路面裂缝在市政道路施工中的控制方法

2022-04-14赵金良

科技创新导报 2022年25期

赵金良

（北京光亚市政工程有限公司北京 100054）

只有做好后续的道路项目养护作业，才能够切实地优化道面的综合性能。对于面层的裂缝问题，需要尽早发现、尽早解决，这样才可以提高道路项目的运行时间，确保其综合效益。因此，在实施道路作业环节，相关作业部门需要重视其物料的使用与管控，全方位地把控工序操作，并且重视道路的后期养护作业，这样才能最大限度地降低裂缝问题的出现概率。

1 市政道路沥青路面裂缝问题的主要成因

1.1 荷载型裂缝

（1）沥青面层的构造出现缝隙问题，绝大部分的原因都是在长时间道路运营中行车的重量不断累积所造成的。由于面层的构造在设计环节把控不严，抑或是作业实施环节的质量管控不合理，造成面层构造的强度下降，在行车长时间的荷载影响下，导致其产生的拉应效果大于基层物料的拉应数值，基层底部就会诱发开裂的情况，同时，行车荷载在不断累积，底部的缝隙就会逐渐延伸到面层，导致沥青作业面的裂缝出现［1］。

（2）道路基层部分的物料绝大多数都是使用半刚性材料，其物料的性质会在行车的长时间荷载作用下出现改变，强度不断降低，应力不断减小，导致无法承受上层结构的情况出现，而行车的荷载还在不断加剧，这样就会恶化损坏的面积［2］。

1.2 柔性路面的非荷载型裂缝

对于柔性类型的沥青面层，其裂缝的病害问题也十分常见，如果沥青物料长时间处于温度较高或者相对稳定的情况下，那么其应力性质也会相对平稳，小幅度的温度改变也不会造成面层沥青出现大于本身荷载性能的问题。但是，如果在气温极其不稳定的环境中，温度大幅度下降，沥青物料受其影响就会出现快速的收缩，质地变硬，在其松弛力不能承受温度变化的情况时，物料的性质就会出现变化，劲度会递增，由于沥青结构路面的独特性质，其存在外界约束力的现象，那么内部的收缩力度就会超过沥青物料的抗拉性质，从而造成面层的开裂。对于这种问题，由于沥青物料的结构部分和基层部分的黏合力不够而导致收缩，进一步加重裂缝的问题［3］。

当下，我国对于沥青面层非重量型缝隙的发生根源投入了大量的人力、物力实施研究，根据当前的分析结果，其原因主要包括下述几点。

（1）沥青的表层温度位于负值的状态下，裂缝就是从表层开始出现的，之后裂缝的走向会逐渐向深层结构进展，很多裂缝的延伸速度非常快，有些会在短时间内延伸至基层的结构中。

（2）沥青物料的种类、物料级别、配备比设计等与混合料的总体性能有着极大的关系，倘若原材料质量不好，就会造成缝隙的问题。根据相关文献分析可知，沥青物料在低温的环境中，其延展度与针入性变高，其面层出现裂缝时的温度则越低。低密度性质的沥青物料会比高密度性质的沥青物料造成的裂缝概率小。

（3）沥青的配比：根据马歇尔试验的结果分析，沥青的稳定配比量在-1%～+0.5%之间，符合这种配比，就会降低裂缝的出现概率。

1.3 路面的非荷载型裂缝

根据相关研究分析，半刚性材料的基层部分假如上方的结构是过厚的沥青，那么，面层的开裂情况绝大部分都是由于沥青物料的本身温度变化而导致的。在天气温度相对低的区域，温度的大幅度降低造成沥青结构层的温度出现梯形变化，这种情况对比于长时间与低温环境接触的沥青结构层，其温度的变化要大，同时，外部温度逐渐向内部延伸，在这个过程中，裂缝会不断扩大，沥青结构层越厚的区域，其温差也会随之变大。而在内外温差非常大的状况下，带给内部结构的影响应力也就会变大，同时，还会由于厚度的递增造成应力也逐渐递增，而面层的应力会在外界环境的影响下迅速降低，造成内外温度应力的差距越来越大，这样恶性循环的应力变化会直接造成沥青面层出现疲劳裂痕，面层出现裂缝的情况，会由于长时间的低温，以及温度骤然降低的作用下，将应力聚集在裂缝处，并且逐渐发展到深层结构中，由于面层与基层的nian 合力不牢固，裂缝就会出现上下不均的情况。而无论是对于柔性材料的基层，还是半刚性材料，无一例外都会出现裂缝［4］。

1.4 反射裂缝及对应裂缝

1.4.1 半刚性基层温缩导致反射裂缝

针对已经出现裂缝病害的路面结构，以及在本身就有裂缝问题的混凝土面层，实施沥青结构层的加铺作业时，原本结构层的缝隙同样会延伸到新作业的结构层中。这是由于在行车的荷载影响下，下层的缝隙会造成上层对应部位发生开裂的问题，并且开裂的情况会慢慢进展，直至表层结构［5］。这种裂缝被称为反射性裂缝。

根据相关研究分析，导致反射性裂缝出现的原因大多是道路基层部位的结构本身就有开裂的问题，并且正在朝着各个方向延伸。纵向的延伸是由于行车的长时间荷载，横向的延伸是气温的骤变及基层结构含水量的变化而引起的。在冬季寒冷的区域，半刚性物料的基层，其裂缝的延伸情况会被应力的效果影响，温度越低，沥青物料部分就会越硬，强度就会变低，因此，只需外界很小的力就会造成其结构的开裂，并且这种裂缝的形式是自下而上出现的，其面层的厚度越小，反射出来的缝隙就会越密集［6］。

1.4.2 半刚性基层干缩而导致的裂缝问题

对比于旧道路结构，新铺设的道路其基层结构的物料性质还不稳定，水分的含量还在逐渐降低，这种情况下，就很容易造成干缩裂缝的问题。这是由于其结构内部存在干缩性质，含水量逐渐变低，干缩性质的变化就会越来越明显。在已经出现干缩性质变化的基层结构上铺设新的沥青层，假如在厚度较小的情况下，则会出现由于温度变化而造成的底部裂缝问题，延伸至表层，形成反射裂缝，再加上长时间的行车荷载作用，反射裂缝的延伸速度就会加快，直至延伸到面层结构；假如在厚度较大的情况下，其温度的应力作用也会随之变大，那么基层部位的开裂则会自表层开始，逐渐向下延伸至下层结构，造成对应开裂的问题。

2 市政道路沥青路面裂缝问题的有效处理措施

2.1 表面封闭措施

面层的封闭处理方式相对来说更加适用于缝隙较窄的状况。结合实际项目的现场状况（如作业实施区域的环境温度高，会有一些细小的缝隙会逐渐愈合），通过注入乳化沥青浆液及喷涂沥青物料的处理方式，需要首先确保面层的平整性，作业环节中，应该顺着缝隙的开裂方向涂抹适量的填充物料。

2.2 灌缝措施

（1）养护剂灌缝。可用于3mm 以下的路面裂缝，需要将养护剂注入缝隙里，这种方式处理后的缝隙渗水概率很低，能够有效避免后期的再次开裂问题。

（2）贴缝方式。相对来说，更加适用于开裂宽度不大于5mm的缝隙。首先，需要做好修复路段的定位工作，将需要修补的位置作好标记，使用变频高压的热喷设备将裂缝处烘干，确保其部位的状态能够实施封灌作业。然后，使用人工作业的方式，将有聚脲涂料的弹塑性纤维布覆盖在开裂部位（见图1），把覆盖处的空气排空，使用橡胶锤加固，等待15min 之后，就能够开放交通。

图1 贴缝处理

（3）开槽灌缝的作业方式。常用在开裂状况大于5mm 的裂缝（见图2和图3），实施这种方式，需要采用专业的设备，在开裂的区域范围中，顺其缝隙的延伸挖出一定宽度的缝隙，之后操作设备，将专用的胶水加热后注入裂缝里。该方式的裂缝修补能力很好，在目前是最常使用的。可是，使用该方式作业需要注意胶水的加热步骤，并且必须要封闭道路。

图2 开槽灌缝

图3 剔缝机剔缝

2.3 罩面修复

罩面修复作业实施是一种相对综合的裂缝处理措施，该方法对于大部分的道路项目裂缝修补作业都有效，其作业的详细环节包括原有面层的铣刨处理、坑槽清除、摊铺沥青层、沥青中上面层施工（见图4）。罩面修复的作业原理是清除沥青层原有的裂缝区域，在其面层铺设好一层黏层油，同时，重新对该区域的沥青层实施作业，在黏层油完全成膜后，再把原有的沥青层和新铺设的沥青层融合在一起，让其黏结牢固，能够彻底对裂缝进行修复。与其他裂缝修复技术相比，罩面修复法具有综合效果持久、可彻底解决裂缝通病、工艺流程简单的优势，但沥青面层的裂缝修复成本较为高昂。