高速公路瀝青路面裂縫處治方案研究及評價

楊素通 郭 偉

（河南省交通規劃設計研究院股份有限公司， 河南 鄭州 450000）

0 概述

本條高速公路位于河南省中南部，于2004年12月建成通車，目前已運營接近14年，路面類型為半剛性基層瀝青路面。自建成通車以來，高速公路管路處養護部門對其進行了日常養護，多次分路段、分車道進行微表處、精細化抗滑磨耗層等預防性養護以及銑刨重鋪專項養護等處治方法。但目前本路段路面狀況病害較全線其他路段最為嚴重，主要病害類型為橫向裂縫，以及由橫向裂縫發展而來龜裂，唧漿等病害；另一方面交通量（尤其重載車輛）日益加大，原有處治措施使用壽命越來越短，同時存在處治方法繁多、材料差異性大、實施路段過于分散、路面色差明顯，已嚴重影響道路行車舒適性以及耐久性[2]。

1 路面結構

本條高速公路屬于半剛性基層瀝青路面，路面結構如下：

表1 路面結構

2 主要病害類型

根據現場路面破損調查統計，本項目路段路面典型病害主要表現為橫向裂縫、輪跡帶縱縫、龜裂以局部裂縫處伴隨唧漿、沉陷等。

2.1 橫向裂縫

根據現場調查，本條高速公路橫向裂縫較多，以重度裂縫為主。部分的橫向裂縫都貫穿整幅路面，有的與縱向裂縫交匯后在交匯處形成塊裂、龜裂病害。通過對橫向裂縫進行騎縫鉆芯檢測，現場取芯發現：大部分橫向裂縫芯樣完全斷裂，裂縫貫穿整個面層，對應基層也存在開裂。

2.2 縱向裂縫

根據現場調查，本條高速公路縱向裂縫較多，主要沿行車道輪跡帶附近分布。路面縱向裂縫以荷載裂縫和施工接縫為主，其中荷載裂縫貫通面層，部分貫通基層；施工接縫主要集中于面層。

2.3 修補

本條高速公路日常養護及專項較頻繁，修補較多。

2.4 龜裂

經調查全線龜裂較嚴重，多為輪跡帶龜裂。路面輪跡帶出現的龜裂、塊裂主要源于面層瀝青混合料老化以及重載交通的作用，路面龜裂、塊裂主要集中于瀝青面層。

2.5 唧漿

本路段部分橫縫及修補接縫處存在唧漿問題。唧漿主要為路面出現開裂后，雨水等沿裂縫滲入路面內部，積滯在半剛性基層頂部，在行車荷載作用下產生動水沖刷，將水泥穩定砂礫基層的泥漿通過表面裂縫帶出至路表，形成唧漿。本路段所處地區降雨量較大，經調查可知，層間結合普遍較差，雨水等通過路表面裂縫進入基層后，產生沖刷而形成唧漿。

3 裂縫處治效果評價

3.1 裂縫處治技術

通過調研國內及河南省常用高速公路瀝青路面裂縫處治技術[3]，在本條高速公路歷年專項養護期間，針對典型病害，先后采用了U型槽、V型槽、焊縫、水泥注漿以及高聚物注漿等措施進行處治，并對處治效果進行了持續跟蹤，監控，通過裂縫反射情況，評價其處治效果，并于2018年1月份進行了集中鉆芯取樣，分析其裂縫處治工藝和易性以及裂縫反射原因。

3.2 裂縫處治效果跟蹤評價

1 焊縫

表2 項目歷年典型病害處治措施

2017年選取試驗段進行了焊縫處治，2018年1月份對焊縫處治試驗段進行跟蹤觀測和鉆芯檢測。

焊縫處治約半年后，道路表面有輕微的橫向反射裂縫。芯樣表明，焊縫膠對裂縫的粘結作用較好，但層間粘結較差，焊縫膠會大量填充于層間形成中間層，中間層對瀝青面層的粘結作用較好，對水泥穩定碎石的粘結作用較差。

2. V型槽

2016年選取試驗段進行了V型槽處治，2017年1月份對焊縫處治試驗段進行跟蹤觀測和鉆芯檢測。

V型槽處治約半年后，橫向裂縫未反射至面層表面。芯樣表明，由于裂縫走向一般不是垂直于路面走向，V型槽施工時難以控制，造成實際開槽位置偏離裂縫實際位置，影響處治效果。

3. 復合碳纖維抗裂貼

2016年選取試驗段進行了復合碳纖維抗裂貼處治，2017年1月份對焊縫處治試驗段進行跟蹤觀測和鉆芯檢測。

復合碳纖維抗裂貼處治約半年后，面層表面局部輕微反射裂縫。芯樣表明，抗裂貼本身強度較高，但與瀝青面層的層間粘結性能較差。

4. 水泥注漿

往年養護專項過程中曾對唧漿處進行水泥注漿處治，2017年1月份進行跟蹤觀測和鉆芯檢測。

唧漿注漿處治試驗段在注漿后未進行銑刨重鋪，水泥在干縮及溫縮作用下，宜在表面注漿孔形成空隙，使水進入路面結構內部，在長時間的荷載及水的綜合作用下，下雨天過后，已開始出現唧漿。芯樣表明，水泥漿多集中于層間，厚度約為1.5cm～2cm，并且裂縫已貫穿水泥凈漿層。

5. 高聚物注漿

2014年針對橫向裂縫選取了部分試驗段進行了高聚物注漿處治，2017年1月份進行鉆芯及挖探實驗。

高聚物注漿在試驗段處治 2年后，裂縫已反射至面層。芯樣表明，裂縫內高聚物含量很少，高聚物多集中在層間。

6. U型槽

2016年對部分重度橫向裂縫，沿垂直裂縫走向開U型窗處治，U型窗上部寬70cm，下部寬50cm，深至下面層頂，槽底粘貼抗裂貼，回填10cm瀝青砼后，銑刨上部4cm后，連續回鋪上面層瀝青砼。

U型槽橫截面為U型，裂縫底部不會形成普通開槽或矩形窗底部的應力集中，避免了 2次人工接縫，有效的延緩了裂縫的反射。經現場觀測，U型槽處治路段表現良好，路表面無反射裂縫。

4 結論

通過對試驗道路不同裂縫處治技術處治效果跟蹤評價可以發現，不同裂縫處治技術均存在不同的局限性，主要問題可以歸納如下：

（1）不同病害應選用不同的處治技術，面層類裂縫可以選用聚合物材料處治技術，基層類應選用水泥材料類處治技術；

（2）V型槽和U型槽可以有效消解裂縫處的應力集中現象，但是在開槽過程中，裂縫深度走向不明，極易偏離裂縫走向；

在實際裂縫處治技術選取過程中，應根據交通量、降水等影響后期裂縫快速發展的因素不同，選取不同的裂縫處治技術。