E 道路裂縫危害分析及處治措施
（徐州德基公路建材有限公司 技術部 0516—86268899）
裂縫是路面為常見的病害之一，對路面的危害極大，特別在冬季和春季，因時有雨、雪水滲入，在行車荷載的作用下，使本來就處于裂縫狀態的路面病害更加趨于嚴重，終導致破壞。因此，對于路面早期裂縫的防治和修補工作是為重要的。下面我們來了解一下公路裂縫種類及原因、危害、處治措施及工藝。
1裂縫種類及成因
1.1橫向裂縫
橫向裂縫是基本上垂直于行車方向的裂縫（如圖1），包括溫縮裂縫及半剛性基層瀝青路面的反射裂縫；但是按其成因可分為荷載型裂縫與非荷載型裂縫兩大類。橫向裂縫產生的主要原因有：(A)瀝青面層本身溫度收縮或半剛性基層干縮；(B)路基填挖結合部壓實不夠，或縱坡較大處，呈現錯動式路面開裂；(C)各施工標段路基銜接處的壓實不均勻。
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圖 1 高速公路瀝青路面典型橫向裂縫
（1）荷載型裂縫
荷載型裂縫是路面承載能力下降、強度不足以承擔車輛荷載或者反復循環荷載作用引起的疲勞所產生的。荷載裂縫首先在路面的地面產生，在車輛荷載的反復作用下，裂縫逐漸向上擴展至表面。也可能因為下層開裂造成頂面應力集中而引起開裂，或上下同時延伸而開裂。由車輪荷載引起的裂縫反映在面層上，往往不是單獨的、稀疏的或較有規則的裂縫，而是稠密的，不時互相聯系的網狀裂縫。
荷載型裂縫主要包括：疲勞裂縫或龜裂、邊緣裂縫、滑移裂縫。(A)疲勞裂縫或龜裂是由于重復作用的繁重的交通荷載引起路面失去服務能力的一系列裂縫。疲勞裂縫通常開始于瀝青面層底部車輪荷載下拉應力大處。在循環相互連接形成多邊形的、銳角的塊形區域，后發展成龜甲狀。(B)邊緣裂縫。邊緣裂縫由于交通荷載而擴展，對于沒有或只有部分攤鋪路肩的路面尤為嚴重。邊緣裂縫初是因路肩橫向力不足或基層由于進水、排水性能差或凍融作用而變薄弱所造成的。(C)滑移裂縫由于車輛頻繁制動或轉彎造成的路面滑移或變形。通常發生在HMA加鋪層上，因為下臥層與新加鋪層之間粘結層不足或粘結力差。
（2）非荷載型裂縫
非荷載裂縫的形成原因比較復雜，可以是溫縮裂縫、反射性裂縫、不均勻沉降裂縫、凍漲裂縫、施工裂縫（接縫或發裂）、構造物街頭（伸縮縫等）裂縫、老化裂縫等，其中主要的是溫縮裂縫和半剛性基層開裂引起的發射性裂縫。
非荷載型裂縫主要包括：溫縮裂縫、反射裂縫、塊裂。(A)溫縮裂縫，瀝青面層縮裂多發生在冬季氣溫較低的地區或易發生溫度突變的地區。當瀝青面曾層中的平均溫度低于其斷裂溫度時，或者說在降溫過程中瀝青面層所產生的溫度應力積聚超過其在該溫度時的抗拉強度時，瀝青面層即發生開裂。(B)反射裂縫,基層反射裂縫是半剛性基層優于瀝青面層開裂，在荷載應力與溫度應力的共同作用下，在基層開裂處的面層底部產生應力集中而導致面層底部在上方大體相對應的位置開裂，爾后逐漸向上或向下擴展而使裂縫貫穿。(C) 塊裂是一種將路面分割成近似矩形裂塊的交錯裂縫，且其具有銳角。塊裂的范圍從30cm×30cm到300cm×300cm。塊裂通常出現在瀝青路面的大交通區域，但偶爾也只出現在非交通區域。
1.2縱向裂縫
縱向裂縫分為自上而下的表面裂縫和自下而上的疲勞裂縫，基本上平行于道路中心線，一般發生在距路邊緣3～5m的車道內（如圖2）。裂縫形狀有兩種，一種是直線形，另一種是縱向弧形且兩端向路堤邊緣延伸。其產生的原因有多種：(A)荷載作用過大，承載力不足引起的縱向開裂外.(B)由于瀝青面層分路鋪攤鋪時施工縱向接縫沒有做好產生的裂縫。(C)路基壓實度不均勻或由于路基邊緣受水侵蝕產生不均勻沉陷而引起的裂縫。(D)以輪胎破壞后輪轂在路面上行走造成的輪轂壓裂。
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圖2 高速公路瀝青路面典型縱向裂縫
1.3網狀裂縫
網狀裂縫（如圖3）是由單根裂縫發展而引起的。其產生原因有：(A)路面的整體強度不足而產生裂縫。(B)路面開始出現裂縫后未及時封填，致使水分滲入下層，尤其是在融雪期間凍融交加，會加劇路面的破壞，促使網狀裂縫形成。(C)瀝青在施工期間以及在長期使用中的老化也是導致瀝青路路面形成網裂的原因之一。
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圖3 瀝青路面網裂現象
2 裂縫的危害
2.1損害類型
（1）松散剝落
當瀝青路面出現裂縫破壞后，水將進入路面結構內。由于水或冰凍的作用使得瀝青結合料與集料的粘結性逐漸變差，在反復的水動力作用下，會出現集料松散。
（2）唧漿
唧漿是指水滲入基層或路基后，在行車荷載的作用下產生較大的動水壓力，使基層或路基材料不斷被沖刷、侵蝕，并且材料中的細小顆粒隨液體被擠壓到路表面(如圖4)。唧漿通常是由貫穿性裂縫所引起的。
圖4 由裂縫引起的路面唧漿現象
（3）沉陷
這種病害主要為水損壞。當半剛性基層和瀝青面層均出現裂縫后，路表水通過路面結構縫隙，灌入路基，在行車荷載作用下徐變下沉（如圖5）。
圖5 由裂縫引起的路面結構沉陷
2.2 導致道路損害根本原因
裂縫滲水后會對路面產生類似泵送的作用，從而導致路面損壞。以下各圖展示路面產生裂縫后水對道路的損害過程（圖）
圖5 由水導致道路損壞過程示意圖
2.3 綜述
如前所述，瀝青路面在產生裂縫后，將會導致其他一系列的路面破壞現象，這將嚴重影響到瀝青路面的使用壽命和使用功能。為了預防路面出現破壞性的損害，必須得首先預防或控制半剛性瀝青路面裂縫的產生和發展，延長路面結構的使用年限。
3 處治措施及工藝
路面灌縫技術是一種有效的預防性養護方法，較好的防止雨、雪水道路的損害，延長使用壽命，提升道路使用質量，提升使用者對道路的滿意程度。國內外統計數據表明，正確使用道路密封技術一般可以將路面使用壽命延長1—5年。
路面灌縫一般使用專用材料和專用的設備進行。專用材料一般有公路養護專用灌縫膠，具有與縫壁粘結能力強，高溫時不粘輪，低溫時不脆裂，耐久性好的特點。專用設備有開槽機、灌縫機。施工過程主要按照《公路養護技術規范》（JTJ 073-96）、《公路瀝青路面養護技術規范》（JTJ 073.2-2001）進行。具體工藝如下：
（1）開槽（圖6）
A 按照裂縫標示，調整好開槽機的開槽寬度和深度，對準裂縫的中線切割出均勻的U型凹槽。
B開槽深寬比不應超過2:1，開槽至少1厘米寬，1.2厘米深。
圖6 開槽過程
（2）清理（圖7）
清理裂縫中的殘渣，保證灌縫膠與縫壁間的牢固粘結。多采用壓縮空氣法
和鋼絲刷法清理裂縫。
圖7 清理過程
清理后的效果如圖8
圖8 清理后的路逢效果
（3）灌縫（圖9）
一般采用專用的灌縫機進行該項作業。為了防止車輪粘起灌縫膠，有時在灌入灌縫膠后還要在其上撒上砂子、滑石粉等養護修繕。對裂縫灌填完成后，根據氣溫情況，冷卻10~20min后開放交通。
圖8 清理后的路逢效果
