常见路面反射裂缝处治措施分析与评价

崔晟东

(1.河北瑞志交通技术咨询有限公司 石家庄市 050091；2.河北省道路结构与材料工程技术研究中心 石家庄市 050091；3.河北省交通规划设计院试验检测中心 石家庄市 050091)

目前高速公路沥青路面裂缝处治措施根据处理的目的和效果，主要分为两种：封水和增强。

封水主要是使得处治后的裂缝达到封缝的效果，通过采用热沥青、乳化沥青、掺加了橡胶颗粒的橡胶沥青等材料渗入裂缝内部，与裂缝缝壁粘合后，灌缝料与裂缝凝结为一体，阻断水分渗入裂缝内和路面结构层内，减少水分对路面的损害。处治方式包含了开槽灌缝和直接灌缝。显然，灌缝材料的黏度决定了灌入缝体的程度；而灌缝材料的强度决定了其与裂缝体形成一体后，在经受路面荷载、温度荷载后是否会发生断裂的可能。

增强主要是阻断裂缝在宽度上进一步发展，吸收裂缝的尖端应力，从而达到不发生反射裂缝的效果。通过在裂缝端部铺设应力吸收层来实现，包括聚酯玻纤布、玻纤格栅、抗裂贴、橡胶沥青应力吸收层等。这种裂缝处治方式的使用效果主要受制于两方面的因素：一方面，材料本身应具有较高的抗拉伸强度，在受到拉应变的影响下，其自身通过材料的收缩，来消散应变所造成的拉伸能，从而抑制应变向上层方向的传递，并且在不同温度和水分影响下，仍可保持原有抗拉伸强度；另一方面，材料应具有与路面结构良好的黏结效果，从而达到与路面结构在拉应变作用下的追从性，否则会造成路面结构的自由滑动，不能协同受力而发生裂缝的向上反射。

为检验不同裂缝处治方案的使用寿命，项目组选用开槽灌缝、抗裂贴、玻纤格栅、聚酯玻纤布、条形挖补五种常见方案，并同时设置于河北省某高速公路的下行方向，裂缝处治完成后进行路面罩面施工。

1 裂缝处治施工

1.1 封水型裂缝处治

开槽灌缝是沥青路面养护过程中使用最多的封水型裂缝处治方案。灌注封缝料前，用专用开槽设备开槽，宽度一般在1cm左右，开槽深度约1.2cm。灌缝材料在压力泵的作用下，通过补缝专用喷枪灌入槽中。开槽灌缝的测试段设置在下行方向的K170+000～K171+000段落内，共处治了31条裂缝。施工后效果见图1所示。

1.2 增强型裂缝处治

(1)抗裂贴

抗裂贴属于沥青路面裂缝处治过程中较为常用的材料，有不同的宽度规格。本次选用的抗裂贴宽为42cm。抗裂贴本身具有自粘性，将待施工路面清洁并干燥后，揭开隔离膜(纸)直接贴敷在裂缝上，为保证黏结效果，铺设抗裂贴后用胶轮压路机或车轮滚压三遍。抗裂贴的测试段设置在下行方向的K197+000～K197+300段落内。施工后效果见图2所示。

(2)聚酯玻纤布

聚酯玻纤布因其自身不具有自粘性，在铺设施工前需要在路面上洒铺一定量的热沥青作为粘结材料。

本次采用SBS改性沥青作为黏结材料，洒布前将沥青加热到160～180℃，以达到雾状的喷洒状态，洒布量为0.8～1.0kg/m2，喷洒粘结料的横向范围要比聚酯玻纤布宽约1～2cm。粘结料洒布完成后要立即进行聚酯玻纤布铺设施工。为保证黏结效果铺设聚酯玻纤布后用脚踩和铁碾子碾压等措施确保聚酯玻纤布的下层结构的服帖，特别是四周的服帖。

聚酯玻纤布的测试段设置在下行方向的K168+500～K170+000段落内，共处治了28条裂缝。施工后效果见图3所示。

(3)玻纤格栅

玻纤格栅不能切割，需整片铺设。一直以来，玻纤格栅由于施工难度较大，施工时为了保证其自身的服帖而需要在两端固定，而造成其使用量相对较少。

为了使玻纤格栅与原路面保持良好的粘结，并能满足沥青混凝土机械化摊铺的要求，须在原路面上浇洒乳化沥青粘层。铺设玻纤格栅时需用铁皮和钢钉进行分段固定。

玻纤格栅的测试段设置在K171+100～K172+900段落内，施工见图4所示。

(4)条形挖补

条形挖补是通过在裂缝顶面挖除一定宽度的混合料，形成矩形空槽。在槽壁涂抹粘层油，再在槽中填补热拌沥青混合料，压实填平，欲通过消解裂缝的尖端应力，来抑制裂缝向上发展。

挖补区域宽50cm，为保证新铺混合料与原混合料的接缝处密实，防止水分渗入，在接缝喷洒粘结改性乳化沥青。新铺混合料的填充、碾压须保证混合料密实，厚度、压实度符合要求。

条形挖补的测试段设置在下行方向的K168+500～K168+800段落内，共实施了9处处治。条形挖补路面状况见图5所示。

2 处治效果评价

项目完工后首先经历一个寒季的考验，然后是3～6月春夏交融的考验，以及10月的剧烈的降温和冬季严寒的考验，项目组对测试路段进行了连续两年的观测。

从对比观测的结果来看，不同的处治方式下罩面层出现裂缝的时间是不同的。主要表现为，开槽灌缝处理的裂缝在经历第1个寒冬后即反射至面层，条形挖补处理的裂缝在经历1年半的使用后反射至面层，聚酯玻纤布和抗裂贴、玻纤格栅的路段在经历1年半的使用后未出现反射开裂的现象。

(1)开槽灌缝

开槽灌缝路段的第一条裂缝出现在项目完工后的2个月。裂缝位于K170+840，行车道率先出现开裂，长度约3.5m，裂缝缝宽约3mm。经钻芯取样，该裂缝下宽上窄，裂缝从最薄弱的部位开始向上反射，与温度有关。在经历冬季严寒的考验之后，裂缝逐渐反射至路表面。从施工结束至第一条裂缝反射至表面，大约经历了70余天，经开槽灌缝处治的裂缝的反射速度较快，冬天的严寒，是造成其开裂的主要外在因素。根据开槽灌缝试验段所有的裂缝调查结果，开裂比例为16/31。

裂缝在进行灌缝后，大约可使用1年时间，即裂缝不会反射至路表面。但是在经历了2次剧烈降温后，裂缝即快速发展。说明对于开槽灌缝处理方式，低温仍是罩面工程裂缝出现的主要外在影响因素。

(2)抗裂贴和聚酯玻纤布

在经历了2年的使用后，抗裂贴和聚酯玻纤布共同处治裂缝的观测段内未发现有任何的开裂现象，路面状况良好。说明抗裂贴和聚酯玻纤布对于阻止裂缝反射具有较好的效果。

经钻芯取样，裂缝在抗裂贴、聚酯玻纤布的部位未能再向上延伸，抗裂贴起到了消散裂缝尖端应力的作用，延缓了裂缝的向上反射。

(3)聚酯玻纤布

使用了2年，路面在经历了3次骤然降温后，经聚酯玻纤布处理的段落发生了开裂，开裂比例为5/28，有效地抑制了裂缝反射至路表面。

(4)玻纤格栅

使用了2年，路面在经历了三次骤然降温后，经玻纤格栅处理的段落发生了开裂，观测路段总长度为600m，开裂条数为22条，平均间距约30m。裂缝均开裂于未铺设玻纤格栅的路肩部位，裂缝宽度约5mm。对于裂缝的抑制效果，与聚酯玻纤布相当。

(5)条形挖补

使用了1年，路面在经历了两次骤然降温后，经条形挖补处理的段落发生了开裂，开裂比例为3/9。

与聚酯玻纤布及玻纤格栅方案相比，条形挖补对于裂缝的抑制稍差。路面裂缝在经历了两个骤然降温后，直接反射至路表面。

从裂缝开裂的形态来看，裂缝较直，位置恰好对应于条形挖补开槽的槽壁。说明在经过温度荷载作用，原路面的裂缝虽然被抑制，但是由于开槽挖补在槽壁处的混合料压实较为困难，混合料空隙较大，原裂缝会由1条变为2条薄弱的槽壁裂缝，进而在温度作用下反射至路表面。

3 结论

综合比较几种常用处治方式的裂缝处理效果，可以发现：

(1)几种裂缝处治方式，均能在加铺罩面后，不同程度地抑制裂缝法向维度的开裂行为，从而起到抑制反射裂缝的作用。但开槽灌缝方式的抑制能力无法与聚酯玻纤布和抗裂贴、玻纤格栅处理的裂缝相比，这是由其自身工艺的缺陷所导致。

(2)使用抗裂贴、聚酯玻纤布、玻纤格栅可以有效地抑制裂缝的反射，其使用寿命可达2年以上。

(3)对于原路面裂缝的处治，不建议使用条形挖补。条形挖补工艺存在缺陷，尤其是开槽槽壁附近的混合料压实度难以保证，导致原有的裂缝会沿着最薄弱部位向上反射，形成1条变为2条的现象。