公路路面裂缝养护措施与施工技术研究

1 引言

公路作为我国交通基础设施中的重要组成结构， 其路面使用性能直接影响着公路运行的安全性与稳定性。 沥青路面极易受到外界环境影响而产生裂缝，缩短其使用年限，同时，地表雨水也会直接通过裂缝渗入路基，造成路面不均匀变形、滑塌。 项目管理单位需要采取有效措施对路面裂缝预养护，及时避免病害程度扩大，提升路面使用质量。

2 工程概况

河北省承德市某公路设计里程K0+000~K20+000， 全长20 km，是衔接承德市和周围县市的重要基础设施。 该公路路面设计宽度24 m，双向6 车道，设计车速80 km/h。 该项目所处位置昼夜温差大， 且超载车辆通行量在近几年呈现不断增多的趋势，建设单位于2015 年对该公路地质环境复杂、设计指标严格路段（里程K5+050~K8+010）进行了路面改建，新路面结构为4 cm 沥青玛蹄脂碎石混合料表面层（SMA-16L）+6 cm 粗粒式沥青混凝土（AC-25I、中面层）+20 cm 厂拌水泥稳定碎石基层）+25 cm 厂拌二灰稳定碎石底基层。至2022 年，经过项目管理单位现场调查发现，该公路整体弯沉、平整度优良，横向力系数中等，主要在K5+050~K8+010 段存在数量较多、程度较为严重的纵向、横向、网状裂缝，如图1 所示。现场裂缝如果不及时加以处理，会造成病害的持续扩大，弱化路面使用性能[1]。

图1 路面裂缝病害

3 预防性养护前期病害处理

3.1 纵横向裂缝

现场采取预防性养护措施之前， 需要对路面不同类型的裂缝进行灌缝处理，一般选取道路专用密封胶，依据现场裂缝宽度的不同可以分别采取以下两种技术： 当裂缝宽度＜6 mm时，可以先清理缝隙，缝隙中难以清除的尘土可以采取空气压缩机清除，继而将热沥青、乳化沥青采取灌缝撒料方式进行缝隙封堵；当裂缝宽度＞6 mm 时，首先清除缝隙内部及边缘位置的尘土和杂物，也可以轻微开槽清理，并且采取空气压缩机进行吹净，采取细粒式热拌沥青混合料填封缝隙，捣实按压其填料，封口之后进行热砂覆盖，也可以填封乳化沥青混合料[2]。

针对现场纵横向裂缝宽度普遍大于7 mm 的情况，结合实际拟采取以下前期病害处理流程：首先，对现场裂缝用粉笔标示，继而依据裂缝宽度、深度，合理确定开槽机的开槽宽度、深度。 依据既有标示，采取开槽机进行U 形凹槽均匀割出，现场的开槽宽度分布在8~14 mm，开槽深度12~20 mm。其次，裂缝杂质、微尘需要采取空气压缩机清理彻底，确保填料能够均匀长久地黏合在面层结构；凹槽边缘需要加热，一般采取热喷枪烘热裂缝，改善密封胶的黏结效果；密封胶需要采取专业灌缝机持续化加热至190 ℃以上，利用压力喷头将密封胶均匀注入清理干净的凹槽内，裂缝两侧则可以借助拖靴结构构造成5 cm宽的贴封层，最终形成T 形状。

其中，密封胶灌缝阶段需要严格控制灌注量，达到路面高程的相互齐平（高出路面1~3 mm）。 灌缝阶段，不同缝隙的灌注需要连贯开展， 填缝不符合技术要求， 则需要进行二次处理。 灌缝结束之后，则需要对病害位置进行矿粉、石屑的冷却覆盖，清理完成之后可以开放交通[3]。

3.2 网裂

现场破坏程度明显的网裂病害，需要深层化处理，一般采取基层材料进行补强。 轻微网裂段， 主要采取沥青混合料回补，回补方式需要依据开挖深度而确定，病害开挖深度＜7 cm，则可以对沥青混合料分层回填， 保持原路面结构层的形式一致； 网裂开挖深度＞7 cm， 则现场难以对路面进行压路机压实，则可以采取铁夯进行人工压实，提升压实质量。

4 微表处技术应用分析

微表处技术适用于裂缝、松散、变形较多的路面预养护，且能够提升路面抗滑能力。 目前，河北省内多数公路出现裂缝病害时多采取微表处处治，且现场具备成熟应用经验，项目组拟决定采取微表处技术进行试验段的处治效果进行分析，以便将其推广至病害全段。

4.1 原材料

项目组采取微表处技术的原材料包括水、填料、矿料、改性乳化沥青、添加剂。 其中，填料应该保持疏松干燥，矿料可以混合部分填料，矿料需要确保坚硬耐磨、粗糙洁净，骨料则选取砂当量65%以上的玄武岩破碎料， 改性乳化沥青为阳离子BCR、慢裂型，基本性能指标如表1 所示[4-5]。

表1 改性乳化沥青基本性能指标

混合料中改性沥青最佳用量的确定需要通过配比试验和规范对比来确定，油石比为7.5%，项目依据气候、路面交通量、路面状况选取MS-2 单层混合料铺设。 拌和试验开展前，需要初步设定混合料不同材料用量，继而判定其配伍性，混合料黏聚力试验数据如表2 所示， 试验获取的黏聚力满足规范允许要求，并不会过长时间阻断交通。

表2 黏聚力试验数据

针对混合料上、下限级配、中值级配进行1 h 湿轮磨耗试验结果如表3 所示。

表3 不同油石比微表处湿轮磨耗试验结果

4.2 微表处施工工艺

4.2.1 施工顺序

微表处具体施工中， 首先需要对现场进行勘察， 清扫路面；设置标志线供摊铺车行进顺直，摊铺车旁需要设置储料；摊铺工作开展中出现的局部施工缺陷可以采取人工养护；施工结束之后开放交通。

4.2.2 施工方法

微表处路段病害处理中， 为避免交通堵塞主要采取单车道施工，摊铺宽度选取为行车道与路缘之间的跨度；检查摊铺机是否正常运转，其性能是否稳定，混合料用量需要依据试验确定；保持矿料湿度一致，摊铺车车身需要对准控制线，调整摊铺箱四周至路面；摊铺机内混合料容积为2/3 时，摊铺速度控制在1.5~3 km/h， 其中， 需要确保搅拌量和摊铺量保持一致；摊铺结束之后需要开展人工找平处理，过厚部分采取橡胶耙铲除，过薄部分则需要进行填补；混合料出现摊铺堵塞时，需要及时关闭设备，并且将摊铺箱提离现场，清理摊铺箱；接缝处理中，横向接缝起始于上一车程的封层终端，并且摊铺机要倒回1 m 处重新进行摊铺，顺直化接缝则需要铺设铁皮，路缘石墩、隔离墩处则需要覆盖薄膜进行保护，修补局部漏缺；摊铺结束后，需要采取6~10 t 的轮胎压路机碾压混合料，初期养护中， 道路半幅需要关闭。 施工效果需要保证表面平整粗糙、无松散、无明显压轮痕迹，纵横缝平顺，和周围结构衔接柔顺[6-7]。

4.3 养护效果

项目组在微表处结束后1 d 开展预养护试验路段的车辙深度、裂缝条数、渗水系数、摩擦系数、构造深度等关键指标的检测，具体如表4 所示。 结果表明，相对于原有路面状况，微表处技术能够有效控制病害范围的扩增， 且各关键指标都有着较好的改善，道路使用寿命及使用性能得到了提升，社会经济效益显著；相对于养护后，延续6 个月的路面使用性能中的抗滑性能、抗渗性能有所提高，裂缝条数及车辙深度增加不明显[8]。

表4 预养护前后路面使用性能指标

5 结语