沥青路面裂缝修补工艺设计

1、l沥青路面裂缝修补工艺设计摘要沥青路面建成后，其基层无论是柔性的或者是半刚性的，都会在不同程度上产生各种类别的裂缝。裂缝的存在不仅对路面的整体性、连续性、美观性产生了破坏，而且使得自由水很轻易地就能进入沥青面层，进而导致沥青路面产生坑洞、唧浆、形变、网裂等破坏。因此，为了减少沥青路面的早期破坏，提高沥青路面的路况质量，延长沥青路面使用寿命，一定要对沥青路面裂缝采取有效的修补措施。我们对沥青路面裂缝可以分别按照裂缝的形状和裂缝的成因进行分类，并且对裂缝成因进行了理论性总结，分析了裂缝对沥青路面的危害，再以此引出沥青路面裂缝修补方法。对于国内外对沥青路面裂缝修补措施的研究现状，也进行了简单的总结。

2、本文主要阐述了裂缝封缝措施，将其分为灌缝和贴缝，而灌缝又分为开槽灌缝与不开槽灌缝。从二者的施工工艺和施工材料等方面进行分析总结，进行了相互对比和优缺点分析，并对施工后的质量验收进行了表格统计，还列举了两类沥青路面裂缝修补机械：灌缝机和开槽机。总之，笔者主要从沥青路面裂缝类型及成因，以及裂缝修补工艺和施工机械方面进行研究总结。关键词：沥青路面，裂缝，灌缝，填缝目录摘要1关键词11.绪论51.1研究背景及意义51.2国内外研究现状6国内研究现状6国外研究现状82.裂缝研究8 2.1裂缝分类9按裂缝形状分类9按裂缝形成原因分类142.2裂缝成因163.裂缝修补183.1裂缝修补技术18 概述18裂缝

3、修补技术分类193.2灌缝19概述19灌缝分类20开槽灌缝21不开槽灌缝22灌缝材料223.3贴缝24施工工艺24施工规定25施工质量控制25与用密封胶灌缝对比路面贴缝带的优缺点25贴缝带273.4灌缝、贴缝技术对比总结27适用范围27材料要求28施工机械283.5封缝施工质量检测304.裂缝修补机械304.1开槽机30开槽机的工作原理和组成31开槽机的分类31开槽机特点31小结334.2灌缝机33灌缝机特点：34小结35总结36致谢37参考文献381.绪论 公路运输是综合交通运输系统中的一个重要组成部分，公路是国家经济发展和现代化建设的基础设施。自改革开放以来，随着国民经济的发展和交通运输需

4、求的不断增加，我国的公路建设事业进入了一个迅猛发展的时代。自20世纪80年代末我国修建了第一条高速公路以来，我国的公路建设取得了重大成就，公路里程数迅速增长。1990年我国公路里程数仅为102.8万公里，到了2013年，我国公路里程数就增长到了435.62万公里。公路沥青路面是现如今我国比较普遍的路面结构，具有以下优点：（1）表面坚实、平整、无接缝；（2）行车舒适度高、耐磨性好、噪声低；（3）养护维修便捷、施工期较低，能够吸水，而且比较适合进行分期修建；正因如此，沥青路面得到了较为广泛的应用。但是，受长期行车载荷，以及常年经受环境、气候的影响，沥青路面病害日益增多。因此，沥青路面养护的主要任务

5、就是研究如何延缓各类病害的发展，使沥青路面的使用寿命得到延长，以及如何使路面的使用性能保持良好，降低公路养护的养护成本11。由于沥青混凝土材料本身的差异，以及受设计和施工水平的影响，沥青路面往往会出现裂缝、车辙、松散、冻胀翻浆、沉陷、拥包、泛油、龟裂、唧浆等病害，这些病害的出现会影响行车速度，危机行车安全，加大了汽车的磨损并且会使得沥青路面使用寿命大大降低。本文主要研究的是青路面裂缝类病害。  沥青路面裂缝是沥青路面病害的主要类型之一。可以说所有的路面都受到裂缝类病害的影响。针对各种类型的裂缝应该采取怎样的养护措施？养护工艺有哪些？养护设备各有什么特点？本文主要针对沥青路面

6、裂缝类病害做出相应的研究。1.1研究背景及意义 近几年来，我国的交通建设成为国家优先发展的战略目标，在规模总量上实现了快速增长。公众需求正在随着交通流量的快速增加和公路里程的不断增长而日益提高，一个十分艰巨的任务败在了公路养护管理工作者们的面前，那就是怎样去做好养护工作，才能够使得公路保持在一个比较良好的运行状态之下。我国有很多的沥青路面病害，这些病害都很常见而且都较为复杂，但是经过这么多年以来的长期实践、研究和探索，我国的施工技术和机械化程度也在不断地提高，已经有很多病害正在逐渐地减少。开裂导致路面发生损坏的现象虽然得到了一些改善，但是，沥青路面裂缝这一病害直到现在也没有根除。 在沥青路面完

7、工后的第一个冬季，一般就会产生裂缝类病害，在这之后还有可能会继续发展。裂缝产生的原因同样也是多方面的，一般来讲，会有昼夜温差作用引起的温缩裂缝，地表水侵蚀产生的裂缝，也会有下承层的裂缝引起的反射裂缝等。在裂缝产生的初期，其对于沥青路面的使用性能并不会产生什么特别明显的影响，仅仅是会影响沥青路面美观。但随着裂缝的逐渐发展，裂缝数量逐渐增多，不仅会使沥青路面的品质下降，而且会带来其他的路面病害，形成恶性循环。这跟很多方面都有关系，比如沥青混合料的性质、路面行车量、气候条件、施工因素以及行车类型等等。而且沥青路面产生的裂缝往往是稠密得，而且这些裂缝还是相互联系的，甚至直接就是网状的裂缝，并不是有规则

8、的、单独的或者是稀疏的。在雨雪天气，雨水、雪水等地表水往往会通过裂缝浸入面层，在冬天冻融后，会对道路的产生极其严重的破坏，进而就会影响裂缝两侧的路面结构层，使其含水量增大，甚至是饱和，尤其是裂缝附近土基，受到的影响往往更大1。这会使得路面强度明显降低，再加上路面会承受大量行车载荷，在其反复作用下，就产生了唧浆和冲刷的现象，甚至很快就会产生结构性破坏。 经过大量调查，我们发现在沥青路面病害中，沥青路面裂缝或者是因裂缝没有及时修补而导致的次生病害占有很大部分的比例。沥青路面裂缝对沥青路面影响非常大，它会加快路面的破坏程度，使沥青路面的使用寿命降低，对路面使用性能的破坏非常大。沥青路面养护的经常性工

9、作之一就是对沥青路面裂缝进行修补。因为公路承担着重要的交通任务，车流量一般较大。通常情况下一旦要对裂缝进行修补工作，是不允许长时间中断交通或者是压缩通行断面来进行的，所以，针对沥青路面裂缝进行研究，是具有积极意义的。本文较为系统化的整理总结了沥青路面裂缝类型以及各类裂缝的成因，分析阐述了各种裂缝修补工艺（主要是填缝工艺），修补材料和施工机械。1.2国内外研究现状 现如今我国的沥青路面修补技术还是以表面填缝为主,缺点是耐久性较差且失效率高,所以为了提高路面维修效率、保持路面的使用性能、延长路面使用寿命，我们应该积极开展沥青路面裂缝修补技术研究。1.3.1国内研究现状 目前来讲,我国高等级公路经常

10、采用的路面主要结构形式就是半刚性基层的沥青路面。沥青路面的优点主要是：（1）表面平整、无接缝、耐磨性好；（2）噪音低、行车舒适度高、振动小、抗滑性能好；（3）施工期短、工作人员进行养护维修是比较简便；（4）扬尘少、行车安全性好。所以沥青路面是一种比较理想的面层结构。但是沥青材料自身的特性有局限性，以及在施工中存在不可避免的各种问题,都导致沥青路面裂缝成为了沥青路面各类病害中的一个令人头疼的病害,一直没能够彻底解决的办法。 我国沥青路面裂缝的修补技术主要就是采用乳化沥青进行灌缝封填。但是，乳化沥青及热沥青在灌入缝内之后往往会产生沥青与裂缝粘结不牢的情况,沥青受热又容易被挤出，既对路面的外观产生影

11、响，而且还起不到封水的作用。这些年，往往会采用专用的开缝机扩缝后，选择一些与旧的沥青混合料相容性较好、低温不发脆而且粘结强度较高的填缝材料进行灌缝。这类灌缝的优点是对沥青路面裂缝处治较为彻底，但是需要专门的扩缝机械，成本比较高。高速公路应用较多的填缝方法主要是沿裂缝开槽，然后再以新混合料填补压实。但是以上的这些处理方法都会有明显的新旧沥青混合料交界面，在修补完成后又会带来沿路面接缝处的一些破损问题，而且工作面小，路面强度、平整度和压实度都难以得到有效的保证。最主要的就是在修补完工后，该部位又成为了路面结构中最为薄弱的地方，很容易产生其他问题。 人们对于路面裂缝处置方法的认识和研究正在不断地深入

12、，目前，国内针对于裂缝的处置开发出新材料、新技术、与新工艺。形成了开槽灌缝、填缝、贴缝、养护剂灌封一整套方法。以下为国内常用的处置路面裂缝养护技术：（1） 开槽灌缝：开槽灌缝需要用到开槽机，用其在沥青路面裂缝处沿着裂缝的走向开出一条沟槽，沟槽的宽度为11.5cm，深度为1.52cm，再用灌缝机将专用的公路密封胶加热到一定的温度，然后通过内部的料泵马达打压灌入开槽机开好的的沟槽之中，这样的修补方法就是开槽灌缝。开槽灌缝的优点是封闭效果好，效率高，使用寿命长。缺点就是施工造价高，初期施工设备费用投入高。（2）不开槽灌缝：不开槽灌缝无需对裂缝进行开槽，可以直接利用热压缩空气对裂缝进行处理，做好裂缝的

13、清理和干燥工作，然后采用合适的材料（热沥青或者乳化沥青）进行灌缝工作。不开槽灌缝适用于气候温暖且交通量较小的地区。（3）贴缝：目前国内使用的修复剂根据地质环境的不同而有相应的区别。此外，为了提高贴缝的耐久性需要在贴缝前清楚裂缝的缝壁湿气。然而，使用直流式的吹缝设备，虽然被广泛的使用，但是除湿效果不佳，推荐使用变频螺旋式高压热气喷机。1.3.2国外研究现状 目前国外采用最多的的裂缝填封材料主要有以下三种。第一种就是热灌式橡胶沥青，这种材料收到了广泛应用，主要就是因为它的材料价格底，成本较小，对施工人员在施工过程中的要求并不是很高。第二种就是有机硅树脂，因为它的粘度过高，不适合充分渗入裂缝，而且它

14、对施工人员在施工过程中的要求比较高，施工效率较低，成本也较高，所以在密封新建混凝土路面的接缝时收到了较多的采用。第三种就是冷灌式填缝料，这种材料主要是以乳化沥青作为基本物质，在实际应用过程中无需加热就可以使用，受到的限制条件也比较少。 现如今，在裂缝修补技术方面，发达国家已经基本实现现代化。同时，应用良好的路面管理信息系统和先进的仪器设备构建了考虑科学化、信息化、自动化的管理体系，从而保证了对路况的实时监控与评估。另外，多功能修补车，沥青灌缝机，变频螺旋式高压热气喷机等品种多样的机械的使用，保证了高强的技术水平和性质能。同时使用了很多新材料和新工艺，比如科氏改性沥青冷灌缝材料，这种材料是由美国

15、科氏工业集团科氏材料公司开发的，它能够节约成本，降低耗材。经济发达国家很早就发展了公路的施工建设，养护管理工作同时也跟上了建设的步伐，由于日常养护工作做得好，这些国家高速公路虽然建成使用了近半个世纪，但至今仍在使用。他们在公路养护和管理方面有较完善的质量保证体系，普遍建立了公路养护计算机管理系统，并配备了先进的养护机械，在不断发展养护机械的同时，注重养护施工工艺与养护材料的研究与开发工作。近几年来，发达国家更加重视养护管理系统的建设，利用开发出的公路路况诊断检测、评估设备等多种养护辅助系统，实现对公路状况的自动检测与数据的采集，建立公路信息管理数据库，对公路路况实施动态管理，达到以预防为主的养

16、护目的。2.裂缝研究2.1裂缝分类 裂缝是沥青路面病害中的一个重要病害，收到了各国公路界的广泛关注和研究。在我国，沥青路面也受到了裂缝类病害的严重影响，可以说每条路面都存在裂缝，只是裂缝的数量，类型和产生的时间有所不同。国内外对裂缝从类型到成因再到防治做了深入的研究，而且也取得了丰富的学术理论成果。但是这些成果在裂缝防止时所达到的效果并不尽人意，沥青路面裂缝类病害仍旧严重影响着沥青路面的正常使用。沥青路面裂缝通常被分为以下几种，主要有：（1）横向裂缝：这类裂缝主要是半刚性基层沥青路面在温缩作用或是干缩作用下而引起的的反射裂缝和对应裂缝；（2）纵向裂缝及网裂：此类裂缝主要分为自上而下的疲劳裂缝和

17、反射裂缝；（3）块状裂缝。这些裂缝的形成原因及其的复杂，成因不同，裂缝在路面结构的垂向深度也有着较大的差别13。 活动性裂缝一般采用的修复手法就是裂缝填封，活动性裂缝的特点就是夏季宽度比较小，而冬季宽度比较大。典型的活动性裂缝在夏季时，宽度通常能超过3mm，而冬季宽度就会增长15%100%。在裂缝填封时，首先要根据裂缝具体的几何形状进行开槽，然后对所开槽进行清理干燥，最进行填封，填封时要选择合适的填封料。 非活动性裂缝一般采用的处治手法就是裂缝密封，非活动性裂缝的宽度一般小于3mm。此类裂缝一般处于裂缝发展的初期阶段，在冬季气候温和的地区出现较多。裂缝密封不需要使用开槽机，即不用对裂缝进行开槽

18、，一般来说，会直接采用热压缩空气对裂缝进行清理工作，最后再填装密封剂。在气候温暖且交通量较小的地区一般采用裂缝密封技术。裂缝填封和裂缝密封可以结合使用：纵向裂缝采用填封，横向裂缝采用密封。这两种方法的综合运用可以提高封缝处理的效果，减少路面的破坏。2.1.1按裂缝形状分类按裂缝的形状分类，可以把裂缝分为网状裂缝（龟裂）、纵向裂缝、横向裂缝和块状裂缝。 （1）龟裂。龟裂是沥青路面裂缝中最为严重的一种裂缝形式，由于路面受到交通荷载的重复作用，沥青面层或稳定基层就会发生疲劳破坏，最终产生相互贯通的裂缝，因其形状类似于龟壳背面，所以被称为龟裂。龟裂一开始是沿行车轮迹带出现很多单条或多条平行的纵缝,然后

19、会在这些纵缝之间出现一些横向或者是斜向的连接缝,形成了缝网。除非整个路表面都在承受车辆荷载的作用，否则龟裂并不会发生在整个路表面，只会发生在重复荷载作用的地方。裂缝最先出现的地方就是沥青的面层，或者是稳定基层底部，在承受最大荷载弯拉应力的位置，也有可能最先出现裂缝。一开始时，只会产生一条或者是几条平行的纵向裂缝。在车辆重复荷载的影响作用下，这些裂缝就会逐渐连通，最终发展成为龟裂。龟裂按照裂缝块、缝宽及有无变形，可以分为轻度、中度和重度三种程度的裂缝。轻度龟裂（如图2.1）主要发生在裂缝初期，裂缝比较细，缝区没有变形和散落，主要的裂缝宽度一般小于2mm，主要的裂缝块度在一般也会在0.20.5m之

20、间。龟裂的发展期就是中度龟裂，裂缝区存在轻度散落或者是变形，主要的裂缝宽度一般在25mm之间，而部分裂缝的块度一般则是小于0.2m。当裂缝发生至重度龟裂时（如图2.2），它的龟裂特征就会比较明显，裂块相较前两者而言就比较小，裂缝区存在着明显变形，散落程度比较严重，主要的裂缝宽度一般大于5mm，大部分裂缝块度则是小于0.2m。龟裂产生的主要原因是路面的整体强度不足。导致强度不足的原因有以下几个方面：1. 路面结构在设计时不合理,路基路面在压实的时候压实度不足,路面材料配合不合适或者是拌合时未拌合均匀等，使沥青与石料粘结度不高；2. 2.路面出现横向裂缝或者纵向裂缝后，没有及时封填,导致路面下层深

21、入了水分,泡软了基层表面，在行车荷载的反复作用下，产生唧浆现象,路面基层表面被逐步淘空,就产生了网裂现象。3. 3.汽车严重超载和沥青老化，会使得基层产生疲劳破坏。这同样也是沥青面层产生网裂的重要原因之一。（2）纵向裂缝（如图2.3）。纵向裂缝是一种长直的单条裂缝，它的方向与道路中线大致呈平行，有时它会伴有少量的支缝。纵向裂缝分为两种：一种主要发生在路肩或者是紧急停车带部位，其形状呈月牙状，沿着路肩边缘向内逐步扩大,这种裂缝的危险性比较高，它会使路基发生滑移；第二种主要发生在行车道部位,裂缝两端还没有延伸到路堤的边缘，一般呈纵向条带状。纵向裂缝的特点有以下几种：（1）路基或者是基层沉降引起的纵

22、缝：一般来讲，其特点是断断续续，绵延程度很高；（2）施工搭接引起的纵缝：它的形态特征是又直又长；（3）结构承载力不足引起的纵缝：通常来讲，它会出现在路面的边缘地带，主要的形成原因就是路基边缘受水侵蚀，或者是压实过程中路基压实度不均匀，从而导致了不均匀沉降。按裂缝的宽度以及裂缝边缘的破坏情况主要可以分为轻度和重度这两个等级。轻度纵缝的主要特点是：裂缝缝比较细，裂缝壁没有散落现象，或者是存在轻微散落的现象，主要裂缝处没有支缝，或者是存在少量的支缝，一般来讲，它的缝宽在会3mm以内。重度纵缝的特点是：裂缝缝比较宽、裂缝壁存在散落现象散落、主要裂缝处存在支缝，主要缝宽一般来说会大于3mm2。 一般来讲

23、，形成纵向裂缝的主要原因是这几点:    1.地基原因。在处于河谷处和丘陵低洼地带的路段,地基土的天然含水量相对较高,在设计和施工的时候并没有做处理,在高填土后,因为地基承载能力的差别也会出现不均匀沉降,由此造成路面的纵向开裂。   2.路基施工原因。如果在天气干燥时进行土基施工,局部路堤的填料土块粉碎程度不足,路基的压实度不均匀,暗埋式构造处由于受到构造物长度的限制,路基边缘不能超宽碾压,这样就使得路基边缘的压实度不够，或者是混合料摊铺的时候纵向施工搭接质量不好,这些都是造成纵向裂缝的原因。   3.水的渗透破坏

24、。路表、边坡和中央分隔带发生渗水现象,局部路基受到了水浸泡，使得它的承载力值降低,在动静荷载的作用下,路基将会滑动产生裂缝，除此之外，填料如果是弱膨胀土,而且在施工中未做处理，渗水后它的含水量也会发生变化，同样是纵向裂缝产生的原因。 图2.3 纵向裂缝 （3）横向裂缝（如图2.4）。横向裂缝也是单条裂缝，它的方向与道路中线基本接近平行状态，有时在主要裂缝的周围会伴有少量的支缝。横向裂缝大多是由路基或者是基层裂缝的反射造成的，当路面发生低温收缩是，也会产生横向裂缝，还有一个原因就是地基或填土路堤纵向不均匀，导致发生沉降而造成横向裂缝。横向裂缝一开始较多的出现在路面的两侧，经过逐步的发展，进而会贯

25、通路幅。按照裂缝的宽度以及裂缝边缘的破坏程度，可以把横向裂缝分为轻度、重度两个等级。轻度横缝的特点是：裂缝比较细，裂缝壁没有散落现象，或者是存在轻微散落的现象，没有支缝，或者是存在少量的支缝，一般来说，裂缝的宽度会在3mm以内。重度横缝的特点是：裂缝比较宽，裂缝通常会贯穿雨整个沥青路面，裂缝壁存在散落现象，并且会伴有少量的支缝，一般来说，主要的裂缝宽度会大于3mm。 横向裂缝一般来讲并不是由于行车载荷引起的，它的形成原因主要有以下几个方面：    1.由于材料收缩而引起。首先，在基层成型的过程中,由于基层材料失水收缩，会形成一些较为规则的横向裂缝.其次，

26、因温度骤降，导致基层材料发生低温收缩而产生横向裂缝8。以上两种现象会使使沥青路面的面层底面承受拉力,当其收到的拉力超过沥青面层的抗拉强度的时候，就会使得沥青面层底部拉裂,随着温湿的循环变化，以及行车荷载的反复作用，最终导致沥青面层产生横向裂缝。    2.沥青和混凝土发生温缩而引起。由于沥青对温度变化比较敏感,当温度下降的时候,沥青混合料就会逐渐变脆、变硬,而且会发生收缩变形。当其收到的收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,路表面就会被拉裂,然后逐渐向下发展,最后就形成了上宽下窄的横向裂缝，一般来讲，这种受温缩影响而产生的裂缝在温差较大的北方地区初冬宽度

27、为35mm,而到了严冬的时候就会加宽到10mm,最宽则会达到20mm,到了春季就又缩回。    3.差异沉降引起。在非软土地基和软土地基的交界处，以及构造物台背和路段交界处，或者是软土地基处理方法变化处,由于地基或路基与构造物差异沉降而导致基层开裂,然后反射到沥青面层,最终则会形成横向裂缝8。 造成横向裂缝的重要原因是温度变化而引起的沥青面层本身收缩，所以材料中自由沥青的含量越多，产生的就会裂缝越多.选用符合技术要求的沥青,精选矿料，控制沥青用量,使用纤维等添加剂或者是准确组成级配,这些措施都可有效减少横向裂缝7。除此之外，设计合理的路面结构并且精心施工

28、也很重要。图2.4 横向裂缝 （4）块状裂缝（如图2.5）。块状裂缝是沥青路面本身的纵向裂缝和横向裂缝经过不断地发展之后逐渐交错而形成的，它会把路面分割成一系列多边形的块状。有的块状裂缝是由于路面基层块状开裂产生的反射裂缝造成的，还有就是温度疲劳及沥青老化造成的。在具体的尺寸以及形状上，块裂的网格和龟裂都有着很明显的区别3。由于裂缝块度的大小不同，块状裂缝据此又可以分为两个等级，即轻度和重度。轻度块裂的主要特点是：裂缝比较细，裂缝区并不存在散落现象，一般来讲，裂缝的宽度会在3mm以内，此类裂缝大部分的块度会大于1m。重度块裂的特点是：裂缝比较宽，裂缝区存在着散落现象，一般来讲，裂缝的宽度在会3

29、mm以上，此类裂缝主要的裂缝块度会在0.51m之间。图2.5 块状裂缝裂缝病害损坏类型如表2.1。表2.1裂缝病害损坏类型表破损类型 分级外观描述分级指标计量单位1龟裂轻初期裂缝（2mm），裂区无变形无散落块度：2050cm中裂块明显，缝较宽（25mm），有轻微散落或轻度变形部分块度：20cm重裂块破碎，缝宽（5mm），散落重，变形明显大部分块度：20cm2块状裂缝轻缝细（3mm），不散落或轻度散落，块度大块度：100cm重缝宽（3mm），散落，裂块小块度：50100cm3纵向裂缝轻缝壁无散落或轻微散落，无支缝或少支缝缝宽：3mm重缝壁散落重，支缝多缝宽：3mm4横向裂缝轻缝壁无散落或轻微散落

30、，无支缝或少支缝缝宽：3mm重缝壁散落多，支缝多缝宽：3mm2.1.2按裂缝形成原因分类按照裂缝形成原因不同，裂缝可分为以下几种类型：（一）结构性破坏裂缝  此类裂缝形成的主要原因是就是行车荷载。当行车荷载大于半刚性基层材料的抗拉强度的时候，这种材料的底部很快就会发生开裂现象。行车荷载的反复作用与路面，导致底部的裂缝逐渐向上部发生扩展，最后影响到沥青面层，使之也产生开裂。基层本身的厚度影响、面层的厚度影响、基层以及下承层的回弹模量影响，这些都会导致拉应力发生变化。 （二）温度裂缝   温度裂缝主要是非荷载型裂缝,一般来说，可以把它分为两种：第一

31、种叫做低温裂缝，第二种则是温度疲劳裂缝。 （1）低温裂缝   温度较高时，沥青材料具有非常良好的应力松驰性，当温度发生变化时，因其应力松弛性好，产生的温度应力就不至于特别的大，但是当温度较低时，沥青材料就会逐渐开始变硬，并且开始逐渐发生收缩，在这种影响下，半刚性基层的底部就会产生相应的拉应力，当温度应力逐渐增长到一定程度的时候，沥青混合料的应力松驰性就会赶不上这种变化，这是混合料的劲度就会急剧增大。因为沥青路面的面层会受到约束，当面层中产生的收缩拉应力逐渐增大，直到超过沥青混合料的抗拉强度的时候，沥青面层就会发生开裂现象。由于沥青路面的宽度是有限的，所以

32、收缩受到路面结构的相互约束就比较小，这就是低温裂缝主要是横向裂缝的原因4。（2）温度疲劳裂缝   在日温差大的地区，温度疲劳裂缝发生的概率比较高。在这类地区，温度会发生反复的升降，这种现象就会使得沥青面层温度应力发生疲劳，沥青混合料的极限拉伸应变也会变小，而且沥青劲度会随着沥青的老化而逐渐增高，相应的，应力松驰性能也就会发生降低，最后，当它达到了极限抗拉强度的时候，路面就产生了裂缝4。（三）半刚性路面的反射裂缝和对应裂缝 （1）半刚性基层温缩开裂而引起的反射裂缝  处于沥青路面面层之下的半刚性基层已经产生了开裂现象，并且允许其发生水平位移和垂直

33、位移，通常我们假设这种情况是导致反射裂缝的机理。温度发生变化或者是水分发生变化而引起的膨胀和收缩是水平位移,而由于行车荷载的作用而引起的下卧路面结构在裂缝处发生的差动位移是垂直位移。   在寒冷地区（或者是冬季），在结合程度较好的沥青面层下，由于开裂的半刚性基层发生了水平位移，就会影响到裂缝上的面层，而产生比较大的拉应力。一般来讲，沥青面层在温度较低的时候会比较硬，它只能承受较小的拉应力，所以在温度较低时，沥青面层更容易被拉裂。由于这种情况下裂缝的扩展途径通常是从下方到上方的，所以沥青面层的厚度越低，反射裂缝的形成时间就越早，而且形成的数量就会越多。 （

34、2）半刚性基层干缩开裂而引起的反射裂缝及对应裂缝   一般来讲，在新铺的半刚性基层中，干缩应力是由混合料中的水分逐渐减少而形成的干缩现象而产生的；这种情况下产生的干缩应变和干缩应力会随着水分减少的速度增快而逐渐变大。当沥青面层比较薄的情况下，如果要在半刚性基层上铺筑沥青面层，而此时它已经产生了干缩裂缝，那么由于受到了温度应力的影响，半刚性基层的裂缝就会从面层的底部开始发生开裂，并比较快速地形成反射裂缝。一旦温度应力和由于行车作用而产生的拉应力相互结合，就会更快地形成反射裂缝。如果沥青面层比较厚时，基层的裂缝便会促使面层先从表面开裂（这是因为温度应力在表面最大的原因

35、），随后就会逐渐向下传播而形成对应的裂缝。   不同应力的分布规律很容易就能够推断得出，可以通过进一步的计算或者是实验来得到一个临界面层的厚度。当面层厚度比这个临界厚度更高的时候，裂缝将主要从路面表面开始产生；当面层厚度比这个临界厚度更低的时候，裂缝将主要从路面底部开始产生。这个临界厚度主要受到以下几个因素的影响：（1）气候条件（2）基层混合料的温度（3）温缩性（4）面层混合料的劲度模量。2.2裂缝成因（1）受设计因素的影响。在路面结构的设计阶段，会存在以下几个情况：考虑不合理或者是设计的路面厚度不足；路面强度不能满足行车要求；没有考虑导设计年限内的交通量年均增长

36、率的迅速升高；忽略了汽车的载重量明显增大；这些因素都会导致路面强度逐渐不足,进而产生了裂缝。（2）受施工因素的影响。由于存在碾压时密实度不够，机械组合不合理以及基层混合料离析不足，基层上部1cm2cm部分的细粒上浮的情况，形成了薄层，强度比较弱。在行车荷载的反复作用下，很容易就会产生产生龟裂现象。此外，由于施工控制有瑕疵，无机结合料在拌和的时候并没有拌和均匀，底部存在素土夹层，这些因素导致了沥青面层产生了块状裂缝。另一方面，对于使用的是水泥稳定类的半刚性基层，如果水泥用量过大，这种半刚性基层的强度就会随之变高，刚性也会随之增大,从而由行车荷载作用而引起的基层地面的拉应力也会随着这些变化而逐渐增

37、大，这种半刚性基层在行车荷载的作用下就比较容易开裂。这时，材料的抗拉强度就会比较高，裂缝宽度也会变大，每条裂缝之间的间距也会随之增大，沥青面层就容易被拉裂，从而形成反射裂缝。（3）受结构因素的影响。沥青结合料的温度稳定性比较差，当气候条件变化较大的时候，由于其不适应当地气候条件，再加上行车作用的影响，很容易就会产生沥青路面裂缝。除此之外，造成沥青路面裂缝的因素还有温度过高，或者是沥青混合料搅拌过程中搅拌不均匀。（4）受到了天气因素的影响。雨雪天气时极其容易发生水损害现象，这种现象会加剧裂缝的产生。由于路面的空隙和裂缝被水分浸入，在外力作用下，降低了沥青与集料之间的粘结力，并且使其逐渐丧失粘结力

38、。在水分的不断侵入的影响下，在行车荷载的反复作用下，进入路面空隙裂缝中的水分又会不断产生真空负压抽吸的反复循环或者产生动水压力，水分受到这些作用的影响，就会逐渐渗入到沥青与集料的界面上。面料表面的沥青膜逐渐脱落，沥青混合料就会发生松散、掉粒的现象，形成网状裂缝，值得注意的是，这种裂缝还会不断得扩大。3.裂缝修补3.1裂缝修补技术3.1.1 概述 裂缝的形式有很多种，不论是哪种形式的裂缝，如果不及时进行修补的话，雨水就会通过路面上的裂缝逐渐进入基层，软化基层甚至路基，使得基层、路基的强度降低，进而导致沥青路面的承载能力不断下降，最终则会造成路面的局部损坏甚至是路面的成片损坏，对乘车舒适性产生严重

39、影响，而且使得路面得使用寿命产生大幅度的降低。沥青路面裂缝修补应注意以下几点。（1） 当裂缝宽度小于2mm的时候，裂缝会随着气温的上升而逐渐愈合，所以可以不作处理。一般来讲，缝宽在2mm5mm的裂缝可以使用开槽机沿裂缝进行扩缝，开槽后的缝宽约为2cm，缝深则在1.5mm2cm之间，而且要对其进行清理干燥，然后用改性沥青灌缝；对于缝宽大于5mm的裂缝就可以使用改性沥青（如SBS改性沥青）直接进行灌缝。灌缝之前，首先要清除裂缝内部和裂缝周围的碎物、垃圾，而且要保持裂缝内的干燥，灌缝后，在其表面撒布一层3mm5mm的石屑或者是粗砂。（2）如过由于结构层积水，从而引起网裂现象时，在铲掉了面层之后，则需

40、要用到排水设施，要用它来把路面渗透水排除到沥青路面之外。最后，再铺筑新的混合料。（3）如过路面的基层强度满足要求，但是由于沥青面层厚度不足而产生网裂现象时，就可以采用先铣刨网裂的面层，然后再加铺新料的方法对其进行处理。加铺厚度则需要按照现在的设计规范，经过计算后再确定；如果要对路面进行加罩处理，就要采取各种“预防”措施进行先期处理，以减轻反射裂缝的影响。（4）当网裂现象是由于路面因路基不稳定而产生的时候，就要采用水泥或者是石灰先对路基进行处理，或采用注浆进行加固处理，其深度则应该根据具体的情况来确定，一般来说，深度在20cm40cm之间最为合适。消石灰的用量通常为510，水泥的用量一般则为46

41、。等到土路基处理完毕而且要待其稳定后，再对基层、面层进行重做。（5）当路面网裂是由于路面的厚度不足或者是基层软弱而引起时，就应该根据实际情况，分别采取综合稳定、加厚或调换的措施对其进行处理。首选的基层材料应该是具有收缩性小、水稳定性好的特点的一些半刚性材料。等到基层加强之后，再去铺筑沥青面层。3.1.2裂缝修补技术分类裂缝修补技术可分为3类：（1）开槽灌缝。开槽灌缝是沥青路面修补过程中最常用的一种裂缝修补方式。开槽灌缝是指使用专业的机械设备（如开槽机、灌缝机等）和专用的材料（比如灌缝胶）进行裂缝修补，它是一种预防性养护技术。开槽灌缝技术主要包括开槽、清缝、灌缝等步骤。其主要适用于活动性裂缝。（

42、2）不开槽灌缝。不开槽灌缝是指不用开槽机开槽，直接在裂缝中灌入裂缝修补材料的处理方式。这种修补方式要预先对裂缝及其周围进行简单的清理工作，而且要保证裂缝的干燥。不开槽灌缝主要针对非活动性裂缝，或者是一些不适宜进行开槽的路段，这是一个较为传统的裂缝修补方式。（3）贴缝。贴缝是一种裂缝修补新技术。贴缝既不用开槽，也不用对裂缝内部进行较多的清理工作。只需要对裂缝表面作简单清扫，然后就可以进行施工12。3.2灌缝3.2.1概述灌缝作为预防性的养护措施，主要作用就是防止水队道路产生进一步的侵蚀。要阻止渗水、基底结冰和结构破坏就应该使用冷热灌缝材料。当然灌缝的作用不仅如此，它还能够延长沥青路面的使用寿命，

43、而且采用灌缝修补沥青路面裂缝，其施工成本比较低，仅仅是挖补路面然后对其进行大修费用的16。开槽灌缝是指使用专用的开槽机械，沿裂缝走向在路面开裂处开出一条沟槽，沟槽的宽度一般为11.5cm，深度则为1.52cm。然后利用灌缝机将专用的公路密封胶加热到要求的温度，最后通过内部料泵马达打压灌入开槽机所开的沟槽之中。开槽灌缝的优点是封闭效果好、效率高、使用寿命长；它的缺点为施工成本较高，初期施工设备费用投入较高。目前来讲，开槽灌缝是我国应用最多的裂缝修补方法。灌缝施工的外部环境应达到以下要求： (1)施工温度：密封胶之所以会脱落，其原因之一就是收到了施工温度的影响。通常当路面潮湿时，或者是当

44、温度低于4时，密封胶的粘结力就会降低，然后就容易脱落。当路面整体温度较低的时候，在密封胶灌缝后，由于温度下降较快，密封胶有很明显的收缩现象，槽壁与密封胶之间的温度应力比较大，所以密封胶与路面的粘结力就会收到比较大的影响。 (2)裂缝湿度：在进行灌缝的时候，首先应该对路面进行干燥处理，当环境比较潮湿的时候，密封胶与路面的粘结力则会降低，然后造成密封胶脱落的现象。 (3)保持清洁：在进行灌缝之前，应该先用空压机将开过槽后的裂缝进行处理，把周边松动的物体以及裂缝中的灰尘杂物清除干净，即对裂缝进行清洁。 (6)灌缝范围：当车辙现象比较严重的时候，或者是在已经形成网裂的路面

45、上，并不适合采用这种方法对裂缝进行处理。3.2.2灌缝分类 现如今常用的沥青路面灌缝工艺主要可以分为以下两种：不开槽灌缝和开槽灌缝。不开槽灌缝主要分为冷热两种操作方法。热操作法通常采用的材料就是普通的热沥青或者是改性热沥青，用其对路面裂缝进行灌缝。当采用普通热沥青的时候，其在高温情况下的软化点比较低，所以就比较容易出现泛油的现象，当温度较低的时候，沥青又会变脆，容易发生脱落；而采用改性热沥青的时候，由于改性沥青的流淌渗透性能比较差，粘度又比较大，导致灌入路面裂缝的改性沥青非常少，所以当路面裂缝低温扩张时很容易发生开裂现象，修补完成后的使用寿命比较短。冷操作法采用的材料则是液体沥青聚合物或者是改

46、性液体沥青等，用这些材料进行灌封。因为聚合物改性液体沥青中掺加了很多的溶剂，沥青的高温稳定性降低，和弹性恢复性能也会降低，但是它的渗透性和低温流动性能则会得到提到。但是，在夏季高温时，沥青容易溢出，然后被车辆带走，造成路面的污染。 开槽灌缝是用开槽机对路面进行开槽，然后选用合适的沥青路面灌缝胶对裂缝进行灌注填封，工艺方法如下：首先用开槽机强制性对路面裂缝进行切割，加宽加深路面裂缝，然后用灌缝胶对路面裂缝进行灌封。新修路面出现的裂缝、及裂缝宽度较小、不规则的裂缝等根本没有必要采用开槽工艺来处理，不规则裂缝占多数，并且毛细裂缝和细小裂缝存在主裂缝周边。开槽灌缝采用了开槽机械对路面裂缝进行强制性切割

47、，本身就对毛细裂缝、细小裂缝和路面不规则裂缝产生了二次破坏。随着灌缝胶的老化，及裂缝周边细小裂缝的进水导致路面裂缝两端延伸出新的路面裂缝上本来只有一条路面裂缝，逐渐变成了两条甚至多条路面裂缝，容易造成渗水、唧浆、啃边以及坑槽等其他多种路面病害。使用的材料也随之增大,消耗了大量的能源，不利于环保。 尽管裂缝宽度是选择灌缝或不开槽灌缝的关键因素，但特定类型裂缝的年横向位移量是最主要决策依据。通常，非活动性裂缝应采取不开槽灌缝措施，而活动性裂缝应采取开槽灌缝。活动和非活动型裂缝可根据裂缝类型判定。工作裂缝在方向上常为横向，但是某些纵向裂缝和斜向裂缝也可能满足3mm位移量的指标。填充工作裂缝的材料必须

48、能粘接裂缝的两侧壁并能随裂缝的开与合而伸缩。在的低温、低应力下具有一定延伸能力的橡胶改性类材料一般适用于处治工作裂缝。 非工作裂缝包含斜向裂缝、大多数纵向裂缝和某些网状裂缝。由于裂缝间距小，裂缝宽度变化较小。裂缝类别判定指标如表3.1所示。表3.1 裂缝类别判定指标裂缝特征裂缝处治措施建议不开槽灌缝开槽灌缝裂缝宽度（mm）510520边缘损坏情况（特别是碎落、碎裂）最小或无（边缘损坏程度25%的裂缝长度）中等水平或无（边缘损坏程度50%的裂缝长度）年横向位移2.5mm2.5mm裂缝类型横向温度裂缝、横向反射裂缝、纵向反射裂缝、纵向冷接缝裂缝纵向反射裂缝、纵向冷接缝裂缝、纵向边缘裂缝、

49、间距较大的网状裂缝3.2.3开槽灌缝开槽灌缝用来处治活动性裂缝，此类裂缝冬季宽度较大，夏季宽度较小。典型的活动性裂缝夏季宽度一般超过3mm，而冬季宽度一般可增长15%100%。开槽灌缝首先需要根据裂缝的几何形状进行开槽，然后进行清理、干燥工作，最后再选择材料进行灌缝。开槽宽深比大于1时有助于提高灌缝效果。开槽灌缝施工工艺：（1） 准备工作：首先检查施工机械（开槽机与灌缝机），确保施工机械技术状况良好；其次应该根据路面裂缝的具体情况，确定具体的修补方案；最后，要启动灌缝机，并把密封胶添如密封胶加热罐内，将密封胶加热、搅拌，直至其温度达到170180。（2） 按照交通施工安全规定摆放安全警示牌、施

50、工牌以及路标设施，这些都是为了确保施工场地安全，保证路面的行车安全。（3）开槽：按照事先设计好的开槽尺寸，调节好开槽宽度和开槽深度，调节完成后进行开槽作业。开槽是，根据裂缝具体情况，及时调节开槽尺寸，要做到满足设计要求。（4）清缝：把裂缝两侧至少10cm范围内的灰尘以及槽内的碎渣用吹风机彻底清扫干净。（5）灌缝：当温度低于4时，必须用灌缝机配有的预热设备对所开的沟槽部位进行预热，如果不进行预热就直接灌缝，就会降低密封胶的粘结力；当气温高于4时，可以不对其进行预热。灌缝机上有一个带有刮平器的压力喷头，在密封胶加热温度达到170180时，用这个喷头将密封胶均匀地灌入槽内，并在裂缝两侧拖成厚度与宽度

51、一定的封层,一般来讲要宽出10mm，高出原路面3mm，撒少量石屑5。（6）养护：灌缝之后，要等到密封胶充分冷却，并清理干净路面上的碎渣后，再开放交通，通常冷却时间为15分钟左右，在实际施工过程中，开放交通的具体时间就要根据当时的气温情况灵活掌握22。（7）灌缝达到的外观质量标准（a） 灌缝胶位置与路面相当。（b） 灌封表面应该充分饱满。（c） 灌缝通车以后，能够保证在车辆载荷作用下可有一定的弹性。不开槽灌缝不开槽灌缝主要应用于非活动性裂缝。此类裂缝宽度一般小于3mm。非活动性裂缝一般处于裂缝发展的初期，且较多出现在冬季气候温和的地区。不开槽灌缝无需对裂缝进行开槽，可直接利用热压缩空气进行裂缝的

52、清理和干燥，然后采用热沥青或者乳化沥青进行封缝。不开槽灌缝适用于气候温暖且交通量较小的地区。施工工艺如下：（1） 按照标准拜访所需施工安全标志，并封闭施工的路段。（2） 使用铁钩等工具清理裂缝。（3） 使用吹风机等工具吹出裂缝内杂物（主要是泥土等杂物）。（4） 使用水壶、大型注射器等工具把养护剂灌入裂缝之中，撒入少量养护砂养护，待灌封胶冷却至常温，再把路面的碎渣清扫干净之后，便可以开放交通21。3.2.5灌缝材料 近年来，对于路面灌缝材料的研究取得了重要成果，灌缝材料的种类比较多，各类材料的耐久性、温度适应性、耐候性等使用性能都有差别。所以，灌缝材料应该沥青以路面的实际情况做出不同的选择，以此

53、达到满意的效果和最佳的经济效益。沥青路面灌缝材料可以分为以下几种：1.热灌沥青2.冷灌沥青3.化学材料，各类灌缝材料的特点以及应用研究进展如下：  （一）沥青。路面裂缝修补是最初使用的材料就是沥青，较好的粘附性和耐水性就是沥青材料本身具有的优点，当温度较高时(110180摄氏度)，沥青材料有很好的浸润性和流动性，能够渗入裂缝，然后封住裂缝，阻止水分沿裂缝处下渗。沥青是各种灌缝材料中使用最为简单，成本最低的一种材料。但当温度过高时，沥青则会变软甚至流淌，容易被车轮带走，而当温度较低时，沥青又会变脆，容易被碾碎，而且它的断裂伸长率会变低，位移能力差，无法随着裂缝伸缩，灌缝后容易

54、重新开裂。一般来讲，沥青灌缝后，其使用寿命最多不超过1年，失效率往往会达到85%以上，要经常进行二次维修，养护工作量则会加大，养护费用也提高了。沥青路面往往行车速度快，车流量大，如果要进行频繁的裂缝修复施工作业，安全隐患也就比较大，所以在高等级沥青路面灌缝时沥青已经不能满足需要，但因为它的成本较低，在一些低等级的路面还是会作为灌缝材料继续使用。（二）热灌沥青。热灌沥青使用比较早，时一种应用较为普遍的灌缝材料。热灌沥青通过加热改变了沥青的物理状态，该类材料的优点是使用简单，价格低廉，对施工人员的操作要求不高。在沥青中加入不同的添加剂和改性剂，以制备出高性能、低成本的灌缝材料成为了近几年来热灌沥青

55、的主要研究方向。（三）改性沥青。受自然环境和车辆荷载的综合作用，灌缝材料在施工后很容易发生脱落、嵌入硬物等病害，而导致灌缝失效，因此灌缝材料必须具有高拉伸强度、高粘结性等性能，这些都是普通的沥青不具备的性能。改性沥青就是在沥青中加入改性剂，其一般具有以下优点：具有优良的高温稳定性能以及低温抗裂性能，延展性和弹性都比较好。所以，改性沥青可以对裂缝进行很好的填封。科氏改性沥青灌缝材料是美国科氏工业集团研究出的一种改性沥青，这种材料的优点是：温度较低时，很柔韧而且有弹性，冬季不易脆裂，温度较高时硬度和强度也比较高20。一般来讲，改性剂在聚合物改性沥青中的含量越高，它的使用性能就越好，但其性价比就会越

56、差。所以，在满足使用性能的要求下，应尽提高性价比，降低成本。（四）密封胶。密封胶是以沥青为基础材料，加入了各种不同的改性剂（如聚合物和树脂）改性得到，与改性沥青灌缝材料有所不同的是，密封胶中加入的聚合物改性剂的含量明显增加，种类也有了更多种，而且密封胶中加入的无机类改性剂种类较多。 一般来说，用沥青灌缝的优点是不需要特殊设备，施工简单，对施工人员技术要求不高；改性沥青及密封胶的平均使用寿命比沥青长，但改性沥青施工时一般需要专用灌缝机。因此，改性沥青及密封胶灌缝材料的发展必须与施工设备同步，灌缝技术研究的重要内容之一就是开发出使用效果好且成本低的灌缝设备。 为了确保施工的预期效果，公路沥青路面开

57、槽灌缝技术应该使用高性能的材料。我们希望灌缝材料能够具备以下特性：延伸性和耐久性、良好的抗疲劳性和粘结力以及良好的施工性能等15。3.3贴缝 沥青路面贴缝带是一种滚卷式阻裂防水隔膜，它的厚度大约在22.5mm左右的，主要作用就是对路面裂缝进行修补。路面裂缝贴缝带能够防止路面裂缝扩散，避免路面过早损坏，起到密封、防水的作用，它可以直接铺贴在路面裂缝上。贴缝带的优点是：材料本身的抗拉强度比较大，稳定性能好，而且它的粘合力比较强，能够与路面完全结合在一起，可以有效地预防雨水的浸入，防止裂缝的扩张。因此，它能够减少路面的破损情况，并且能够提高路面的使用寿命。 贴缝带施工时并不用对路面裂缝进行开槽，只需

58、要对裂缝表面进行简单的清理工作就可以了，贴缝带施工的工作效率比较高，而且因其不用开槽，所以不会产生其他的次生病害19。因此贴缝技术能够较好地弥补灌缝技术的不足，在裂缝修补时其作为一种新型裂缝修补方式逐渐得到了大家的广泛应用18。沥青路面贴缝带是一种沥青路面面层裂缝预防性养护的方法之一，一般来讲，修复的裂缝宽度在5mm以下。当裂缝的缝宽大于5mm时，首先则应进行沥青灌缝，然后再使用贴缝带进行修补。3.3.1施工工艺（1）施工准备（a）、施工前，应检测材料的性能，确定其符合要求后才可以施工。（b）、施工机械以及辅助工具都要备齐，而且要保持良好的工作状态。（c）、定位 针对不同缝宽的裂缝采用不同的修补方。当裂缝宽度小于5mm时，直接使用贴