常見路面反射裂縫處治措施分析與評價

崔晟東

(1.河北瑞志交通技術咨詢有限公司 石家莊市 050091；2.河北省道路結構與材料工程技術研究中心 石家莊市 050091；3.河北省交通規劃設計院試驗檢測中心 石家莊市 050091)

目前高速公路瀝青路面裂縫處治措施根據處理的目的和效果，主要分為兩種：封水和增強。

封水主要是使得處治后的裂縫達到封縫的效果，通過采用熱瀝青、乳化瀝青、摻加了橡膠顆粒的橡膠瀝青等材料滲入裂縫內部，與裂縫縫壁粘合后，灌縫料與裂縫凝結為一體，阻斷水分滲入裂縫內和路面結構層內，減少水分對路面的損害。處治方式包含了開槽灌縫和直接灌縫。顯然，灌縫材料的黏度決定了灌入縫體的程度；而灌縫材料的強度決定了其與裂縫體形成一體后，在經受路面荷載、溫度荷載后是否會發生斷裂的可能。

增強主要是阻斷裂縫在寬度上進一步發展，吸收裂縫的尖端應力，從而達到不發生反射裂縫的效果。通過在裂縫端部鋪設應力吸收層來實現，包括聚酯玻纖布、玻纖格柵、抗裂貼、橡膠瀝青應力吸收層等。這種裂縫處治方式的使用效果主要受制于兩方面的因素：一方面，材料本身應具有較高的抗拉伸強度，在受到拉應變的影響下，其自身通過材料的收縮，來消散應變所造成的拉伸能，從而抑制應變向上層方向的傳遞，并且在不同溫度和水分影響下，仍可保持原有抗拉伸強度；另一方面，材料應具有與路面結構良好的黏結效果，從而達到與路面結構在拉應變作用下的追從性，否則會造成路面結構的自由滑動，不能協同受力而發生裂縫的向上反射。

為檢驗不同裂縫處治方案的使用壽命，項目組選用開槽灌縫、抗裂貼、玻纖格柵、聚酯玻纖布、條形挖補五種常見方案，并同時設置于河北省某高速公路的下行方向，裂縫處治完成后進行路面罩面施工。

1 裂縫處治施工

1.1 封水型裂縫處治

開槽灌縫是瀝青路面養護過程中使用最多的封水型裂縫處治方案。灌注封縫料前，用專用開槽設備開槽，寬度一般在1cm左右，開槽深度約1.2cm。灌縫材料在壓力泵的作用下，通過補縫專用噴槍灌入槽中。開槽灌縫的測試段設置在下行方向的K170+000～K171+000段落內，共處治了31條裂縫。施工后效果見圖1所示。

1.2 增強型裂縫處治

(1)抗裂貼

抗裂貼屬于瀝青路面裂縫處治過程中較為常用的材料，有不同的寬度規格。本次選用的抗裂貼寬為42cm。抗裂貼本身具有自粘性，將待施工路面清潔并干燥后，揭開隔離膜(紙)直接貼敷在裂縫上，為保證黏結效果，鋪設抗裂貼后用膠輪壓路機或車輪滾壓三遍。抗裂貼的測試段設置在下行方向的K197+000～K197+300段落內。施工后效果見圖2所示。

(2)聚酯玻纖布

聚酯玻纖布因其自身不具有自粘性，在鋪設施工前需要在路面上灑鋪一定量的熱瀝青作為粘結材料。

本次采用SBS改性瀝青作為黏結材料，灑布前將瀝青加熱到160～180℃，以達到霧狀的噴灑狀態，灑布量為0.8～1.0kg/m2，噴灑粘結料的橫向范圍要比聚酯玻纖布寬約1～2cm。粘結料灑布完成后要立即進行聚酯玻纖布鋪設施工。為保證黏結效果鋪設聚酯玻纖布后用腳踩和鐵碾子碾壓等措施確保聚酯玻纖布的下層結構的服帖，特別是四周的服帖。

聚酯玻纖布的測試段設置在下行方向的K168+500～K170+000段落內，共處治了28條裂縫。施工后效果見圖3所示。

(3)玻纖格柵

玻纖格柵不能切割，需整片鋪設。一直以來，玻纖格柵由于施工難度較大，施工時為了保證其自身的服帖而需要在兩端固定，而造成其使用量相對較少。

為了使玻纖格柵與原路面保持良好的粘結，并能滿足瀝青混凝土機械化攤鋪的要求，須在原路面上澆灑乳化瀝青粘層。鋪設玻纖格柵時需用鐵皮和鋼釘進行分段固定。

玻纖格柵的測試段設置在K171+100～K172+900段落內，施工見圖4所示。

(4)條形挖補

條形挖補是通過在裂縫頂面挖除一定寬度的混合料，形成矩形空槽。在槽壁涂抹粘層油，再在槽中填補熱拌瀝青混合料，壓實填平，欲通過消解裂縫的尖端應力，來抑制裂縫向上發展。

挖補區域寬50cm，為保證新鋪混合料與原混合料的接縫處密實，防止水分滲入，在接縫噴灑粘結改性乳化瀝青。新鋪混合料的填充、碾壓須保證混合料密實，厚度、壓實度符合要求。

條形挖補的測試段設置在下行方向的K168+500～K168+800段落內，共實施了9處處治。條形挖補路面狀況見圖5所示。

2 處治效果評價

項目完工后首先經歷一個寒季的考驗，然后是3～6月春夏交融的考驗，以及10月的劇烈的降溫和冬季嚴寒的考驗，項目組對測試路段進行了連續兩年的觀測。

從對比觀測的結果來看，不同的處治方式下罩面層出現裂縫的時間是不同的。主要表現為，開槽灌縫處理的裂縫在經歷第1個寒冬后即反射至面層，條形挖補處理的裂縫在經歷1年半的使用后反射至面層，聚酯玻纖布和抗裂貼、玻纖格柵的路段在經歷1年半的使用后未出現反射開裂的現象。

(1)開槽灌縫

開槽灌縫路段的第一條裂縫出現在項目完工后的2個月。裂縫位于K170+840，行車道率先出現開裂，長度約3.5m，裂縫縫寬約3mm。經鉆芯取樣，該裂縫下寬上窄，裂縫從最薄弱的部位開始向上反射，與溫度有關。在經歷冬季嚴寒的考驗之后，裂縫逐漸反射至路表面。從施工結束至第一條裂縫反射至表面，大約經歷了70余天，經開槽灌縫處治的裂縫的反射速度較快，冬天的嚴寒，是造成其開裂的主要外在因素。根據開槽灌縫試驗段所有的裂縫調查結果，開裂比例為16/31。

裂縫在進行灌縫后，大約可使用1年時間，即裂縫不會反射至路表面。但是在經歷了2次劇烈降溫后，裂縫即快速發展。說明對于開槽灌縫處理方式，低溫仍是罩面工程裂縫出現的主要外在影響因素。

(2)抗裂貼和聚酯玻纖布

在經歷了2年的使用后，抗裂貼和聚酯玻纖布共同處治裂縫的觀測段內未發現有任何的開裂現象，路面狀況良好。說明抗裂貼和聚酯玻纖布對于阻止裂縫反射具有較好的效果。

經鉆芯取樣，裂縫在抗裂貼、聚酯玻纖布的部位未能再向上延伸，抗裂貼起到了消散裂縫尖端應力的作用，延緩了裂縫的向上反射。

(3)聚酯玻纖布

使用了2年，路面在經歷了3次驟然降溫后，經聚酯玻纖布處理的段落發生了開裂，開裂比例為5/28，有效地抑制了裂縫反射至路表面。

(4)玻纖格柵

使用了2年，路面在經歷了三次驟然降溫后，經玻纖格柵處理的段落發生了開裂，觀測路段總長度為600m，開裂條數為22條，平均間距約30m。裂縫均開裂于未鋪設玻纖格柵的路肩部位，裂縫寬度約5mm。對于裂縫的抑制效果，與聚酯玻纖布相當。

(5)條形挖補

使用了1年，路面在經歷了兩次驟然降溫后，經條形挖補處理的段落發生了開裂，開裂比例為3/9。

與聚酯玻纖布及玻纖格柵方案相比，條形挖補對于裂縫的抑制稍差。路面裂縫在經歷了兩個驟然降溫后，直接反射至路表面。

從裂縫開裂的形態來看，裂縫較直，位置恰好對應于條形挖補開槽的槽壁。說明在經過溫度荷載作用，原路面的裂縫雖然被抑制，但是由于開槽挖補在槽壁處的混合料壓實較為困難，混合料空隙較大，原裂縫會由1條變為2條薄弱的槽壁裂縫，進而在溫度作用下反射至路表面。

3 結論

綜合比較幾種常用處治方式的裂縫處理效果，可以發現：

(1)幾種裂縫處治方式，均能在加鋪罩面后，不同程度地抑制裂縫法向維度的開裂行為，從而起到抑制反射裂縫的作用。但開槽灌縫方式的抑制能力無法與聚酯玻纖布和抗裂貼、玻纖格柵處理的裂縫相比，這是由其自身工藝的缺陷所導致。

(2)使用抗裂貼、聚酯玻纖布、玻纖格柵可以有效地抑制裂縫的反射，其使用壽命可達2年以上。

(3)對于原路面裂縫的處治，不建議使用條形挖補。條形挖補工藝存在缺陷，尤其是開槽槽壁附近的混合料壓實度難以保證，導致原有的裂縫會沿著最薄弱部位向上反射，形成1條變為2條的現象。