瀝青混凝土路面裂縫形成原因及防治措施

王飛 李睿

摘 要：裂縫是瀝青路面的主要病害之一，路面裂縫將降低路面平整度，影響行車舒適性，如不及時修補會誘發坑槽、沉陷等其他病害。為此，本文在全面了解瀝青混凝土路面裂縫形成原因的基礎上，結合具體案例，采用鉆孔壓力注漿修補工藝處治路面裂縫，取得了良好的施工效果。

關鍵詞：瀝青路面;裂縫形成原因;防治措施

1 瀝青混凝土路面裂縫形成原因

瀝青路面裂縫的形式按形狀分：橫向裂縫、縱向裂縫、龜狀裂縫和網狀裂縫;按有無荷載可分：荷載裂縫和非荷載裂縫（溫縮裂縫和干縮裂縫）;按路面有無沉陷分為：沉陷性、疲勞性裂縫和非沉陷性早期裂縫。瀝青路面裂縫形成的原因主要包括以下幾點：

1）設計原因。路面結構設計不合理或厚度不足，路面強度無法滿足行車要求或者對路面設計年限內交通量年均增長率估計偏小，致使路面強度不足，滿足不了交通量的迅速增長和汽車載重明顯增大的需要，以至瀝青路面產生裂縫。地下管道設計深度不夠，導致基層壓實不平引起瀝青路面的橫向裂縫。

2）材料因素。瀝青混合材料過細，其結合料過少（即油石比過低），炒制過火。瀝青混合料中集料級配不佳，石料偏少。瀝青材料配合比不正確。瀝青原材料低溫延性差或瀝青混合料粘結力低，造成路面早期裂縫。

3）氣候因素。冬季氣溫下降，瀝青面層或半剛性基層低溫收縮易產生收縮縫或干縮裂縫，這種裂縫在路面重復荷載作用使瀝青路面表面形成橫向反射裂縫。

4）施工因素。路基或基層結構強度不足，路基局部下沉路面掰裂。半剛性基層在鋪建時隨著混合料水分的減少產生干縮應力，形成干縮裂縫。基層混合料的離析或碾壓不密實及機械組合不合理，造成基層上部細粒料上浮，形成強度較弱的薄層，在行車荷載作用下，易產生龜狀裂縫。半剛性基層養生不當直接影響干縮裂縫的產生。半剛性基層養生結束后，如果不及時灑鋪封層或透層油，隨著暴曬時間的增長產生干縮裂縫。施工填土未壓實，路基產生不均勻沉陷，接縫處壓實未達到要求，在行車作用下形成縱向裂縫。瀝青混合料攤鋪時間過長，其表面溫度低，內部較熱，用重型壓路機碾壓易引起路面表層切斷。施工接縫處理不當、碾壓方式不正確易產生橫向裂縫。壓力機加速或減速過猛，尤其是轉向時過猛易產生路面橫紋。瀝青混合料分幅碾壓力或縱向接茬時，由于接茬處理不當造成接茬開裂。

5）超載因素。由于超載車輛引起累計軸次的增大，從而引起設計彎沉值減小。超載造成正常設計的路面基層或底基層抗拉強度不足，使其提前在層底產生拉裂。由于超載，加之車輛的振動沖擊作用，可將路面壓壞，即一次性破壞作用。超載情況下，車輛在上下坡、剎車時將加速瀝青路面層的剪切破壞。

2 工程概況

某公路工程全長100km，按一級公路設計標準建設，本地區處于亞熱帶地區，常年氣溫偏高，降雨充沛。自通車運營之后，因交通量持續增大，及環境因素的長期影響，此路段路面開裂問題顯著，且存在少量車轍、坑槽病害，局部路段已發生了較為嚴重的網裂變形情況，對行車舒適性造成了嚴重影響。為尋找裂縫病害起因，決定采用鉆芯取樣法進行分析。結果表明：

1）縱縫。芯樣基層取出不完整，存在破損情況，同時多個芯樣破損狀態基本一致。由此說明，荷載裂縫、疲勞裂縫為縱縫主要類型，主要原因為荷載或地基不均勻沉降。

2）橫縫。觀測芯樣可見，裂縫發展形勢是從上逐步擴散到下的，裂縫形狀為“上寬下窄”，由此可見，此裂縫屬于溫度裂縫。

為了有效處治路面裂縫病害，經商議，決定采用鉆孔壓力注漿修補工藝進行路面裂縫病害處治。

3 鉆孔壓力注漿修補機理

鉆孔壓力注漿修補屬于開槽修補法的補充，常用于開裂程度較為嚴重的結構性裂縫，或因路基沉降產生的反射裂縫等。此方式是基于裂縫開槽修補的前提下，選擇控制點鉆孔，隨后將注漿針嘴打入鉆孔位置，利用壓力注漿法向路面或路基深處的細微裂縫內灌注修補材料，通過注漿壓力、修補材料的作用，實現裂縫修補的目的。

在壓力注漿前期，需先封閉修補縫槽表面，當其完全固化之后即可進行壓力注漿，當灌漿漿液灌滿至裂縫部位，即可有效修補路面下層裂縫，從而增強路面整體承載力，延緩裂縫發展。

4 鉆孔壓力注漿修補工藝流程

1）開槽。當裂縫寬度在3mm以上時，即可選用開槽處理，據相關研究表明，開槽修補具有良好施工效果，當開槽寬深比為1：1時，裂縫修補效果最佳。為此，根據施工現場情況，選用1：1開槽寬深比，寬度在10～15mm之間控制，根據裂縫開裂情況做適當調整。通過開槽處理，可將裂縫壁面上的雜質清理干凈，減少對粘結效果的影響，增強粘結強度。

2）清縫處理。在整個養護施工中，如何清理裂縫、如何做到裂縫干燥極為重要。只有保證縫槽干凈、干燥，才能保證在裂縫修補中充分發揮材料的粘結作用，為此必須清理好原有裂縫。清縫一般分為2次，第一次為初步清理，通過吹風機等設備清理干凈槽縫內的雜料;第二次為清理需在鉆孔后完成，先通過大功率壓縮熱空氣機清理干凈縫槽或鉆孔內的雜物，隨后做干燥處理。待完成裂縫清理工作后，需及時檢查清理情況，保證徹底清理干凈。

3）鉆孔。按照50cm等間距鉆孔，在裂縫破損程度嚴重部位，則可視情況降低孔間距，隨后在裂縫上選點鉆孔，孔直徑應和灌漿針嘴直徑具有統一性。相比瀝青混凝土路面結構厚度，鉆孔深度需達到1/2以上，確保所有孔都能貫穿裂縫，保證灌縫材料能夠充分灌入。

4）安裝注漿針嘴。為提高裂縫注漿效果，必須保證注漿針嘴安裝合理。完成上述施工工序后，選取T型扳手將注漿針嘴套住，通過橡皮錘向鉆孔內打入針嘴，待針嘴橡膠部位全部打入孔中時，即可擊打針嘴，避免針嘴損壞。

5）修補材料配制。按照施工進度要求，適時配制修補灌縫材料。作為一種常溫固化型材料，修補灌縫材料具有強烈的溫度敏感性，如溫度較高，極易加快其固化速度，為此，必須嚴格按照施工氣溫情況，進行修補材料各種用量的調整，特別是促進劑與引發劑，從而達到修補材料凝固時間的調節。

6）封縫。完成上述工序之后，要及時灌縫與封縫。本工程以槽貼縫式作為封縫方法，將灌縫材料沿干凈的縫槽逐步灌入，如灌注至針嘴附近，應避免向針嘴口灌注，出現堵塞情況。完成第一遍灌注施工后，需對修補材料的下滲程度進行詳細觀測，保證灌注質量無誤后，即可實施二次灌注，直至封縫飽滿。

7）壓力注漿。（1）注漿管閥門需在注漿前關閉，待注漿壓力為2mpa，可對接牛油頭和注漿針嘴。注漿前期，極易出現針嘴被彈出現象，但隨著注漿時間的不斷延長，因高壓作用針嘴會自我固定。（2）注漿過程中，需合理控制注漿速度。先選小壓力試灌，隨后逐步增加壓力，直至密封，同時，按照由下到上的順序將空氣徹底排出，從而提高灌注效果。（3）待完成注漿作業后，需及時將牛油頭和注漿針嘴分開，避免牛油頭被損壞。隨后用錘子將針嘴外露部位鑿除。

8）養生處理。完成壓力注漿作業之后，為避免車輪將灌縫材料帶走，需及時做好養生施工。本工程以貼封式作為裂縫填縫形式，通過U型刮平器刮平裂縫表面。裂縫表面修補之后及時鋪灑細砂等材料進行覆蓋，從而提高路面抗滑性能。

9）修補效果現場檢測。為檢測修補效果，需鉆芯取樣，檢驗壓力注漿效果。經檢測可見，鉆取的芯樣上可見一條彎彎曲曲的裂縫，經壓力注漿修補之后，灌縫材料填滿了裂縫，且向次裂縫衍生的細微裂縫擴滲，灌縫材料和瀝青混合料壁面之間具有良好粘結性，未見脫膠情況。由此說明，選用壓力注漿修補裂縫效果顯著。

5 結束語

綜上所述，在行車荷載反復作用下，極易產生各類早期病害，如裂縫等，將破壞路面結構，影響行車舒適性和安全。為此，必須分析瀝青路面裂縫產生的具體原因，采取有針對性、指導性的處治措施，這對增強路面使用性能、降低公路養護成本，增加路面使用年限具有極為重要的現實意義。

參考文獻

[1]張武鵬.公路工程施工過程中混凝土路面裂縫的成因及質量控制方法體會[J].智能城市，2018，（10）：142-143.

[2]席軍庫.公路路面裂縫形成原因及修補技術研究[J].科技風，2015，（15）：139.

[3]張毅.淺談公路路面施工過程中裂縫的成因[J].中國高新技術企業，2015，（19）：113-114.