摘要：裂缝修补技术是沥青混凝土路面预防性养护技术的重要组成部分，传统的修补方法已经不能适应当前沥青混凝土路面裂缝修补的要求。分析了目前主流的裂缝修补材料，提出了相应的施工技术，即分别采用方槽贴封式、方槽灌封式和无槽贴封式进行加热型密封胶、常温型密封胶和贴缝带的施工。
关键词：道路工程;裂缝;密封胶;贴缝带;裂缝修补技术
裂缝修补技术作为沥青混凝土路面预防性养护技术的重要组成部分，通过封闭路面裂缝，防止水渗入路面结构内部，被国际上广泛认为是减缓路面病害出现、延长路面使用寿命的有效手段[1]。目前，我国的沥青混凝土路面裂缝修补研究还处于起步阶段，不少单位在修补材料以及施工方法的选择上往往比较随意。相关行业规范[2-31中对于裂缝修补的要求是传统的非开槽修补法，一般采用的裂缝修补材料是较软的重交沥青或改性乳化沥青，裂缝填封多采用手工进行，质量不能保证。多年的生产实践证明，传统的裂缝修补材料和方法，无论是采用重交沥青还是改性乳化沥青，随着面层的温度收缩以及材料老化失去黏弹性能，其失效率很高，养护效果较差，根本达不到裂缝维修的效果和目的。
1裂缝的分类
国内外对沥青混凝土路面裂缝种类做了大量的观察和分类。美国联邦公路局(FHWA)通过系统地调研，将裂缝分为9类，每类根据破损程度分为轻、中、重三个等级。美国SHRP长期路面性能 (Long—Term Pavement Performance，简称LTPP) 鉴别手册SHRP～P一338将沥青混凝土路面裂缝损坏分为：疲劳裂缝、块状裂缝、边缘裂缝、纵向裂缝、反射裂缝和横向裂缝。我国根据路面管理系统的研究成果及养护维修的要求，为了便于分析路面破损原因和进行性能预测，在《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ 073.2—2001)[33中也有类似的沥青混凝土路面裂缝破损的详细分类。
上述裂缝分类准则局限在裂缝外部表现形态上，适用于路面使用性能调查分析，但是并不适用于裂缝修补技术。在裂缝修补技术研究中，根据各国经验，裂缝一般可分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两大类。荷载型裂缝主要是指由行车荷载作用而产生的裂缝，对半刚性基层沥青混凝土路面主要是指重载车辆轮迹带处沥青混凝土面层出现的由上而下的疲劳开裂，荷载型裂缝的开裂方式主要表现为剪切型。非荷载型裂缝主要是指温缩裂缝、于缩裂缝及反射裂缝，温缩裂缝包括低温收缩裂缝与温度疲劳裂缝。
此外，美国联邦公路局的FHwA—RD一99— 147研究报告口]根据裂缝形成后随温度变化而产生的伸缩量的不同，将裂缝分为运动缝和非运动缝。年伸缩量≥3 mm的为运动缝，主要是间距大于6 m 的横缝(温缩裂缝，反射裂缝等);年伸缩量<3 mm 为非运动缝，主要是纵缝(施工接缝，Top—Down裂缝等)，以及间距小于6 m的横缝。针对不同类型的裂缝，采用的裂缝修补技术也有所不同，通常认为：对于非运动缝以及由于路面老化等原因不适宜开槽的路段采用直接填缝方式处理，对于运动缝采用开槽灌缝方式处理。
2裂缝修补材料及技术
裂缝修补材料的名称较多，有密封胶、灌缝胶、灌缝料、填缝料等等，目前国内没有形成统一的说法。一般用在沥青混凝土路面上的材料多称为灌缝胶，而用在水泥混凝土路面上的材料常称为填缝料。由于这些名称没有明确定义，容易引起混淆。在国外，一般针对运动缝以开槽灌缝方式处理的材料称为灌缝胶，对于其他不适宜开槽而采取直接填缝方式处理的材料称为填缝胶。这2种材料没有本质的区别，绝大多数公司的产品既可以用于灌缝，也可以用于填缝，因此这些产品往往统称为密封胶。在 “胶”与“料”的区别上，“胶”代表了一种具有黏结能力的材料，而任何材料都可以是“料”，因此用“胶”的名称更为合理。
综上所述，本文提出如下定义：灌缝胶是指采用开槽灌缝方式进行裂缝修补的材料;填缝胶是指采用直接填缝方式进行裂缝修补的材料。灌缝和填缝两种裂缝修补方式合称封缝，灌缝胶和填缝胶合称密封胶。
2.1裂缝修补材料可分为4类
(1)传统型。养护技术规范中推荐的传统裂缝修补材料，包括(改性)沥青、(改性)乳化沥青、橡胶沥青和沥青玛蹄脂等，材料来源广泛，使用方便，但是修补效果普遍很差，目前一般不再推荐作为裂缝修补材料使用。
(2)加热型。加热型密封胶通常特指橡胶沥青密封胶，是目前最常用的裂缝修补材料，国内外的高等级沥青混凝土路面普遍采用加热型密封胶进行裂缝修补，也可以用于水泥混凝土路面的填缝。
(3)常温型。在常温下若干种组成材料，通过化学反应从液态转变为固态，常温型密封胶主要包括聚氨酯、聚硫、有机硅这3类材料。
(4)贴缝型。贴缝带，又称压缝带或填缝带，通过外力挤压带状材料封闭裂缝，类似于路面裂缝“创可贴”，可分为自黏式和热黏式两种类型，主要原料由橡胶沥青和纤维材料构成。
2.2裂缝修补技术
(1)灌缝。
灌缝是国外最常用的一种裂缝修补方式，灌缝是指采用专业设备(开槽机、灌缝机等)和专用材料 (灌缝胶)进行裂缝维修的一项预防性养护技术。灌缝技术一般包括开槽、清缝、灌缝等步骤，主要针对运动缝。
(2)填缝。
不开槽，直接往裂缝中填封裂缝修补材料(或对裂缝作简单的清理后填封)的处理方式称为填缝。在国外，填缝主要针对非运动缝或不适宜开槽的路段。在国内，填缝是传统的裂缝修补方式。
(3)贴缝。
贴缝是一种裂缝修补新技术。它既不开槽，也不对裂缝作清理，只需对裂缝表面作简单清扫即可进行施工。
3裂缝修补工艺
3.1 国外的相关研究
在国外，自20纪90年代开始，以SHRP相关研究项目[61为代表，对裂缝修补技术和密封胶的使用性能进行了长期地观测研究，提出了6种裂缝修补施工工艺(如图l所示)。SHRP认为，a、b、c、d 适用于加热型橡胶沥青密封胶;e、f适用于常温型密封胶，在水泥混凝土路面上以e为主，采用背衬 (垫)条材料以控制填缝的形状系数，在沥青混凝土路面上以f为主。
目前，主流的路面裂缝修补材料为加热型密封胶，常温型密封胶(聚氨酯、聚硫、有机硅等)以及贴缝带也在逐步应用和推广。
3.2加热型密封胶的灌缝技术
加热型密封胶主要指橡胶沥青密封胶，是目前国内外高等级沥青混凝土路面普遍采用的裂缝修补材料。加热型密封胶的施工温度通常在180～ 200℃之间，灌缝技术一般包括：开槽、清理、灌缝和养护等4个步骤。
(1)开槽。
采用专用的开槽机进行该项作业(图2)，按照裂缝标示，根据裂缝的宽度和深度，调整好开槽机的开槽宽度和深度，对准裂缝的中线切割出均匀的U 形凹槽。裂缝两侧壁至少各去除3 mm，暴露出新的黏接面。需要强调的是，当沥青混凝土路面表面层没有足够的强度抵御开槽机的切割冲击力时，不宜进行开槽处理，而应直接进入下一步工艺，即填缝。
(2)清理。
清理裂缝中原有的尘土和开槽过程中产生的残渣，保证密封胶与缝壁间的牢固黏结。一般采用压缩空气(图3)清理裂缝。必要时，还可以采用热空气喷枪预热路面裂缝槽。
(3)灌缝。把密封胶加热至灌人温度，用灌缝机上带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀灌入槽内，为保证密封胶温度不降低，出料管道应装有加热功能。可采用针式喷嘴灌缝，即图1(a)方槽灌封式的处理方式 (如图4(a));推荐采用小拖靴在裂缝两侧拖成5 cm 宽度的贴封层，则形成图1(b)方槽贴封式的T形密封层(如图4(b))。每条裂缝的灌注工作应是连续的，如出现未完全填封的裂缝需要再次进行填封处理。
(4)养护。
根据气温条件冷却10～20 min后开放交通。为了防止车轮黏起密封胶，有时在灌人密封胶后还要在其上撒些细砂。
3.3常温型密封胶的灌缝技术
目前，主流的常温型密封胶包括有机硅、聚氨酯和聚硫。改性乳化沥青材料虽然也是常温施工材料，但由于材料的温度敏感性大，低温时的脆裂不可避免，一般不再推荐用于裂缝处理。
常温型密封胶施工时一般也采用开槽灌缝方式，开槽和清理的步骤与加热型密封胶一样，灌缝时采用手持打胶枪挤压密封胶。对于沥青混凝土路面而言，采用深槽凹封式(图1(e))是不合适的，这是因为沥青混凝土路面开槽一般也就在2 cm以内，切割过深既有困难又可能造成面层材料松散。采用方槽凹封式(图1(f))，低于路面的槽体凹面内容易出现积水和堆积砂石等现象，也会严重影响灌缝的效果。
因此，推荐采用沥青混凝土路面最常用的方槽灌封式(图1(a))，开槽清理后用打胶枪挤压密封胶 (图5)，使得自流平的密封胶稍微高于槽面1～2 rnm，然后用铲刀刮平。采用这种方式灌缝，一方面，避免了凹封槽体内积水积砂石的现象;另一方面，当密封胶表面失黏后，也不会出现被轮胎黏走的现象，取得了良好的效果。灌缝完毕后，根据失黏时间确定开放交通的时间。图5常温型密封胶灌缝
3.4贴缝带施工技术
贴缝带施工时不需要对路面裂缝进行开槽，只需对裂缝表面进行简单地清扫即可，具有很高的工作效率，而且不会产生开槽引起的次生病害。因此，贴缝技术较好地弥补了灌缝技术的不足，成为近年来逐渐兴起的一种新型裂缝修补方式。贴缝带施工采用无槽贴封式(图1(d))，首先清理缝面尘土和杂物(如图6所示)，然后根据裂缝宽度，裁割贴缝带产品，粘贴在裂缝表面即可，施工效率很高。
如图7所示，热黏式贴缝带施工时采用液化气喷火枪同时加热路面裂缝和贴缝带的粘贴面，当沥青混凝土路面裂缝面出现油点且贴缝带粘贴面变油滑时，即可粘贴在裂缝面上。当裂缝转弯向右时，只需稍稍烘烤贴缝带左侧，反之亦然。对贴缝带收尾部分，加热缝面和贴缝带的时间可稍长些。贴缝带粘贴在缝面上后，应加热贴缝带两侧至油滑。如图 8所示，自黏式贴缝带无需加热，施工时直接用手掌按压一下即可，施工效率极高。
根据气温条件，5～10 min后开放交通。为了防止车轮黏起贴缝带，可在贴缝带面上撒些细砂。施工注意事项：在下雨或潮湿天气及路面温度低于 5℃时，不能进行施工;施工时，裂缝区域应干燥，无积水;烘烤贴缝带时应注意喷火枪和风向，避免烧伤及烫伤。
4 结语
裂缝修补作为一种重要的预防性养护技术，应引起我国广大道路工作者的重视，选择恰当的材料和恰当的时机，严格按照裂缝修补工艺的要求进行施工作业，才能使裂缝修补技术真正起到封闭裂缝，延长路面使用寿命的效果。不同材料应采用不同的施工工艺：加热型密封胶施工一般采用方槽贴封式，常温型密封胶施工推荐采用方槽灌封式，贴缝带施工建议采用无槽贴封式。——论文作者：李 峰，徐 剑，石小培
