池漪朱美佳

（1．湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 路橋工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 4101322；中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075．）

瀝青混凝土路面化學(xué)灌漿裂縫修補(bǔ)技術(shù)初探

池漪1，2朱美佳2

（1．湖南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 路橋工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 4101322；中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075．）

探討了瀝青混凝土路面裂縫修補(bǔ)技術(shù)研究的必要性，總結(jié)歸納了瀝青混凝土路面裂縫狀況評(píng)估方法，并在此基礎(chǔ)上提出了最佳裂縫修補(bǔ)時(shí)機(jī)以及化學(xué)灌漿裂縫修補(bǔ)材料的性能要求及修補(bǔ)技術(shù)。

瀝青混凝土；裂縫狀況評(píng)估；裂縫修補(bǔ)時(shí)機(jī)；化學(xué)灌漿

瀝青混凝土作為道路建設(shè)的主要材料之一，已經(jīng)大量的應(yīng)用于高等級(jí)路面的建設(shè)中。由于瀝青混凝土材料本身的物理力學(xué)特性，瀝青路面在使用的過程中長(zhǎng)期經(jīng)受著車輛荷載和自然環(huán)境的綜合作用和影響，容易導(dǎo)致瀝青路面各種病害情況的出現(xiàn)。伴隨著瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)在我國(guó)高等級(jí)公路的廣泛使用，瀝青路面也受到各種病害的困擾，如裂縫、車轍、坑槽等，其中裂縫是瀝青路面出現(xiàn)最多，也是最主要的病害。在車輛重載和自然環(huán)境的耦合作用下，瀝青路面容易出現(xiàn)早期裂縫，路表水和有害雜質(zhì)通過裂縫侵入基層，產(chǎn)生表面破損，甚至發(fā)展為坑槽和唧漿等嚴(yán)重破壞，嚴(yán)重影響行車的舒適性。如果在微細(xì)裂縫產(chǎn)生初期不進(jìn)行修補(bǔ)，裂縫的擴(kuò)展使得路表雨水通過裂縫滲入路基，將會(huì)嚴(yán)重削弱基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。因此，隨著我國(guó)高速公路瀝青路面的迅速發(fā)展，瀝青路面裂縫修補(bǔ)技術(shù)研究具有重大的工程應(yīng)用需求，對(duì)延緩路面使用性能惡化速率、提高路面維修效率、延長(zhǎng)道路使用壽命具有重要意義。

1 路面裂縫狀況評(píng)估

瀝青路面裂縫修補(bǔ)的效果與材料的選擇、裂縫封閉處理設(shè)計(jì)和施工工藝等有著密切的關(guān)系，因此在裂縫修補(bǔ)過程中，首先應(yīng)該對(duì)實(shí)際路面的裂縫狀況進(jìn)行詳細(xì)地調(diào)查和評(píng)估，因地制宜地選用性能好、相容性好、變形協(xié)調(diào)好、耐久性好的灌縫材料，并根據(jù)裂縫的具體形成原因和目前的破損狀況選用盡可能合理和可行的裂縫修補(bǔ)方法和結(jié)構(gòu)形式，以保證裂縫的修補(bǔ)效果。

在進(jìn)行裂縫修補(bǔ)之前，先要對(duì)修補(bǔ)路段的裂縫的表面特征、形狀以及分布密度進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，以為修補(bǔ)方案和工藝的選擇提供參考。通?？梢圆捎靡韵碌恼{(diào)查方法來進(jìn)行。修補(bǔ)路段的裂縫密度調(diào)查和裂縫的破損程度評(píng)估可根據(jù)表1和表2來進(jìn)行。

2 裂縫修補(bǔ)時(shí)間的選擇

裂縫修補(bǔ)是一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，在選擇修補(bǔ)時(shí)間是應(yīng)該充分考慮氣候條件的影響。當(dāng)裂縫已經(jīng)發(fā)展到一定程度前就應(yīng)進(jìn)行處理，裂縫修補(bǔ)時(shí)機(jī)的選擇也非常重要，它關(guān)系到裂縫修補(bǔ)的成敗。修補(bǔ)的時(shí)間最好安排在天氣偏涼的季節(jié)進(jìn)行（溫度在7～20℃）。選擇偏涼季節(jié)進(jìn)行裂縫修補(bǔ)，主要有兩方面的考慮：1）此時(shí)裂縫已經(jīng)開始張開（或尚未閉合），可以灌入足夠的修補(bǔ)材料；2）裂縫張開正好在年平均寬度左右，便于選擇修補(bǔ)材料，因?yàn)樾扪a(bǔ)材料能承受的脹縮總是有限的；如果在夏季高溫條件下進(jìn)行修補(bǔ)，瀝青面層受熱膨脹，裂縫寬度較小，此時(shí)能灌入的修補(bǔ)材料較少，到低溫季節(jié)瀝青面層冷縮、裂縫張大時(shí)，修補(bǔ)材料將受到較大的拉應(yīng)力。反之，如果在冬季低溫條件下進(jìn)行修補(bǔ)，瀝青面層受冷收縮，裂縫寬度較大，此時(shí)灌入裂縫內(nèi)部的材料較多，高溫季節(jié)瀝青面層熱脹、裂縫縮小時(shí)，修補(bǔ)材料將受到較大的壓應(yīng)力。過大的拉壓應(yīng)力將加大裂縫修補(bǔ)結(jié)構(gòu)二次開裂的速度，縮短其使用壽命。然而，對(duì)于溫度適宜的春季，則雨水較多，不易將裂縫內(nèi)的水分吹干，而影響修補(bǔ)效果。所以，秋季氣溫適宜、雨水較少、裂縫寬度適中，是最好的路面裂縫修補(bǔ)季節(jié)。對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)，瀝青路面裂縫在每年3月初至3月中旬，在路面即將解凍前明顯擴(kuò)大。因此，修補(bǔ)裂縫的最佳時(shí)機(jī)為解凍前裂縫最大時(shí)，這樣可以防止路表面及裂縫內(nèi)存留的冰雪雨水融化后滲入縫內(nèi)破壞路基。

一般來說，對(duì)于我國(guó)的東北部地區(qū)，每年的3月為裂縫修補(bǔ)的最佳時(shí)機(jī)，此時(shí)修補(bǔ)裂縫效果最好。對(duì)于南方無冰凍地區(qū)，修補(bǔ)時(shí)機(jī)應(yīng)安排在雨季來臨之前，裂縫基本上已全部張開的季節(jié)（例如秋冬季節(jié)），這樣可以避免雨水通過裂縫進(jìn)入結(jié)構(gòu)層造成路面損壞。

表1 修補(bǔ)路段的裂縫密度調(diào)查

表2 裂縫嚴(yán)重（破損）程度調(diào)查

3 化學(xué)修補(bǔ)材料的性能要求

（1）修補(bǔ)材料具有良好的流動(dòng)性（工作性）。良好的流動(dòng)性保證了修補(bǔ)材料能更好進(jìn)地入細(xì)小裂縫，起到更好的填充和封閉效果；

（2）高粘結(jié)性能。裂縫一經(jīng)粘結(jié)可以恢復(fù)一定的抗彎拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度；

（3）抗?jié)B透性能良好，裂縫修補(bǔ)后的組合結(jié)構(gòu)具有很好的抗?jié)B透性能；

（4）良好的變形協(xié)調(diào)性能。能與瀝青混合料基體共同抵抗路面車輛荷載和溫度應(yīng)力的作用，具有良好的變形協(xié)調(diào)性能，能夠增強(qiáng)路面荷載傳遞的連續(xù)性，避免在車輛荷載和溫度應(yīng)力的作用下產(chǎn)生不均勻變形而出現(xiàn)二次裂縫，從而提高路面的舒適度和抵抗變形的能力。

（5）良好的耐久性能。修補(bǔ)材料本身，或修補(bǔ)材料與細(xì)砂和粉煤灰等細(xì)摻料混合使用后具有很好的抗磨損性能和抗裂性能。

（6）良好的環(huán)保性能。修補(bǔ)材料可在常溫下配置得到，無需傳統(tǒng)改性瀝青修補(bǔ)時(shí)的加熱過程，降低了能源的消耗和環(huán)境有害氣體的排放。

4 化學(xué)灌漿修補(bǔ)技術(shù)

目前工程中常用的化學(xué)灌漿裂縫修補(bǔ)方法通常包括無損灌縫修補(bǔ)和開槽灌縫修補(bǔ)。相比無損灌封修補(bǔ)和開槽灌封修補(bǔ)法，鉆孔輔助灌漿修補(bǔ)法具有修補(bǔ)效果好，能更加有效地恢復(fù)或部分恢復(fù)修補(bǔ)后路面的整體承載力和荷載傳遞的連續(xù)性的特點(diǎn)，特別是對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫、基層破壞、裂縫貫穿性強(qiáng)的路面具有更佳的修補(bǔ)效果。但是，相比其他化學(xué)灌漿修補(bǔ)方法，鉆孔輔助注漿修補(bǔ)法也存在造價(jià)高、施工工序復(fù)雜、修補(bǔ)效率較低、對(duì)施工技術(shù)人員要求較高的缺點(diǎn)。

（1）恢復(fù)瀝青路面行車的平順性和舒適性；對(duì)于路面裂縫處的破損和塌陷，可以通過鉆孔輔助灌漿修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行改善；

（2）恢復(fù)瀝青路面的承載能力和傳荷能力。采用高壓注漿，能有效將修補(bǔ)材料灌入深層裂縫中；對(duì)于由基層向上發(fā)展而形成的反射裂縫具有很好的修補(bǔ)效果，能夠有效地提高路面的傳荷能力；

（3）避免瀝青路面受到更為嚴(yán)重的破壞。相比較傳統(tǒng)的路面表層修補(bǔ)技術(shù)，鉆孔輔助灌漿修補(bǔ)技術(shù)能夠更好的對(duì)已破損裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，并且更有效地阻止雨水進(jìn)入裂縫而造成更嚴(yán)重的破壞；

（4）具有更好的耐久性能。相對(duì)目前使用的改性瀝青表層修補(bǔ)方法，鉆孔輔助灌漿修補(bǔ)技術(shù)具有更好的耐久性，修補(bǔ)材料與原有裂縫的組合結(jié)構(gòu)的抗磨損性、抗老化和抗環(huán)境介質(zhì)侵蝕性等都有所提高。

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