裂缝处理后的路面损坏减少

1.修复时机选择

在选择材料和施工工序时应充分考虑气候条件。高温的气候条件下不用考虑较软的材料或者抗裂的材料，可以选择较硬的材料；而在低温气候条件下，就应该选择具有良好弹性的材料。施工的时间最好在温度大于零度，路面水分最少，裂缝张开至一半宽的时候。春季路面水分太多，夏季气温较高、裂缝宽度太小，冬天气温变化大、水分多、裂缝太宽，这些季节不是裂缝修复的最佳时机。而秋天气温适宜、雨水最少、裂缝宽度适中，是最适宜修复裂缝的季节。

2.裂缝修复方法

针对不同种类及不同程度的裂缝，选择合理、正确的修复方法会使填缝裂缝的寿命得到极大的提高。为了获得更好的裂缝填缝效果，应根据施工的实际要求和条件来确定裂缝修复工艺。裂缝修复的施工过程中必须遵循严格的填缝工艺。填缝和灌缝是目前养护部门较常用的两种方法，是日常性养护的基础，过去这两种方法通常被用作预防性养护。及时合理地进行填缝与灌缝，才能降低养护成本，增加路面使用寿命。

裂缝宽度和间距是决定采用填缝工艺还是灌缝工艺的基本依据。一般宽度小于76 mm沿路面分布较一致且边缘损坏轻微的裂缝，可采用填缝或灌缝的方法。同时为了有效地密封裂缝，切割机或钻槽机刀片的宽度必须能接触到裂缝两侧边缘。宽度大于102 mm且分布较密的裂缝，就不能采用密封的方法，因为裂缝太宽，切割机和钻槽机刀片不能接触到裂缝两侧边缘，另外裂缝数量过多将导致修复工作繁杂且效果较差。因此，对于这种裂缝可采用全深或部分深裂缝修补的方法。

根据裂缝的形式和程度，裂缝修复的具体方法可分为填缝（清理并填缝、锯缝并填缝、开槽并填缝）、灌缝、全深或部分深裂缝处治等。

（1）填缝。

填缝是一种局部处理方式，可以用于各种裂缝形式的修补。填缝的主要目的是减少或防止水和硬质杂物侵入路面结构内部破坏基层，同时还可防止路面膨胀和收缩。水分的渗入将削弱路面的结构层强度，是路面损坏的重要原因，因此沥青路面路表的裂缝密封后能预防水分渗入路面结构层。与未密封的路面相比，裂缝密封后的道路损坏迹象将会减少。填缝一般适用于宽度小于76 mm的裂缝。填缝可以通过三种途径实现：清理并填缝、锯槽并填缝、开槽并填缝。

①清理并填缝。裂缝处理前清理缝内杂物并吹干裂缝内水分，再使用填缝材料填缝。这种方法适用于基层具有良好的横断面和侧向支撑，路表损坏且无或伴随有少量微小的纵向、横向裂缝，或表面无松散的裂缝的情况。通常，在裂缝较小时进行修补比较经济。填缝材料在硬化之前需要控制交通或更改行车路线，如果裂缝密封后要求尽快开放交通，应使用细砂或纸张覆盖在填缝材料表面，避免填缝材料被车轮带起。如果填缝合理，所修复的路面至少可以使用3年才会发生填缝材料剥落现象。填缝材料不能长期防止水和硬质杂物侵入路面结构层内，但却能减少水分渗透和延长路面使用寿命。对裂缝修复后的路面，在裂缝超过使用寿命后还可重复使用这种方法进行修复。

填缝材料用量应合理控制，用量过多会降低路面的抗滑性能，同时在修补施工时应确保裂缝处干燥，因为水分会影响填缝材料与裂缝缝壁的黏结性。采用清理并填缝工艺修复裂缝的成本取决于工程的大小。

②锯缝并填缝。这种密封方式能减少或防止水和硬质杂物侵入路面结构，损坏基层材料，控制路面因温度变化引起的膨胀和收缩裂缝。锯缝并填缝工艺一般用于新铺的沥青路面。修复方法是使用路面锯缝机沿新铺路面以一定间距锯出横缝，然后用填缝材料密封。锯缝的尺寸由缝宽与缝深的比值来确定。宽深比越大，填缝材料承受路面收缩膨胀的应力就越小。最常见的锯缝形状近似于矩形，如19 mm×19 mm或25 mm×25 mm（宽深比为1.0），美国Mn/DOT的标准锯缝尺寸为16 mm×12 mm，另外锯缝尺寸应按填缝材料的性能来调整。

施工时将填缝材料喷洒于路表，整平后在裂缝边缘额外预留些填缝材料，使填缝材料能更好地黏附于路表或锯缝边缘，但应考虑非机动车的行驶。需要注意：在弯道处密封纵向裂缝会使车轮经过缝边的填缝材料时打滑，从而造成危险。裂缝修复施工中需更改交通路线直到填缝材料完全结合。如果裂缝密封后需尽快开放交通，则应使用细砂或纸张覆盖在密封剂表面，避免密封剂被车轮带起。

研究发现新铺沥青路面进行密封后寿命可持续7～10年，同时可减少新铺路面的随机开裂现象。对裂缝修复后的路面，在裂缝超过使用寿命后还可重复使用这种方法进行修复。在美国，锯缝并填缝的成本大约为5.6美元/m2，具体成本取决于工程的大小。

③开槽并填缝。这种方法是利用路用切割机或凿缝机在现有裂缝中央开槽然后使用填缝材料填缝。它能减少或防止水和硬质杂物侵入路面结构内破坏基层材料，同时控制路面的收缩与膨胀。这种密封技术适用于横向和纵向裂缝，在气温适宜时（如春季和秋季）使用，另外在路面使用前期采用这种技术的效果最好。如果裂缝破损严重且较宽则不能采用填缝的方法，此时维修应采用灌缝，如稀浆灌缝或铣刨并灌缝。

美国Mn/DOT建议开槽尺寸为19mm×19mm，但具体尺寸应根据填缝材料性能来调整。整平时缝边缘多预留19 mm的填缝材料并要再次整平，而且需要考虑非机动车的行驶。如果维修时机选择合适，那么修复的裂缝至少使用三年才会发生密封剂从裂缝边缘剥落的现象。

从加拿大安大略湖州的工程可以发现，开槽并填缝工艺能够使路面使用寿命延长2年左右，平均使用寿命为5年。

（2）灌缝。

需要注意灌缝与填缝不能混淆，二者的主要区别在于处理前的准备工作和所采用的裂缝修复材料类型不同。灌缝准备工作很简单，利用压缩气体吹走缝内松散杂物。特殊情况下，灌缝前需使用热风枪清理并干燥裂缝。灌缝使用的材料较填缝材料便宜，可以使用橡胶粉、乳化沥青，也可利用微表处材料和稀浆灌缝。相反，填缝使用的是昂贵的改性聚合物填缝材料，但其性能非常好。高性能的改性聚合物填缝材料需要洁净干燥的裂缝表面，才能很好地附着于裂缝缝壁。而灌缝由于准备工作简单，裂缝边缘粗糙，因此灌缝材料在这种情况下性能较差。而橡胶粉材料黏性好，对裂缝清洁度敏感度低，能很好地黏附于裂缝缝壁上。但在低温条件下，它比聚合物密封剂脆，当路面收缩时不能足够伸展。所以，灌缝材料没有填缝材料耐用，但对于路面破损严重、裂缝较宽的旧路，选择灌缝更好。

灌缝时可以考虑耐久性较好的材料，从而减少重复灌缝次数。填缝主要用于具有较窄裂缝的新铺路面，灌缝则常用于路面破损较严重、裂缝较宽且多为不规则裂缝的路面，这种路面的裂缝宽度大于101 mm。灌缝不能防止水分渗入路面，但能覆盖裂缝边缘防止氧化。多数情况下，灌缝可以在一年之内任何时间施工，但比较好的灌缝季节应是凉爽的季节（如春秋季）。这主要是由于这个季节的温度在7～20℃范围内，裂缝基本上全部张开，施工时可以保证裂缝内充分灌足灌缝料。跟填缝一样，非工作裂缝发展到中等程度时就应该进行预防性的灌缝处治。灌缝的成本取决于准备工作、灌缝材料类型和工程大小。

（3）全深/部分深裂缝处治。

这种方法是在路面过度磨损以致不能使用填缝和灌缝时的一种处理工艺。具体方法为沿裂缝槽内铣刨，然后用热拌沥青混合料填缝并压实至目标压实度。修补后的裂缝随时都可能出现新裂缝，因此当再次出现裂缝时应及时处理，以免耽误最佳处理时机而造成基层材料支撑能力降低和再次发生裂缝。采用全深/部分深裂缝处治方法可以修复伴随有新生裂缝的路面裂缝。

当需要修复基层路面材料时，应使用全深裂缝处治方法。路表裂缝比较严重但面层以下部分状况较好时，可以考虑采用部分深（宽且浅）裂缝处治方法。当路表性能衰减极为严重，裂缝处的沥青混合料出现明显的剥落并且路面病害延伸至沥青层底部时，可以考虑采用全深（窄且深）裂缝处治方法。当路面状况较好时，铣刨深度为13～25 mm；当路面性能退化比较严重时，一般采用全深式铣刨，铣刨的深度通常为6～13 mm。在确定铣刨区域的形状时，必须确保开挖面积足够宽，以保证良好的压实度，但在全深式裂缝修复的开挖区域内则难以达到设计的压实度。这种施工工艺需要一定数量的材料，包括用作黏结料的乳化沥青以及热拌沥青混合料，因此就需要较多的施工机具。施工机具包括铣刨机、储料罐、混合料运输车、压路机等。此外，与其他施工方法相比，上述施工过程还需要较多的人员，因此时间和人工成本更高。

但是，如果路面裂缝极为严重，铣刨灌缝将是唯一可行的裂缝处治方法。这种工艺对施工季节的限制与热拌沥青混合料的限制要求相同，混合料在压实后方可开放交通。采用铣刨灌缝技术修补的裂缝，其使用寿命主要取决于压实后的密度。若密度不足则路面会在交通荷载作用下发生推移，降低使用寿命；若混合料设计不良，路面潮湿同样会缩短其使用寿命。但如果设计合理，施工正确，则铣刨灌缝修补的裂缝的使用寿命可以高达5年。

另外，开挖的宽度限制了要求达到的压实度，因此需要开挖合适的面积，采用压路机碾压基层和沥青混合料需要注意的是所铣刨处理的裂缝必须干燥，如果要在原有路面上铺筑新的沥青混合料面层，那么需要在铺筑新面层前将原有面层铣刨。铣刨灌缝的成本取决于开挖填补的宽度和深度。

3.裂缝修复工艺

结合国内外现有的裂缝修复工艺，按永久性（即耐久性）修补要求，将裂缝修复的主要施工工艺过程分为以下四大步。

（1）裂缝的开槽。

对于较宽的成熟裂缝（缝宽大于等于6 mm），需将破损裂缝开槽后修补。裂缝凹槽通常可采用专用的开槽机或混凝土切割机沿裂缝开凿一条规则均匀的矩形槽，开槽应确保对路面破损小，开槽的目的是将裂缝中的松散碎屑、旧料、杂物切削出去，露出一个坚实的、整齐的裂缝壁面，使填缝材料能够顺利地填入裂缝底部，增加填缝材料与裂缝壁面间的接触面积，提高其黏结性能，延长填缝裂缝的寿命。另外，开槽还可以为正在开裂和即将合拢的裂缝提供一个充足的空间，使填入裂缝中的填缝材料免于受到过分的拉、压应力的作用及交通荷载对其的破坏。特别是对于那些可能由于气温变化而产生较大水平位移的裂缝（主要是针对横向裂缝）必须进行开槽填缝修补，以适应因水平位移而使填缝材料受到的应力。(www.xing528.com)

开槽可以采用垂直刀轴开槽机、转动冲击开槽机、金刚石刀片开槽机。垂直刀轴开槽机引起破损小，但速度较慢，为0.5～1.0 m/min。转动冲击开槽机造成的破损大，但速度快，为3.5～4.5 m/min。金刚石刀片开槽机，速度适中，一般为1.0～2.5 m/min。金刚石刀片的直径为152～203 mm，可以沿着裂缝边缘准确切割。用它切割裂缝，可以提供一个规则的壁面平滑的矩形沟槽，而且集料表面更大。

通常大多数裂缝的走向都不太规则，因此开槽时应尽可能开在裂缝中央，不能走偏，同时尽可能减小对周围路面材料的破坏。开槽尺寸应以裂缝宽度和破损严重程度为依据，开槽宽度至少应达到将裂缝破损的松散壁面材料切削掉，露出坚实的部分的程度，然后再确定一个恰当的开槽宽深比（槽宽/槽深），即槽的形状系数。槽的宽深比宜取大一些，通常取的值有1（如19 mm×19 mm方槽）和4（如40 mm×10 mm浅槽）。

裂缝修复如果存在以下情况时，可以不开槽填缝。

①对较细的微缝和未成熟的裂缝（缝宽小于6 mm），在随着气温的变化过程中，还有合拢的可能，因此再开槽填缝就不太合理，也不经济。

②对于无水平位移或较小水平位移裂缝，或纵向裂缝的填缝修补，考虑到节约成本和开槽时间等因素，亦可以不开槽。

③如果对裂缝填缝是为了应急，或填缝施工环境条件非常恶劣，或按永久性修补工艺过于耗时或无法实施时，可考虑采取应急性（即临时性）修补工艺，即直接采用适于应急修补的材料（改性乳化沥青）对破损裂缝进行填缝修补。

（2）裂缝的清理和干燥。

为保证填缝裂缝的有效性和耐久性，需对裂缝（或凹槽）进行彻底清洁和干燥。裂缝不论是开过槽还是未开过槽，其中或多或少都有一些水分、灰尘、碎屑和杂物。未清洁和潮湿的裂缝壁面会导致与填缝材料的黏附性下降，易造成填缝材料脱出而使填缝裂缝失效。裂缝的清理和干燥工作在整个施工工艺过程中非常重要。SHRP对裂缝处于潮湿或干燥状态下不同填缝材料修补裂缝的性能做了对比。在裂缝处于干燥状态下进行填缝修补，平均使用寿命为潮湿状态下填缝修补的寿命的2～4倍；在施工气温大于时，填缝裂缝获得的寿命通常比施工气温较低时的寿命更长些。

清缝的方法一般有压缩空气吹、喷砂处理，钢丝刷扫或高压水喷等方法。其中较为有效、简单的方法有高压空气和热空气吹扫两种，常用于开槽后裂缝壁面的清洁和干燥。高压空气吹扫可以有效地吹走缝中的灰尘、碎屑、杂物和少量水分。吹扫裂缝的压缩空气的压力一般为0.6 MPa、风量为4～5 m3/min。同时，这种方法还可将裂缝附近（距裂缝左右15 cm范围）的路表面吹扫干净，并用带导向的防护罩防止被吹散的材料飞溅到旁边车道上。

高压空气吹扫清缝的方式适合裂缝处在干燥状态、气温较高等较理想的施工条件下的裂缝的清理和干燥，而不适合裂缝处于潮湿状态、气温较低等较恶劣的施工条件下裂缝的清理和干燥。热空气吹扫方式是用温度较高的压缩空气吹扫裂缝，它可以有效地吹净裂缝中的灰尘、碎屑和杂物，而且还能将裂缝内的潮气、水分蒸发掉，使裂缝完全干燥。同时还可进一步地加热裂缝壁面材料至较高的温度，甚至可使被加热壁面材料至黏性的状态。这时再进行裂缝填缝修补，不仅可以大大地提高填缝材料与裂缝壁面材料的黏结效果，而且有助于保持填缝材料自身良好的黏结性。

热空气吹扫是一种较佳的清缝方式，不论是在较理想施工条件还是在较恶劣施工条件下都能实现对裂缝的清理。另外，这种方式还能对潮湿裂缝进行彻底清洁、干燥，并使裂缝壁面材料具有适当的施工温度，可极大地提高裂缝的填缝效果。

（3）填缝材料的准备。

在对裂缝进行填缝修补前，必须事先将所选用的填缝材料，根据其使用方法和填装的要求准备好，每一种填缝材料都需要某种特定的备料方式，通常填缝材料都是先装在储料罐中。对于乳化沥青，有时为了防止在存放期间出现分解破乳，可在储料罐中安装搅拌装置。对于非改性沥青（如热沥青）一般可不对材料进行搅拌，但对于聚合物改性沥青和纤维改性沥青，则必须进行搅拌、加热，使改性沥青填缝材料保持均匀和温度一致。一般对填缝材料的加热、升温，都是用丙烷或柴油先加热导热油，再通过导热油循环间接对填缝材料加热，直至填缝材料加热升温到推荐的使用温度，使其具有一定的流动性，但应确保不能过热。不同填缝材料推荐的使用温度是不同的，一般热沥青为140～160℃，改性沥青为180～200℃，而乳化沥青则为50～65℃。

（4）裂缝填缝。

填缝材料准备好后，便可对裂缝进行填缝。为了确保裂缝凹槽处在清洁和干燥状态，填缝施工应紧紧跟着上一步工艺（即裂缝的清理和干燥）进行，尽可能缩短清缝与填料的时间间隔，减少裂缝被再次污染的可能。

填缝与灌缝材料灌入裂缝内的形式有很多，一般可以归纳为平齐式、锯槽式、宽带式以及组合式四种类型，其他裂缝修复结构形式都是基于这四种填充方式组合而成的。

①平齐式（flush-fill）：一般在不用处理裂缝的情况下，直接将填缝材料浇进裂缝，并把多余的材料刮去，保持与路面齐平。

②开槽式（reservoir）；在裂缝上部锯槽，把裂缝处理材料浇入槽内，填料应填满或稍微低于路表面。一般锯槽的宽度为12～19 mm，深度为12～25 mm。

③贴封式（verband）：就是将填料注入裂缝内直到填满，然后用橡胶滚轴将超出的材料滚压成条带状，如果超出的材料不进行碾压，称之为帽封式。

④组合式（combination）（开槽和贴封式）：将填缝材料浇入已开槽的裂缝并溢出路表面，然后用橡胶滚轴将超出的材料碾压成条带状，形成的条带关于裂缝对称，一般带宽为75～125 mm，厚3～5 mm。

几乎所有的填缝和灌缝作业都是将填料直接填入裂缝或槽中，然而有时会在填料填入裂缝之前，将黏合分隔材料（如聚乙烯嵌缝条）安置在工作裂缝凹槽底部，嵌缝条与凹槽三面相黏结形成整体，从而在填料填入凹槽时阻止填料流入槽底缝中，这样可提高填缝性能。填料的形状（尤其刻槽式）会影响填缝性能。裂缝处理和设计常会用到一种形状参数，其定义为裂缝开槽宽度和深度的比值，即宽深比。一般形状参数单独由切缝作业来控制（例如刻槽深度和宽度），然而形状参数不仅受切缝作业影响，也受嵌缝条埋入深度的影响。不管是直接的还是结合的嵌缝条填充，目前推荐橡胶沥青填料的形状参数为1，而硅胶填料的形状参数为2。一般来说，较小的形状参数（窄而深的开槽）会造成填料黏附力损失，而大的形状参数（宽而浅的开槽）则会增加黏附性。嵌缝条的应用需考虑以下两个因素：应用嵌缝条的成本是否低于直接填料时的成本；其性能是否比直接填料时的性能有所提高。

工作裂缝一般比较直（比如反射裂缝），并且边缘损坏非常轻。建议热施工的橡胶改性沥青填料直接填入缝内，使用嵌缝条也不会增加太多的费用；以硅树脂作为填料时，应使用嵌缝条。一些弯曲的裂缝，刻槽机操作时很难把握，这样会导致一部分裂缝被遗漏。另外施工中避免不了出现相邻的两道裂缝槽，这就造成这样的难题：是否同时对刻槽和未刻槽的裂缝进行填缝，或是对开槽时遗漏的刻槽再统一填缝。刻槽机和切缝机是可以控制切割深度的常用器械，而切割的宽度一般用手测量即可控制，考虑到形状因索的影响，嵌缝条一般置于距凹槽底部25～38 mm、距路面13～19 mm的位置。嵌缝条的宽度一般应该比裂缝凹槽宽25%。因为这样才能竖向固定嵌缝条，并且可以密封凹槽底部，防止填料泄漏。应根据所选用的填料决定是否对裂缝进行封顶，比如硅树脂和乳化沥青不容易被车轮带走，可采用贴封式或帽封式，而其他容易被车轮带走的材料最好不要采用这种方式。用橡胶改性沥青进行填缝，必须明确是将其做成贴封式还是帽封式结构。一般帽封式结构需要的劳动力很少，但修复的效果没前者好，因为用刮刀或滚轴对裂缝上面多余填料进行修整将有助于“热黏结”，形成一个整体带，而帽封式结构在裂缝填充后，缝面上的材料可能会继续流动，以致材料性能下降。因为材料在自动整平后可能会随着温度变化而收缩。贴封式条带一般宽度为76～127 mm，厚度为3～5 mm，这种方式不切割裂缝，从而使得填缝作业变得方便快捷，贴封式结构从设计上给裂缝面增加了磨耗带，从而改善了开槽式填缝的性能。

填装填缝材料时，首先将储料罐中存放的填缝材料，通过泵吸或气压的方式，将其吸出储料罐，然后通过专用的填缝材料喷洒杆适量地填装入裂缝中或裂缝上，形成所预期的填缝结构形式。同时，要求整条裂缝的填缝材料填装结构形式一致、均匀，并应从底部向上填装，避免出现气泡而影响修补质量。裂缝填缝时应连续不断，确保填缝材料充满裂缝凹槽，若填缝材料凹陷进裂缝中或用量不够时，应重新再填些料进去。对于裂缝填缝结构形式，推荐采用贴封式。在裂缝填缝过程中，应注意始终保持路表面的清洁，减少碎屑、杂物进入裂缝，避免出现填装质量问题。

4.封边修整工作

要将裂缝的填缝形式做成贴封式，即紧贴在裂缝的上方摊成约3 mm的带形，还需要一种专用的U形或V形橡胶辊对填缝材料作最后的成型。这一步成型工艺，可以将部分溢出裂缝的填缝材料压入裂缝中，还可擦去表面除成型所需材料外多余的材料。

填缝材料填装和成型完成后，为了保护未凝固的裂缝填缝材料，防止其出现轮印或溜滑问题，应立即使用吸收材料，使它们黏到填缝材料表面，作为填缝材料上面暂时的覆盖物。特别是乳化沥青或改性乳性沥青作为填缝材料时，若破乳固化时间较长，那么为了缩短开放交通的时间，这一步工艺就更为重要了。吸收材料通常采用筛好的干净细砂或石屑，施工时将其均匀地撒在裂缝填缝材料上，形成薄的覆盖层，从而吸收多余的填缝材料。吸收材料可以有效防止轮印，并增加路面的抗滑能力。待填缝材料冷却凝固后，扫去多余的细砂或石屑，最后恢复交通。