[12-11 17:00:56] 来源：http://www.tmgc8.com 公路工程 阅读：3129次
本文就京秦高速公路的路面纵横向裂缝的现象进行了分析，找出裂缝产生的原因，并总结了几种养护修补方法的优缺点，提出路面裂缝修补技术的发展方向和建议。 由于受路面结构、气候 、地形、地质条件、行车等多种因素的影响，沥青路面建成通车后，都会产生不同程度的路面裂缝。京秦高速公路宝坻至山海关段全长199.31km，位于华北平原东北部，冬季极限最低气温-23℃。于 1999年9月1日正式建成通车。因1999年、2000年冬季连续两年降雪量大，气温低，通车的当年路面即产生横向温度裂缝，并呈逐年增加趋势。到 2002年3月底累计完成沥青路面灌缝修补37.8万米，路面灌缝成为日常养护工作中的一项重要内容。现将京秦高速公路通车3年来的沥青路面裂缝修补技术介绍如下。
1 沥青路面裂缝的现状
京秦高速公路宝山段起止桩号为K98+387～K297 +697，其中唐山市段114.07km为平原区，秦皇岛市段长85.24km为平原微丘区。位于唐山玉田县境内的软土地基段长 17.356km。从路表面裂缝情况看，软基路段内的裂缝最多，平均每千米路面(双幅)裂缝 2 112m，平原区平均 1 342m／km，平原微丘区平均 532m／km。裂缝最窄 0.2mm，最宽的裂缝约12mm。最长的纵缝连续长2 863m，纵缝合计长5 891m，横缝合计长 176969m。其中横向裂缝中半幅贯通的裂缝约30～50m一道，多数路面横向裂缝长5～10m，约占总量的 70％。横向裂缝密度最大的段内92条/km。挖方段内路面裂缝较少，平均150m一道，SMA路段平均 80m一道。地基土质为重粘土路段内裂缝较多，砂土路基段内的路面裂缝较少。3年来完成的路面裂缝修补长度分别为2000年 65 239m，2001年130425m，2002年182 860m。
2 路面裂缝原因分析
沥青路面开裂的原因和裂缝的形式多种多样。影响沥青路面裂缝的主要因素有：沥青质量和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件(特别冬季气温的变化及其变化幅度)、交通量和车辆类型以及施工质量等。按开裂的形式主要分为纵向裂缝和横向裂缝。
2.1 纵向裂缝www.tmgc8.com
京秦高速公路 Kl17+500～K136+000段，路面纵向裂缝较为普遍，最长一条约 2．8km，究其原因主要是由于路基变形引起的，该段地基土为重粘土。路基填土高度为2.8～3.2m，由于路基填土不均匀，影响了路基的整体性。雨季两侧边沟积水，外侧路基浸泡使粘土地基和路基含水量饱和，造成地基承载力下降，路基整体强度降低，在超重车荷载作用下产生路面纵向开裂。此种裂缝的位置多沿行车轮迹方向，开裂时间在雨季后发生。随着冬季气温的下降，在温度应力的作用下裂缝继续发展。
在 K157+800(陡河桥西桥头)和K248+700～K248+900处存在两处纵向裂缝，均在通车半年内产生纵向开裂。在距路面外边缘 2m处产生裂缝，主要是由于路基填土较高 (约 12m)，施工控制不严，引起路基不均匀沉降而造成的。在 K248+850处的纵向裂缝长179rn，距路面边缘 2.5m，且双幅对称发生纵向开裂。该段路基填土高度为618m，填料为石方路堑开炸的风化土石混合料，开裂主要原因是：(1)原地面为沟壑状无法进行填前碾压；(2)路基填料自身空隙率大不易压实，路基成型后自然压密引起；(3)路基填料粒径大，压实功小，无法检测压实度。该段纵向裂缝宽达 3.5cm，裂缝两侧相邻高差达 1.5cm，纵向呈台阶状，严重影响行车舒适性。
2.2 横向裂缝
横向裂缝是沥青路面常见病害之一。导致路面横向裂缝有多种原因，如温度变化、地基变形、半刚性基层反射裂缝、行车荷载疲劳裂缝等。横向裂缝有以下几种表现形式：
(1)低温横向收缩裂缝。沥青混凝土是一种热胀冷缩型材料，其温度收缩系数约为 25×10 -6～40×10 -6，冬季一次大幅度降温产生的拉应变可能达300×10 -6～500×10 -6，远远超出沥青混合料的极限拉应变，沥青面层表面薄弱处就会产生裂缝。沥青面层的薄弱处越多，产生的横向低温裂缝愈多。
(2)温度疲劳裂缝。由于环境气温反复升降，在沥青面层中产生温度应力，温度应力的反复作用使沥青面层产生温度疲劳裂缝。
(3)反射裂缝。高速公路路面基层普遍采用水泥稳定级配碎石材料，水泥碎石的抗压强度要求不断提高 (≥4MPa)。而水泥碎石干缩和温度收缩特性，导致基层成型后一般存在明显或隐性裂缝，裂缝间距约为15～30m。在行车荷载作用下，特别是京秦高速公路超重车较多的情况下，半刚性基层底部产生过大的拉应力，导致基层开裂。随着荷载的反复作用，裂缝会逐渐扩展到沥青面层。(4)其它横向裂缝，如由于桥头路基沉降引起的沿桥涵台背方向的横向裂缝，路面施工工作接缝开裂，桥面铺装水泥混凝土绞缝质量不好而引起纵向开裂等。
3 裂缝对沥青路面的危害 www.tmgc8.com
沥青路面裂缝是常见病害之一。如果沥青路面裂缝得不到及时修补，将对路面的使用寿命和行车舒适性带来影响。裂疆对沥青路面的危害主要表现在以下几个方面。
(1)缩短路面的使用寿命。裂缝的初期 (1—2年内)对路面的使用性能无明显影响，但随着路表面雨水或雪水的逐渐浸入，导致裂缝两侧的路面结构或土基含水量增加，在行车荷载作用下，加速了路面的破坏。
(2)纵向裂缝的发生容易形成沿行车方向呈台阶状，影响行车的舒适性。
(3)桥头跳车处的路面横向裂缝，在路面积水的作用下加速了跳车现象的发展。
(4)块状的路面纵横裂缝如不能及时修补，将很快发展成为网裂，松散甚至坑槽。
4 沥青路面裂缝的修补方法
裂缝的修补具有很强的时限性，安排修补时间不当将大大影响灌缝质量和效果。我省北部冰冻地区沥青路面裂缝的修补时间一般在每年的3月为宜。
沥青路面裂缝修补方法很多，一般可根据裂缝的宽度和深度确定具体的修补工艺，京秦高速公路在过去的 3年中，根据路面裂缝的实际情况主要采用了下述 4种裂缝处理方法 。
4.1 压浆法
在 K248+700～K248+900段路面纵向裂缝采取了压浆处理。因该段裂缝宽度达35mm，路基填土高达20余 m，如不进行彻底处治将严重危及路基稳定与行车安全。施工时压入水泥净浆，水泥为325#普通硅酸盐水泥，水泥剂量为 350kg／立方米，注浆压力为 1.5MPa。压浆前用环氧砂浆对裂缝表面进行封堵，沿裂缝每隔 15m预埋一注浆管，从一端开始，依次注浆直到相邻注浆管溢出浆液为止，压浆前移。如中间有压浆管不能溢出浆液，则将压浆泵移至相邻的下一孔管进行注浆。该段于2000年 4月下旬施工，经过 2年多行车观测效果良好，未发生继续开裂和其它病害，起到了保 护路基稳定和防止雨水的侵蚀作用。
4.2 沥青灌缝
一般采用重交通道路石油沥青 AH-90#。首先对沥青进行现场加热，温度控制在150～160℃ (其中一部分沥青采用了SBS改性沥青)，用铁壶或专用容器将热沥青灌入缝内，一般需浇灌 2～3遍，待沥青温度下降至常温后即可开放交通。此种方法操作简单，使用设备和人员修补费用低，速度快，每人每天可完成灌缝 250～300m。但缺点是：(1)由于裂缝未清扫造成粘结不牢固，一般第二年都需重新灌缝；(2)www.tmgc8.com夏季气温高时，沥青体积膨胀溢出路面被行车粘走；(3)每年重复施工，累计费用增加； (4)长时间人工作业危险性较大 。
4.3 溶剂性改性沥青材料灌缝
施工工艺流程为：(1)先用 4～6MPa压缩空气对裂缝进行清理，一般需2遍； (2)用竹片或铁铲清除缝中剩余杂物；(3)用改装后煤气罐盛入 2／3体积的溶剂改性沥青灌缝 (在普通沥青中加入SBR等3种改性剂，常温下具有流动性)，并用气泵加压至4MPa向裂缝中灌入，一般需浇灌2～3遍，直至灌缝材料与路面平齐为止；(4)将过筛细砂撒在灌缝表面，并用铲抹平，即可开放交通。此种方法所用灌缝材料为专用灌缝材料，具有良好的低温稳定性、渗透性，无需加热，设备比较简单，一套设备一天可完成 800～1 000m灌缝，灌缝效果较好，使用寿命一般在3 ～5年。但灌缝材料较贵，约为 8 000～10 000元／t，灌缝费用约为 10元／m。
4.4 进口灌缝胶修补裂缝
为了探索沥青路面裂缝修补技术，采用新材料，新工艺。我处于 2002年3月引入了进口的高速公路路面裂缝修补技术。在位于 K100+441～ Kl17+500长17km软基路段进行了灌缝施工。共计完成裂缝修补 35960m。
本次所用灌缝材料为原装进 口路面裂缝密封胶。这是一种高分子聚合物橡胶改性材料，常温下外观为固体，用纸箱包装，每箱25kg，使用前加热到 188℃成液体状，具有良好的流动性和粘结力，能够同沥青混合料融合到一起。密封胶冷却后，在常温和低温状态下，具有很高弹性，延伸长度约l0～15倍 ，弹性恢复达 99％。密封胶在-20～120℃温度范围内能跟随裂缝的扩张与收缩而产生弹性变形，始终保持其稳定的密封作用。其主要技术指标如下：25℃ 针入度65(0.1mm)；软化点≥63℃；5℃延度 (低温) ≥22cm；粘着张力 (ASTM D5329) ≥500％；施工加热温度188℃。
灌缝设备 (进口)有2台，一台为 MODEL200型开槽机，另1台为 MODEL125D型灌缝机。
裂缝修补方案：按照国外的沥青路面裂缝修补方案设计可分4种方式 (见图www.tmgc8.com1)。标准槽非贴封式，即开槽深20～50mm，宽 20mm，密封胶与槽灌平即可不加贴封层；标准槽贴 封式，即开槽深20～50mm，宽20mm，密封胶灌满缝后，路面加封2～3mm厚80～100mm宽贴封层；浅槽贴封式，开槽深5mm，宽40mm，灌缝加贴封层式；简单无槽贴封式，适用于裂缝宽度小于 3mm，即不开槽，只在路面裂缝处贴封宽度12.7mm的密封胶。
进口灌缝胶裂缝修补工艺流程为：(1)封闭交通。按照规定摆放安全标志，设专人指挥交通，并根据工程进度随时移动标志牌。 (2)按照要求尺寸沿裂缝方向进行开槽作业。 (3)清理开槽。用高压空气进行吹缝，BE6200型鼓风机可产生6.33kg／cm 压力 和 4.2立方米／mm的气流，能够将开槽后缝内的松散颗粒和杂物彻底清理干净，一般需吹缝 2遍。 (4)灌缝前预热。用普通液化气罐外接喷火装置，在实施灌缝前对凹槽加热，温度达到80～ 100℃即可，有利于灌缝胶和沥青混凝土的牢固粘结。(5)灌缝。在密封胶加热温度达到 188℃时，加热炉盘自动停止加温进入保温状态，这时用灌缝机自带的具有刮平装置的压力喷头将密封胶均匀灌入槽内。灌缝分二次灌满，第一次灌入槽深的4/5，第二次灌满并在槽口两侧拉成宽 60mm，厚 3mm的贴封层。(6)撒料养护。在刚灌满的密封胶表面撒布石粉或细砂，待灌缝胶冷却至常温后即可开放交通，一般冷却时间为 15min。 (7)质量检验。用密封胶修补裂缝，其外观质量验收标准为：密封胶高于路表面2～3mm；贴封层边缘(中国沥青网sinoasphalt.com)整齐，灌缝充分饱满，表面平整；无颗粒状胶粒；灌缝胶经行车碾压后不得发生脱落变形。
5 结 语
高速公路沥青路面裂缝是一项经常性任务。如何改进裂缝修补工艺，提高修补质量，延长路面使用寿命是我们急待解决的重要问题。要想保证灌缝质量和寿命就必须满足 3个条件 ：(1)灌缝材料应具有良好的粘结力；(2)低温状态下具有优 良的延伸性和弹性；(3)灌缝材料应具备持久的抗老化和抗疲劳能力。
京秦高速公路通车几年来沥青路面裂缝修补工作的开展，使我们体会到，高速公路应从长远利益出发，提倡预防性养护，不断采用新材料、新技术，建议采用性能优良的密封胶材料对路面裂缝进行处理。但考虑到密封胶过高的弹性会给新摊铺沥青混合料的压实造成影响，对即将实施罩面大修的路面裂缝，建议采用标准槽非贴封灌缝方式。具体采用何种方法对沥青路面裂缝进行修补，应视裂缝的程度、数量、费用、工艺和使用寿命进行综合分析。
