措施（方式2）。（2）效果最好，达到00.425*10-3，接着是方式（1），再次为方式（4），但方式（3）的效果最差。

4.3 相同运营时间后的修补效果

道路运行7 个月后，对不同类型修补措施实际应用效果进行评估，比较不同路面结构裂缝修补措施的应用成效（见表5、图5）。

表5 各裂缝处治方式运营7 个月后的效价比评价

图5 各裂缝处治方式运营7 个月后处治效果效价比评价

道路运行7 个月后，针对不同类型路面裂缝修情况，对不同裂缝修补措施成效进行对比，结果显示，方式3 直接贴缝4cm 措施的效价比最低，为0.067*10-3；其次为方式4 热贴缝4cm，效价比为0.214*10-3；再次为方式1 开槽+灌缝+贴缝4cm，效价比为0.387*10-3；方式2灌缝+贴缝6cm 效价比最高，为0.436*10-3，即该措施的综合处置效果最佳。