韩卫强
沥青路面建成后,不论其基层是柔性的还是刚性的,都会产生各种形式的裂缝。通常认为裂缝是沥青路面的主要缺陷之一。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能常无明显影响,但随着表面雨水或雪水的侵入,导致裂缝两侧的路面结构层,特别是裂缝附近土基的含水量加大,甚至饱和。其结果是路面强度明显降低,在大量行车荷载反复作用下,裂缝处的沥青强度将发生衰减,并在白浆从下面层或基层挤出的过程中从沥青混凝土碎石上剥落,导致裂缝处产生网裂变形,重者将产生坑洞。而且由于裂缝周围沥青混凝土强度的减弱,将有可能导致车道轮迹带处发生车辙病害。因此,裂缝处治已成为必须要尽快解决的问题。而如何选择合适的裂缝修补技术则是问题的关键。
表1给出了路面各种预防性养护对策。
表1 不同破损类型适宜的预防性养护对策
目前对裂缝的修补主要有以下几种:直接灌缝处理、开槽灌缝、条带补缝、裂缝压浆处理、现场再生维修方法等。以下分别对上述几种修补方法进行介绍对比。
1)沥青直接灌缝处理。该方法主要对裂缝较窄、缝壁无散落或轻微散落,无或少支缝的横向裂缝,可以沿缝隙走向切缝,将缝隙打扫干净,并用压缩空气吹去缝中杂物和尘土;用热沥青(稠度较低)、乳化沥青或其他专用的灌缝料灌缝。该方法处理裂缝的单价约为9.5元/m。
优点:主要以人工作业为主,工艺简单,易于操作。
缺点:由于裂缝处难以清洁出清洁的粘结面,且普通沥青粘结力不强,高温下易膨胀挤出,低温下易脆性开裂,使用寿命短。
2)开槽灌缝。本方法是近几年采用的新型灌缝工艺。主要是采用橡胶改性沥青等作为灌缝材料,用开槽机开槽,然后用压缩空气吹净缝隙中的杂物和尘土,再用灌缝机灌缝。该方法处理裂缝的单价约为12元/m。
优点:由于采用开槽机开槽清缝,可清洁出清洁的粘结面与接缝材料结合,作为灌缝材料的改性沥青,其粘结力、高低温性能均较普通沥青有较大的提高,因此,此种工艺修补的裂缝使用寿命有较大的提高。
缺点:该种工艺需要在裂缝修补表面贴封厚度为2 mm~4 mm的压缝带,修补后会影响路面平整度。而且由于开缝机锯片宽度一般为12 mm左右,对于较宽裂缝不易在全宽上切割出新粘结面,导致粘结力不足影响使用寿命。
3)条带补缝。该方法主要是利用沥青混合料作为主要补缝料。其主要工艺为先沿裂缝开1条宽40 mm,深30 mm~60 mm的扩展槽(槽深视裂缝宽度适当调整),然后对扩展槽喷洒入乳化沥青,再在槽底铺设1条土工布,最后填充修补混合料将其压实,使补缝混合料与沥青路面形成一体,从而实现对裂缝的缝补。
优点:开槽宽;采用乳化沥青粘结,乳化沥青混合料作为填缝料,成本低,对水不敏感,具有良好的施工性;槽底铺设土工布条,可防止底部裂纹的向上反射,同时也可以提高补缝带的强度,修补后外观效果好,可避免高温下灌缝材料的挤出。
缺点:该工艺较复杂,工序多,需要专用的补缝设备。
4)压缝带处理。采用压缝带进行裂缝处理,该方法无需扩缝,无需设备投入,是无损伤的裂缝处理技术,用于修补裂缝,防止裂缝的啃边、崩边和渗水,可用于沥青混凝土、水泥混凝土、钢板及其他材料的裂缝处理。
优点:该方法简单快捷,养护效果好,处理完裂缝可直接开放交通,通过车轮碾压使压缝带紧贴路面。
缺点:裂缝太密时,处理后的路面平整度可能会受到轻微的影响。
5)现场再生维修法。裂缝的再生维修是利用已研制的轻型路面加热器,在裂缝处宽5 cm~10 cm的地方加热几分钟后,约1 m长的裂缝处的沥青混凝土就可变软,缝深则加热时间延长。此时倒入适量沥青,掺入一些砂或是石屑,人工就地热拌,使裂缝处自上到下左右两边形成含油较大的新混合料,然后找平、撒砂养护即可。
优点:改变了裂缝处沥青混凝土的性能,比较彻底的消除裂缝。
缺点:需要再生系列设备和比较成熟的现场热再生技术。
6)橡胶沥青应力吸收层。橡胶沥青具有使路面承受能力更强、延长路面的使用寿命、减少或减缓路面横向裂缝的产生、降低汽车在路面上的行车噪声等优点。橡胶沥青最早和最成熟的应用是应力吸收层和应力吸收中间层。其具有较强的抗变形能力和良好的柔韧性,可减少和防止沥青罩面层的反射裂缝;具有良好的防水性,可阻止路表水透入,从而消除路面水损坏;增加层间的结合,从而消除层间滑移,减少温度变化引起的沥青面层内的拉应力和拉应变。橡胶沥青应力吸收层其低温塑性和韧性有一定提高,可以达到延缓反射的效果,但对施工中摊铺和碾压的质量要求高。
山西某公路通车两年多来,裂缝已经成为路面病害的最大问题,由于该路段位于西部多雨地区,路面唧浆问题严重。并且有进行过微表处处置的路段,在通车后几个月的时间裂缝又反射上来,仍然冒浆,因此,必须采取有针对性的措施以彻底防治裂缝。表2给出了各种方案的价格及使用情况。
表2 裂缝处理方案比选
综合以上对比分析,本着将裂缝处理彻底的原则,结合多条公路预防性养护的处理效果和经验,同时考虑总的工程费用,建议本路段适时引入新工艺新材料,为养护方案提供多种选择和经验积累,项目组推荐对于轻微裂缝(缝宽<3 mm)直接进行灌浆处理,较重裂缝(缝宽≥3 mm)采用开槽灌缝+压缝带进行处理。
裂缝应及早发现并予以处理,以防进一步发展恶化。裂缝进行处置后,对全路线实施超薄磨耗层或微表处处置,目的是进一步封堵裂缝,处置轻微车辙,改善路面抗滑能力,提高路面的安全性。这样做实际上可以达到很好的预防性养护效果。
[1]JTJ 073.2-2001,公路沥青路面养护技术规范[S].
[2]肖悠涛.沥青路面养护维修方法研究[J].山西建筑,2010,36(6):254-255.