高速公路沥青路面裂缝处治方案研究及评价

杨素通 郭 伟

（河南省交通规划设计研究院股份有限公司， 河南 郑州 450000）

0 概述

本条高速公路位于河南省中南部，于2004年12月建成通车，目前已运营接近14年，路面类型为半刚性基层沥青路面。自建成通车以来，高速公路管路处养护部门对其进行了日常养护，多次分路段、分车道进行微表处、精细化抗滑磨耗层等预防性养护以及铣刨重铺专项养护等处治方法。但目前本路段路面状况病害较全线其他路段最为严重，主要病害类型为横向裂缝，以及由横向裂缝发展而来龟裂，唧浆等病害；另一方面交通量（尤其重载车辆）日益加大，原有处治措施使用寿命越来越短，同时存在处治方法繁多、材料差异性大、实施路段过于分散、路面色差明显，已严重影响道路行车舒适性以及耐久性[2]。

1 路面结构

本条高速公路属于半刚性基层沥青路面，路面结构如下：

表1 路面结构

2 主要病害类型

根据现场路面破损调查统计，本项目路段路面典型病害主要表现为横向裂缝、轮迹带纵缝、龟裂以局部裂缝处伴随唧浆、沉陷等。

2.1 横向裂缝

根据现场调查，本条高速公路横向裂缝较多，以重度裂缝为主。部分的横向裂缝都贯穿整幅路面，有的与纵向裂缝交汇后在交汇处形成块裂、龟裂病害。通过对横向裂缝进行骑缝钻芯检测，现场取芯发现：大部分横向裂缝芯样完全断裂，裂缝贯穿整个面层，对应基层也存在开裂。

2.2 纵向裂缝

根据现场调查，本条高速公路纵向裂缝较多，主要沿行车道轮迹带附近分布。路面纵向裂缝以荷载裂缝和施工接缝为主，其中荷载裂缝贯通面层，部分贯通基层；施工接缝主要集中于面层。

2.3 修补

本条高速公路日常养护及专项较频繁，修补较多。

2.4 龟裂

经调查全线龟裂较严重，多为轮迹带龟裂。路面轮迹带出现的龟裂、块裂主要源于面层沥青混合料老化以及重载交通的作用，路面龟裂、块裂主要集中于沥青面层。

2.5 唧浆

本路段部分横缝及修补接缝处存在唧浆问题。唧浆主要为路面出现开裂后，雨水等沿裂缝渗入路面内部，积滞在半刚性基层顶部，在行车荷载作用下产生动水冲刷，将水泥稳定砂砾基层的泥浆通过表面裂缝带出至路表，形成唧浆。本路段所处地区降雨量较大，经调查可知，层间结合普遍较差，雨水等通过路表面裂缝进入基层后，产生冲刷而形成唧浆。

3 裂缝处治效果评价

3.1 裂缝处治技术

通过调研国内及河南省常用高速公路沥青路面裂缝处治技术[3]，在本条高速公路历年专项养护期间，针对典型病害，先后采用了U型槽、V型槽、焊缝、水泥注浆以及高聚物注浆等措施进行处治，并对处治效果进行了持续跟踪，监控，通过裂缝反射情况，评价其处治效果，并于2018年1月份进行了集中钻芯取样，分析其裂缝处治工艺和易性以及裂缝反射原因。

3.2 裂缝处治效果跟踪评价

1 焊缝

表2 项目历年典型病害处治措施

2017年选取试验段进行了焊缝处治，2018年1月份对焊缝处治试验段进行跟踪观测和钻芯检测。

焊缝处治约半年后，道路表面有轻微的横向反射裂缝。芯样表明，焊缝胶对裂缝的粘结作用较好，但层间粘结较差，焊缝胶会大量填充于层间形成中间层，中间层对沥青面层的粘结作用较好，对水泥稳定碎石的粘结作用较差。

2. V型槽

2016年选取试验段进行了V型槽处治，2017年1月份对焊缝处治试验段进行跟踪观测和钻芯检测。

V型槽处治约半年后，横向裂缝未反射至面层表面。芯样表明，由于裂缝走向一般不是垂直于路面走向，V型槽施工时难以控制，造成实际开槽位置偏离裂缝实际位置，影响处治效果。

3. 复合碳纤维抗裂贴

2016年选取试验段进行了复合碳纤维抗裂贴处治，2017年1月份对焊缝处治试验段进行跟踪观测和钻芯检测。

复合碳纤维抗裂贴处治约半年后，面层表面局部轻微反射裂缝。芯样表明，抗裂贴本身强度较高，但与沥青面层的层间粘结性能较差。

4. 水泥注浆

往年养护专项过程中曾对唧浆处进行水泥注浆处治，2017年1月份进行跟踪观测和钻芯检测。

唧浆注浆处治试验段在注浆后未进行铣刨重铺，水泥在干缩及温缩作用下，宜在表面注浆孔形成空隙，使水进入路面结构内部，在长时间的荷载及水的综合作用下，下雨天过后，已开始出现唧浆。芯样表明，水泥浆多集中于层间，厚度约为1.5cm～2cm，并且裂缝已贯穿水泥净浆层。

5. 高聚物注浆

2014年针对横向裂缝选取了部分试验段进行了高聚物注浆处治，2017年1月份进行钻芯及挖探实验。

高聚物注浆在试验段处治 2年后，裂缝已反射至面层。芯样表明，裂缝内高聚物含量很少，高聚物多集中在层间。

6. U型槽

2016年对部分重度横向裂缝，沿垂直裂缝走向开U型窗处治，U型窗上部宽70cm，下部宽50cm，深至下面层顶，槽底粘贴抗裂贴，回填10cm沥青砼后，铣刨上部4cm后，连续回铺上面层沥青砼。

U型槽横截面为U型，裂缝底部不会形成普通开槽或矩形窗底部的应力集中，避免了 2次人工接缝，有效的延缓了裂缝的反射。经现场观测，U型槽处治路段表现良好，路表面无反射裂缝。

4 结论

通过对试验道路不同裂缝处治技术处治效果跟踪评价可以发现，不同裂缝处治技术均存在不同的局限性，主要问题可以归纳如下：

（1）不同病害应选用不同的处治技术，面层类裂缝可以选用聚合物材料处治技术，基层类应选用水泥材料类处治技术；

（2）V型槽和U型槽可以有效消解裂缝处的应力集中现象，但是在开槽过程中，裂缝深度走向不明，极易偏离裂缝走向；

在实际裂缝处治技术选取过程中，应根据交通量、降水等影响后期裂缝快速发展的因素不同，选取不同的裂缝处治技术。