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      公路瀝青混凝土路面裂縫原因及防治措施

      2021-01-15 19:45:15王琳琳駐馬店市公路事業(yè)發(fā)展中心
      環(huán)球市場(chǎng) 2021年28期
      關(guān)鍵詞:瀝青路面瀝青路面

      王琳琳 駐馬店市公路事業(yè)發(fā)展中心

      一、公路瀝青混凝土路面裂縫類型

      (一)橫向裂縫

      橫貫垂直于公路路面中心線的瀝青混凝土路面的裂縫,稱為橫向裂縫。其裂縫寬度不一致,裂縫長(zhǎng)的貫穿整個(gè)瀝青路面,有的只是部分開(kāi)裂。在裂縫剛出現(xiàn)時(shí),橫向裂縫于公路的兩側(cè)出現(xiàn),然后逐漸延伸到公路的中間,裂縫邊緣剝落。嚴(yán)重時(shí),隨著裂縫邊緣的剝落快速增加,支縫也迅速變多。橫向裂縫中包括兩種:低溫橫向裂縫和溫度疲勞裂縫。由于瀝青混凝土熱脹冷縮的特性,隨著溫度的變化會(huì)產(chǎn)生不同的現(xiàn)象,其溫度收縮系數(shù)在25x10-6到40x10-6之間,溫度較高時(shí)應(yīng)力吸收功能良好。在寒冷的冬季,收縮變化已大大超過(guò)瀝青路面拉應(yīng)力極限,使瀝青路面薄弱處產(chǎn)生低溫橫向裂縫;而在溫度升降現(xiàn)象明顯的北方,溫度應(yīng)力在瀝青路面的表現(xiàn)更為顯著,在反復(fù)的溫度應(yīng)力作用下,疲勞裂縫便會(huì)相繼出現(xiàn)。

      (二)縱向裂縫

      從縱向裂縫的分布來(lái)看,其走向與公路路面中心線保持平行,長(zhǎng)短與寬度存在差異,并伴有少量的支縫。與橫向裂縫一樣,裂縫早期沒(méi)有或只有很少的支縫,裂縫發(fā)展嚴(yán)重后,裂縫邊緣剝落而且伴隨著大量的支縫。大多數(shù)縱向裂縫以數(shù)米長(zhǎng)和筆直的形式出現(xiàn)在路基附近。一般在新老結(jié)合部位最容易產(chǎn)生縱向裂縫。

      (三)網(wǎng)狀裂縫

      其特點(diǎn)是裂縫縱橫交錯(cuò),產(chǎn)生形似蜘蛛網(wǎng)的裂縫,裂縫寬度大于1cm,裂縫間距一般在40cm以下,面積大于1m2。初始形態(tài)的網(wǎng)狀裂縫通常是沿著輪軌出現(xiàn)多個(gè)平行或者單個(gè)縱縫,隨著時(shí)間的推移,在縱縫之間逐漸出現(xiàn)了斜向和橫向的連接縫,最終形成網(wǎng)狀裂縫。

      (四)反射裂縫

      碾壓成型的半剛性基層,在溫濕度和交通荷載反復(fù)作用下,碾壓成型的半剛性基層由底部向頂部開(kāi)裂,逐漸反射到瀝青面層,路面裂紋形狀和基層相似。此現(xiàn)象多發(fā)生在公路的“白改黑”路段。

      二、公路瀝青路面裂縫出現(xiàn)的原因

      (一)疲勞開(kāi)裂

      若路面并沒(méi)有明顯的永久變形,沿著輪跡帶出現(xiàn)的裂縫都屬于疲勞開(kāi)裂。瀝青混凝土路面受到路面行駛輪載的作用,會(huì)出現(xiàn)彎曲變形。受到荷載作用,面層底部存在的彎拉應(yīng)變大于材料疲勞限度,加大底面開(kāi)裂幾率,逐漸向表面擴(kuò)散。觀察其狀態(tài)可以發(fā)現(xiàn),初期裂縫為縱向平行且細(xì)微的,后期受到行車負(fù)荷作用逐漸發(fā)展為網(wǎng)狀或龜背狀裂縫,并且呈連片狀態(tài)。

      (二)反射裂縫、低溫開(kāi)裂

      若存在濕度變化,或水泥混凝土路面板塊接縫錯(cuò)臺(tái),都會(huì)導(dǎo)致橫向收縮裂縫出現(xiàn),自面層上有所反映,間隔一定距離可見(jiàn)面層存在橫向反射裂縫,這是水泥穩(wěn)定類基層的常見(jiàn)情況。橫向裂縫初期并明顯,但下雨時(shí)會(huì)出現(xiàn)水分積累,并對(duì)裂縫產(chǎn)生侵蝕作用,導(dǎo)致裂縫邊緣出現(xiàn)碎裂,長(zhǎng)此以往裂縫逐漸加大,最終發(fā)展為不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫,對(duì)路面行車產(chǎn)生一定影響。

      (三)裂縫走向平行于行車方向,裂縫長(zhǎng)寬不一

      若施工中并未依照規(guī)范要求對(duì)冷接縫進(jìn)行處理,冷接縫結(jié)合不緊密,縱向溝槽回填壓實(shí)不到位,極易出現(xiàn)沉陷問(wèn)題,或新舊路面交界部位存在差異化沉降,都會(huì)導(dǎo)致此種裂縫問(wèn)題出現(xiàn)。

      (四)檢查井周圍環(huán)狀裂縫

      受到溫度應(yīng)力、彎拉應(yīng)力等因素的作用,處于檢查井附近的瀝青混凝土路面極易出現(xiàn)破壞,在差異化的使用時(shí)間下,破壞形狀在長(zhǎng)度、寬度和深度方面各有不同,均為環(huán)狀裂縫。

      三、公路瀝青混凝土路面裂縫防治措施

      (一)預(yù)防措施

      1.提高瀝青路面的設(shè)計(jì)質(zhì)量

      在瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及公路類型、等級(jí),選擇合適的瀝青材料的種類、用量以及混合比例。為提高瀝青混凝土路面施工質(zhì)量,應(yīng)選用松弛性能好、延展度強(qiáng)、針入度高的優(yōu)質(zhì)瀝青材料,如SBS改性瀝青材料。而路面瀝青的鋪設(shè)厚度應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)、交通運(yùn)輸量、施工時(shí)間以及地質(zhì)水文條件等進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì),最小厚度應(yīng)該控制在18cm左右,避免鋪設(shè)厚度不足而降低路面抗變能力和強(qiáng)度,降低裂縫的發(fā)生率。優(yōu)化設(shè)計(jì)瀝青混凝土級(jí)配、瀝青路面結(jié)構(gòu)等,不僅可以減少瀝青使用量,還可以提高路面性能。

      2.嚴(yán)格把控材料質(zhì)量

      瀝青是混凝土路面施工中的主要材料,在施工中要嚴(yán)格把控瀝青材料質(zhì)量,確保所選用的瀝青材料各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)都符合國(guó)家相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)選擇與正規(guī)的材料供應(yīng)廠商合作,從源頭上控制材料質(zhì)量。路面基層材料優(yōu)先選擇抗拉性能好、抗沖刷能力強(qiáng)的材料,應(yīng)適當(dāng)增加礦料,如碎石、工業(yè)礦渣等,減少或避免使用水泥、石灰等干縮性強(qiáng)的材料,增強(qiáng)路面基層的強(qiáng)度和抗變形能力。此外,嚴(yán)格控制瀝青混合料的比例,在混合料中適當(dāng)增加粗骨料以及減少水的含量,以提高路面的壓實(shí)度,減少收縮裂縫。

      3.加強(qiáng)施工質(zhì)量的監(jiān)督管理

      瀝青混凝土路面施工質(zhì)量對(duì)于路面裂縫的產(chǎn)生有著直接的影響。因此,應(yīng)從以下4個(gè)方面加強(qiáng)瀝青路面施工質(zhì)量的控制:第一,應(yīng)安排專人對(duì)進(jìn)場(chǎng)的施工材料進(jìn)行檢查,對(duì)選定的石料、礦粉、瀝青等材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),均符合質(zhì)量控制體系的要求,方可投入使用。還應(yīng)清理路基表面雜物,確保表面干凈,避免雜物混入瀝青混合料。第二,在瀝青路面施工中,都是機(jī)械化作業(yè),應(yīng)對(duì)瀝青路面施工所用到的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理的配置,同時(shí)還應(yīng)保持施工現(xiàn)場(chǎng)瀝青混合料充足,確保施工的連續(xù)性,避免在機(jī)械化作業(yè)下因供應(yīng)不足而影響瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量。第三,在攤鋪施工中,對(duì)于不符合全幅攤鋪的施工路段,一般采用2臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行前后緊跟式的方式攤鋪模式,避免出現(xiàn)“先冷卻后攤鋪”的情況,保證了混合料熱接工藝,同時(shí)下二層的施工接縫應(yīng)間距15cm以上。第四,嚴(yán)格把控混合料的溫度、碾壓強(qiáng)度、平整度等,特別注意接縫的處理,確保接縫處結(jié)合緊密且平整,同時(shí)還應(yīng)做好相關(guān)的防護(hù)工作,提高施工質(zhì)量,減少裂縫的產(chǎn)生。

      (二)治理措施

      1.壓漿法

      當(dāng)路面的高填方路段出現(xiàn)縱向裂縫時(shí),應(yīng)采取有效措施進(jìn)行治理,如果治理不及時(shí),將會(huì)影響路基的穩(wěn)定性,威脅車輛運(yùn)行的安全。因此,當(dāng)出現(xiàn)縱向裂縫時(shí),應(yīng)采取壓漿法進(jìn)行治理。選用普通硅酸鹽水泥,按350gm/m3的量灌入裂縫中,注漿壓力設(shè)置為1.5MPa。在壓漿作業(yè)前,應(yīng)先使用環(huán)氧砂漿封堵表層裂縫,預(yù)埋注漿管的間隔為15m,從一端開(kāi)始?jí)簼{,依次進(jìn)行直到相鄰注漿管中溢出漿液為止。

      2.普通灌縫

      由于灌縫具有操作簡(jiǎn)單、使用設(shè)備簡(jiǎn)單、修補(bǔ)速度快、成本低等優(yōu)點(diǎn),在裂縫治理中應(yīng)用較為廣泛。在瀝青混凝土路面灌縫時(shí),一般采用的是AH-90#型號(hào)的瀝青材料,并在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)瀝青材料進(jìn)行預(yù)熱處理,并將溫度控制在150℃~160℃,通過(guò)容器將預(yù)熱后的瀝青灌入裂縫中,分2-3次進(jìn)行,灌縫結(jié)束后,待瀝青溫度恢復(fù)在正常溫度后即可恢復(fù)正常通行。

      3.進(jìn)口灌縫膠修補(bǔ)裂縫

      采用進(jìn)口灌縫膠修補(bǔ)路面裂縫后,能有效提升路面的平整性、彈性性能、抗碾壓能力等。采用該治理技術(shù),灌縫膠一般采用美國(guó)進(jìn)口的路面密封膠,在使用前為提高密封膠的流動(dòng)性和黏結(jié)力,須將固體的密封膠加熱至180℃的液體狀態(tài),使瀝青混合料更好地黏合在一起。冷卻后的密封膠彈性回復(fù)率高達(dá)99%。在灌縫膠修補(bǔ)裂縫時(shí),應(yīng)按照封閉交通—路面清理—灌縫預(yù)熱—養(yǎng)護(hù)撒料的程序進(jìn)行施工,在施工中密封膠應(yīng)高于路面2-3mm。

      4.路面再生

      瀝青路面再生技術(shù),可根據(jù)施工溫度分為冷再生和熱再生2種,結(jié)合路面基層損壞情況和瀝青路面面層的厚度,確定選用不同的路面再生技術(shù)。2種施工工藝在具體施工中大體都是對(duì)廢舊瀝青混合料進(jìn)行粉碎、翻松等,再通過(guò)重新拌和、攤鋪、碾壓等工序,重新形成再生層的過(guò)程。

      5.稀漿封層

      在路面裂縫產(chǎn)生的初期,一般采用稀漿封層的方法進(jìn)行治理,能增加瀝青路面的使用壽命和提高路面的防滑耐磨性能。稀漿封層的混合料一般采用礦料、乳化瀝青、填料、水以及外加劑等配合而成。在稀漿封層施工中,利用機(jī)械設(shè)備將適當(dāng)級(jí)配的混合料,按照設(shè)計(jì)配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上,進(jìn)行封層處理,待其固化后,恢復(fù)路面的使用性能,防止進(jìn)一步損壞。

      四、結(jié)束語(yǔ)

      當(dāng)前市政公路的建設(shè)依然存在諸多問(wèn)題,尤其是裂縫問(wèn)題危害較大,有必要分析瀝青混凝土路面裂縫實(shí)際情況,制訂正確措施以及解決方案,解決裂縫問(wèn)題以延長(zhǎng)公路使用壽命,確保車輛實(shí)現(xiàn)安全行駛并減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

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