瀝青路面裂縫原因及處治方法

康根蒼

摘要:針對日益增多的瀝青路面,瀝青路面養(yǎng)護任務也將逐淅增加,瀝青路面裂縫是瀝青路面病害常見病害之一,本文就瀝青路面縱橫向裂縫的現(xiàn)象進行了分析,找出裂縫產(chǎn)生的原因,并總結了幾種養(yǎng)護修補方法的優(yōu)缺點,提出路面裂縫修補技術的建議。

關鍵詞:瀝青路面;裂縫成因;裂縫修補技術

瀝青路面由于受面層結構、氣候、地形、地質(zhì)條件、行車等多種因素的影響,瀝青路面建成通車后,都會產(chǎn)生不同程度的路面裂縫。寧夏區(qū)的鹽興公路,冬季極限最低氣溫-32℃。于1999年正式建成通車。因長期行車輾壓及冬季氣溫過底等因素影響,通車的當年路面即產(chǎn)生橫向溫度裂縫,并呈逐年增加趨勢。到2008年3月底累計完成瀝青路面灌縫修補22.28萬米,路面灌縫成為日常養(yǎng)護工作中的一項重要內(nèi)容?，F(xiàn)將鹽興公路通車9年來的瀝青路面裂縫修補技術介紹如下。

1 瀝青路面裂縫的現(xiàn)狀

鹽興公路紅寺堡段大部分屬于山陵重丘區(qū)。從路表面裂縫情況看,軟基路段內(nèi)的裂縫最多,平均每千米路面裂縫212m。裂縫最窄0.2mm,最寬的裂縫約12mm。最長的縱縫連續(xù)長2863m,縱縫合計長5891m,橫縫合計長176969m。其中多數(shù)路面橫向裂縫長5～10m,約占總量的70%。橫向裂縫密度最大的段內(nèi)92條/km。挖方段內(nèi)路面裂縫較少,平均150m一道。地基土質(zhì)為低液限粉性土路段內(nèi)裂縫較多,砂土路基段內(nèi)的路面裂縫較少。9年來完成的路面裂縫修補長度分別為2000年9239m,2001年10425m,2002年15860m,2003年18482m,2004年20864m,2005年35568m,2006年36028m,2007年37285m,2008年39056m。

2 路面裂縫原因分析

瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式多種多樣。影響瀝青路面裂縫的主要因素有:瀝青質(zhì)量和瀝青混合料的性質(zhì)、基層材料的性質(zhì)、氣候條件(特別冬季氣溫的變化及其變化幅度)、交通量和車輛類型以及施工質(zhì)量等。按開裂的形式主要分為縱向裂縫和橫向裂縫。

2.1 縱向裂縫

鹽興公路墩墩梁段K186+400-K193+700,路面縱向裂縫較為普遍,最長一條約2.8km,究其原因主要是由于路基變形引起的,該段地基土為低液限粉性土。路基填土高度為2.8～3.2m,由于路基填土不均勻,影響了路基的整體性。雨季兩側邊溝積水,外側路基浸泡使地基和路基含水量飽和,造成地基承載力下降,路基整體強度降低,在超重車荷載作用下產(chǎn)生路面縱向開裂。此種裂縫的位置多沿行車輪跡方向,開裂時間在雨季后發(fā)生。隨著冬季氣溫的下降,在溫度應力的作用下裂縫繼續(xù)發(fā)展。

在紅寺堡以南K187+300-K189+000處存在兩處縱向裂縫,均在通車半年內(nèi)產(chǎn)生縱向開裂。在距路面外邊緣2m處產(chǎn)生裂縫,主要是由于路基填土較高(約12m),施工控制不嚴,引起路基不均勻沉降而造成的。在K190+850處的縱向裂縫長179rn,距路面邊緣2.5m,且雙幅對稱發(fā)生縱向開裂。該段路基填土高度為8m,填料為石方路塹開炸的風化土石混合料,開裂主要原因是:原地面為溝壑狀無法進行填前碾壓;路基填料自身空隙率大不易壓實,路基成型后自然壓密引起;路基填料粒徑大,壓實功能小,無法檢測壓實度。該段縱向裂縫寬達3.5cm,裂縫兩側相鄰高差達1.5cm,縱向呈臺階狀,嚴重影響行車舒適性。

2.2 橫向裂縫

橫向裂縫是瀝青路面常見病害之一。導致路面橫向裂縫有多種原因,如溫度變化、地基變形、半剛性基層反射裂縫、行車荷載疲勞裂縫等。橫向裂縫有以下幾種表現(xiàn)形式:

低溫橫向收縮裂縫。瀝青混凝土是一種熱脹冷縮型材料,其溫度收縮系數(shù)約為25×10-6～40×10-6,冬季一次大幅度降溫產(chǎn)生的拉應變可能達300×10-6～500×10-6,遠遠超出瀝青混合料的極限拉應變,瀝青面層表面薄弱處就會產(chǎn)生裂縫。瀝青面層的薄弱處越多,產(chǎn)生的橫向低溫裂縫愈多。

溫度疲勞裂縫。由于環(huán)境氣溫反復升降,在瀝青面層中產(chǎn)生溫度應力,溫度應力的反復作用使瀝青面層產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。

反射裂縫。高速公路路面基層普遍采用水泥穩(wěn)定級配碎石材料,水泥碎石的抗壓強度要求不斷提高(≥4MPa)。而水泥碎石干縮和溫度收縮特性,導致基層成型后一般存在明顯或隱性裂縫,裂縫間距約為15～30m。在行車荷載作用下,特別是京秦高速公路超重車較多的情況下,半剛性基層底部產(chǎn)生過大的拉應力,導致基層開裂。隨著荷載的反復作用,裂縫會逐漸擴展到瀝青面層。

其它橫向裂縫,如由于橋頭路基沉降引起的沿橋涵臺背方向的橫向裂縫,路面施工工作接縫開裂,橋面鋪裝水泥混凝土絞縫質(zhì)量不好而引起縱向開裂等。

3 裂縫對瀝青路面的危害

瀝青路面裂縫是常見病害之一。如果瀝青路面裂縫得不到及時修補,將對路面的使用壽命和行車舒適性帶來影響。裂疆對瀝青路面的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

縮短路面的使用壽命。裂縫的初期(1-2年內(nèi))對路面的使用性能無明顯影響,但隨著路表面雨水或雪水的逐漸浸入,導致裂縫兩側的路面結構或土基含水量增加,在行車荷載作用下,加速了路面的破壞。

縱向裂縫的發(fā)生容易形成沿行車方向呈臺階狀,影響行車的舒適性。

橋頭跳車處的路面橫向裂縫,在路面積水的作用下加速了跳車現(xiàn)象的發(fā)展。

塊狀的路面縱橫裂縫如不能及時修補,將很快發(fā)展成為網(wǎng)裂,松散甚至坑槽。

4 瀝青路面裂縫的修補方法

裂縫的修補具有很強的時限性,安排修補時間不當將大大影響灌縫質(zhì)量和效果。我區(qū)北部冰凍地區(qū)瀝青路面裂縫的修補時間一般在每年的2月為宜。

瀝青路面裂縫修補方法很多,一般可根據(jù)裂縫的寬度和深度確定具體的修補工藝,鹽興公路在過去的9年中,根據(jù)路面裂縫的實際情況主要采用了下述3種裂縫處理方法:壓漿法;瀝青灌縫;溶劑性改性瀝青材料灌縫。

結語

高速公路瀝青路面裂縫是一項經(jīng)常性任務。如何改進裂縫修補工藝,提高修補質(zhì)量,延長路面使用壽命是我們急待解決的重要問題。要想保證灌縫質(zhì)量和壽命就必須滿足3個條件:(1)灌縫材料應具有良好的粘結力;(2)低溫狀態(tài)下具有優(yōu)良的延伸性和彈性;(3)灌縫材料應具備持久的抗老化和抗疲勞能力。

鹽興公路通車幾年來瀝青路面裂縫修補工作的開展,使我們體會到,公路應從長遠利益出發(fā),提倡預防性養(yǎng)護,不斷采用新材料、新技術,建議采用性能優(yōu)良的密封膠材料對路面裂縫進行處理。但考慮到密封膠過高的彈性會給新攤鋪瀝青混合料的壓實造成影響,對即將實施罩面大修的路面裂縫,建議采用標準槽非貼封灌縫方式。具體采用何種方法對瀝青路面裂縫進行修補,應視裂縫的程度、數(shù)量、費用、工藝和使用壽命進行綜合分析。

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