不同季節路面裂縫處理施工工藝的研究應用

姜建平 紀 宏 姜彥彥

（濟南市公路管理局 濟南 250014）

目前，大量公路路面已經進入養護維修期，這對公路管理單位的養護維修工作提出了嚴峻的挑戰。如果不及時有效地處理公路病害，尤其是對瀝青路面裂縫處理不當，會影響道路的使用壽命，并埋下安全隱患，將造成經濟上的巨大損失［1］。

由于現有裂縫處理施工工藝效果受溫度和環境影響較大，怎樣在不同季節選擇合適的裂縫處理方式尤為重要。為了解決瀝青路面裂縫潛在的危害，有效地處理瀝青路面裂縫，進而防止裂縫區域的擴大，使危害降到最低，增強公路使用壽命；同時，立足實用性、節省性和可操作性的原則，必須研究如何針對全年不同季節采用合理、有效的施工工藝進行裂縫處理。

通過對相應路段路面裂縫的統計分析和車流量的現場踏勘，結合道路設計資料和現有施工設備，以及路面養護過程中資金問題，綜合考慮，可以針對不同季節，選擇應用不同的灌貼縫工藝，進行瀝青路面裂縫處理，達到降低成本，實時維護的目地。

1 路面快速貼縫帶

路面裂縫貼縫帶是一種滾卷式阻裂防水隔膜，厚度2～2.5mm，主要用來處置路面裂縫。路面裂縫貼縫帶可以直接鋪貼在路面裂縫上，起到密封、防水的作用，并防止路面裂縫擴散。路面裂縫貼縫帶有8，12cm等寬度，可以對不同寬度的裂縫進行鋪貼。

1.1 性能特點

（1）操作簡便、施工速度快。在路表面使用貼縫帶只需清掃后即可鋪設，省去了傳統的灌縫使用的專用機械和灌縫料的加熱設備。

（2）質量可靠，美觀耐用。貼縫帶能夠保持長時間不變形不脆裂，有效防止路表面裂縫的擴散，克服了開槽灌縫后出現的啃邊現象。傳統灌縫料容易出現高溫流淌，低溫脆裂現象，利用貼縫帶進行裂縫處理能夠保證裂縫處的整齊美觀，相比灌縫后嚴重損害路面形象，用貼縫帶修補的裂縫，達到了表面“美容”的效果。

（3）安全環保無副作用。傳統的灌縫工藝，均需對灌縫料加熱處理，施工人員必須與這些有害物質及氣體接觸，因此施工人員容易受到有害氣體的毒害。貼縫帶主要由聚合物構成，不易燃、無毒副作用、無刺激性氣味，是一種優質的環保產品。

（4）成本低廉。路面的裂縫達到一定的寬度、深度、密度即會影響道路通行質量，而傳統的開槽灌縫不僅會帶來質量隱患、而且成本也遠遠高于貼縫帶。貼縫帶可以根據不同的路面寬度進行裁剪，這樣可以節省成本。

1.2 施工方法

（1）將路面、面層裂縫清理干凈，并將裂縫兩側20cm范圍內的路面同時清理干凈。

（2）取出面層貼縫帶，剪取長度略長于裂縫長度的一段面層貼縫帶。

（3）揭去隔離紙，換路面裂縫的走向貼。

（4）根據氣溫保持3～5min后，用手指按壓貼縫帶和裂縫兩側，待略粘手指時將面層貼縫帶從一端碾壓粘貼，直至覆蓋整個裂縫，粘貼時要注意裂縫處于貼縫帶中間部位，并注意盡量不要將空氣壓在貼縫帶與路面之間而形成氣泡。

2 道路冷補技術

裂縫嚴重時，一般作為坑槽處理。在道路養護工程中，相對于傳統的熱態高溫修補概念而言，對于采用常溫或低溫冷態的修補，即為冷補。其冷態修補用的材料即為冷補材料。具體講，瀝青冷補材料是指沒有加熱的礦料與稀釋的瀝青經過拌和而形成的一種混合料。根據拌和形式，可以分為2種：工廠拌和、現場拌和。

2.1 瀝青冷補材料的成型機理

瀝青冷補材料的強度形成過程和熱瀝青混合料的強度形成過程有所不同，熱瀝青混合料用的瀝青是熱塑性的，而冷補瀝青混合料的瀝青是經過改性的，己經不是完全的熱塑性。冷補混合料的強度形成有一個緩慢的過程，在攤鋪、碾壓時具可塑性、流動性，能被擠壓至坑槽中不規則的地方。在行車和空氣的作用下使一部分溶劑揮發，瀝青逐步變稠，冷補混合料顆粒之間的分布更加緊密，空隙率減少，礦料相互的黏結更牢固。

冷補混合料的強度由2部分構成：①由于改性瀝青自身的黏結性和黏附性及與礦料相互作用而形成的混合料的內聚力和黏附力所構成的，它們使得礦料顆粒間不易分離，形成整體，也使混合料與原表面有較高的粘著力而不易剝離、推移；②混合料經碾壓后由于礦料顆粒間的嵌擠鎖結作用而形成的混合料的內摩擦阻力。冷補料這2部分力就構成其初期強度，并足以抵抗車輛荷載的作用。

2.2 瀝青冷補材料的特點

（1）適用于任何天氣和環境。瀝青冷補材料適用的環境溫度范圍寬，可在－20～50℃之間使用。

（2）施工簡單。使用瀝青冷補材料，修補時無需粘層油。備料可隨用隨取，不需要重型施工機械，可根據路面的不同修補情況采用壓路機壓實，沖擊壓實，人工壓實。

（3）生產簡單、容易保存。瀝青冷補材料生產工藝簡單，可直接利用傳統的熱瀝青攪拌設備在當地生產，瀝青冷補材料常溫下可露天存放2年以上，袋裝密封成品存放時間可更長。

（4）便利交通。用瀝青冷補料修補的區域無需封閉交通，可立即通車，能大大緩解因道路修補施工而造成的交通壓力。

（5）綠色環保。瀝青冷補材料生產和使用不會產生粉塵和黑煙，且成品不溶于水。因而不會污染大氣和地下水，有利于環境保護。

2.3 施工工序

（1）坑槽清理。將待修補的坑槽內及四周的碎石、廢渣清理干凈，坑槽內不得存有泥漿、冰塊等雜物。市政道路，被修補的坑槽應整齊切邊，廢渣的清除要見到固體堅固面為止。

（2）填滿坑槽。把足夠的瀝青冷補材料填進坑槽內，直到填料高出地面l.5cm左右。市政道路修補，其冷補材料的投入量可增加10%或20%左右，填滿后坑槽中央處應稍高于四周路面并呈弧形，若路面坑槽深度大于5cm時，應分層填補，逐層壓實，每層3～5cm。

（3）壓實、清掃。鋪設均勻后，根據實地環境，修補面積的大小和深度，選擇適當的壓實工具和方法進行壓實。如人工用鏟背壓實，人力夯、振動平板夯壓實，壓路機壓實等；壓實完成后可在表面均勻撒上一層石粉或細沙，并用清掃工具來回清掃，以便細沙填滿表面空隙。

（4）驗收。修補完的坑槽表面應光潔、平整、無輪跡，坑槽四周邊角一定要壓實，無松散現象。普通道路修補壓實度要達到93%以上，高速公路修補壓實度要達到95%以上。

3 冷灌封修復劑

在傳統的認識中，認為裂縫對路面損壞是在雨季，所以路面裂縫灌封普遍安排在春季，誠然這對雨季封閉路面裂縫進水有著較好的作用。但隨著國內外研究的深入，發現冬季雪融水滲入路面造成的破壞遠大于雨水滲入路面造成的破壞。

3.1 冬季瀝青路面裂縫灌封膠優勢

（1）滲透和粘附性強。由于該裂縫修復材料細度模數小、流動性強，能在裂縫中滲入深度和數量加大，增加封縫效果。并且，該裂縫修復材料中的極性物質能對縫壁起到還原再生作用，增加粘附性。

（2）不開槽。適用于任何形式的裂縫 由于該裂縫修復劑具有滲透性強、粘附性強的特點，加上變頻螺旋式高壓熱氣噴機的配套使用，無需開槽，就可以起到其他材料的灌封效果。

（3）持久性。耐磨型涂聚脲彈性增強纖維布的使用，減少了灌封后車輛對膠體磨耗。雖然該裂縫修復材料表層模量增加，但裂縫內的材料仍然處于粘稠狀態，能保持長久的封縫效果。

3.2 施工工藝

首先，對裂縫內及兩側路面進行清理，將路面裂縫進行放樣標注，為準確烘縫提供參照，然后采取變頻螺旋式高壓熱氣噴機充分烘縫，縫壁溫度和濕度符合灌封要求時，采取帶有馬蹄靴的灌縫機灌注路面裂縫冬季修復劑PCR－WIII型，隨后人工覆貼耐磨型涂聚脲彈性增強纖維布，對氣泡處用橡膠錘充分錘實，確保結合密實，15min后開放交通。由于不用開槽，一些細小支縫也能夠處理。同時因為其高溫穩定性，在路面上不會出現像灌縫膠或熱瀝青施工時灌縫材料在路面流淌污染路面的情況，外觀效果好。

4 復合式灌貼縫

4.1 性能特點

（1）滲透性強。由于高聚物改性瀝青材料細度模數小、流動性強，在裂縫中滲入深度和數量加大，增加封縫效果及高溫穩定性。高聚物貼縫帶的作用，即使在炎熱的夏季，裂縫當中的材料也不會溢出并被車輛帶走及磨損，即使路面溫度高達60℃，裂縫始終保持美觀整潔不變形。

（2）低溫抗拉性能強。高聚物貼縫帶和高聚物改性瀝青相容性好，2種材料迅速粘合形成整體，使其在低溫下抗拉能力增大。即使在冬季低溫下也不會開裂。

4.2 施工工藝

首先，施工前提前1h準備高聚物改性瀝青，用粉筆對路面裂縫進行標注；然后，用鋼絲刷或專用裂縫清潔設備對裂縫進行清理，使用高壓空氣熱噴槍沿裂縫緩慢、仔細地預熱烘烤出新的結合面以便材料與路面更好地結合。沿裂縫仔細緩慢灌注高聚物改性瀝青，直至裂縫灌注飽滿。使用高聚物貼縫帶對路面裂縫進行貼封。

5 路面裂縫處理方案的最優選擇

5.1 方案制定

上述每種材料和施工工藝都有其優缺點和適用范圍。可見，針對瀝青路面裂縫的處理，要根據裂縫的范圍大小，不同的環境和季節，采取相應的施工工藝。對于瀝青路面的養護，如果能實現全年全時段裂縫灌封是最有效的。全年全時段裂縫處治是瀝青路面預防性養護的重要手段，也是延緩瀝青路面損壞的重要途徑。基于此，本著養護成本低、效益最佳的原則，特提出了瀝青路面裂縫處治全年全時段方案。

表1為各施工工藝下的施工優缺點對照表。

表1 各施工方案分析比較表

5.2 效果檢查

為了確保所制定各方案的有效實施，并且驗證方案的可實施性，及時掌握各方案實施后路面裂縫接縫口的接合情況，了解裂縫處理效果，以便提高路面使用質量、保證路面使用壽命。依據《公路工程質量檢驗評定標準》等相關規范，針對不同施工工藝進行裂縫處理的各試驗路段，進行了灌縫和貼縫質量的檢查，并在施工結束通車一定時間后，對裂縫接合處的強度進行了檢查。具體檢查的內容和方法是：抽查每條被檢線路接縫總長的5%～10%。檢查工藝質量是否符合要求，相關工藝下的裂縫接合處是否出現老化、擠出、缺損、接縫是否滲水［2］。

從本課題研究的4種施工工藝的使用效果看，采用專業冷灌縫密封膠進行裂縫處理的試驗路段，密封性好、外觀好、材料富有彈性，但是有些路面出現了裂縫接合處密封膠失效、甚至脫落現象。采用其他3種施工工藝的試驗路段檢查情況如下：快速貼縫帶具有方便施工不破壞環境、實用的效果；采用瀝青冷補料進行裂縫處理，對路面破壞較大，且施工周期長，僅限于大面積裂縫的處理；而采用復合式灌貼縫工藝，由于在瀝青灌縫處理的基礎上，鋪貼高強度的粘貼帶，無論是連接處強度，還是密封性，效果都達到最佳。

（1）社會效益。不同季節瀝青路面裂縫處理施工工藝的研究和應用，消除了路面損害給行車安全帶來的隱患，提高了路面的美觀程度，降低了噪音，改善了路面標志的可見度，有效提高了路面整體性能，具有很好的社會效益，提高了公路的服務水平。

（2）經濟效益。瀝青路面裂縫處理新工藝的應用和推廣，提高了路面使用壽命，降低了養護成本，節省了20%的后期維護資金，達到了經濟性和實用性的效果。

［1］ 上海市公路管理處.公路瀝青路面養護技術規范［S］.北京：人民交通出版社，2001.

［2］ 交通部公路科學研究所.公路工程質量檢驗評定標準［S］.北京：人民交通出版社，2004.