高速公路瀝青路面開(kāi)裂原因分析與防控措施

穆川川

(山西路橋集團(tuán)太佳高速公路東段運(yùn)營(yíng)分公司，山西 太原 030000)

1 高速公路路面裂縫的主要原因

1.1 路面基層反射裂縫

現(xiàn)階段，在我國(guó)高速公路路面基層建設(shè)的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員往往采用半剛性基層進(jìn)行建設(shè)，而半剛性基層最大的問(wèn)題便是縮裂問(wèn)題極易產(chǎn)生，當(dāng)半剛性材料周圍溫度和濕度出現(xiàn)較大的變化時(shí)，其內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生變形和開(kāi)裂，而溫度過(guò)度降低，水分嚴(yán)重散失也會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部體積不斷收縮，當(dāng)收縮應(yīng)力大過(guò)基層結(jié)構(gòu)極限抗拉的強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致縮裂問(wèn)題的發(fā)生。造成高速公路路面基層開(kāi)裂的主要因素是水的因素，隨著路面基層當(dāng)中水的不斷蒸發(fā)，就會(huì)對(duì)路基當(dāng)中半剛性基層材料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，一旦結(jié)構(gòu)當(dāng)中水分蒸發(fā)過(guò)度，便會(huì)大大增加收縮應(yīng)力，其內(nèi)部吸附的水膜不斷變薄，最后導(dǎo)致基層產(chǎn)生收縮和開(kāi)裂。其次，如果在高速公路路面建設(shè)的過(guò)程中，路面的整體壓實(shí)度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的土質(zhì)不夠均勻，在水泥水化作用和水分蒸發(fā)的作用下，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的含水量便會(huì)進(jìn)一步降低，讓裂縫逐漸向面層擴(kuò)展，最終形成反射裂縫。

1.2 外界環(huán)境條件

通常情況下，高速公路路面裂縫問(wèn)題出現(xiàn)較為頻繁的是在晝夜溫差較大時(shí)或者一年溫度變化劇烈的狀況下，其裂縫的主要表現(xiàn)為間距分布不夠均勻的橫向裂縫。在溫度逐漸下降的過(guò)程中，高速公路路面結(jié)構(gòu)周邊溫度便會(huì)持續(xù)的下降，而裂縫的數(shù)量和范圍也在不斷擴(kuò)大。相關(guān)維護(hù)人員將瀝青面層的溫度裂縫詳細(xì)分為低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。造成低溫收縮裂縫的主要原因是面層周圍的溫度快速下降導(dǎo)致的面層材料迅速收縮，其內(nèi)部的溫度應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了瀝青混凝土極限抗拉強(qiáng)度，從而產(chǎn)生的收縮裂縫。而溫度疲勞裂縫，是由于在長(zhǎng)時(shí)間溫度的循環(huán)當(dāng)中，溫度的應(yīng)力小于極限抗拉強(qiáng)度，從而產(chǎn)生疲勞和開(kāi)裂。其次，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題的因素往往是多方面的，在不同條件下以及不同環(huán)境的影響下，多種因素的疊加效應(yīng)會(huì)大大提升開(kāi)裂問(wèn)題的發(fā)生概率。根據(jù)以往瀝青路面檢修工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)可知，一旦發(fā)現(xiàn)瀝青路面的排水效果較差，便會(huì)大大增加高速公路路面結(jié)構(gòu)雨季的洪水破壞概率，從而產(chǎn)生路面裂縫，并且當(dāng)路面出現(xiàn)開(kāi)裂后，如果檢修人員沒(méi)有及時(shí)開(kāi)展檢修和維護(hù)，讓雨水滲透到路面裂縫當(dāng)中，浸濕高速公路路面基層的材料和結(jié)構(gòu)，便會(huì)降低路面結(jié)構(gòu)層的實(shí)際強(qiáng)度，縮短使用壽命。另外，裂縫當(dāng)中的水分在路面行車持續(xù)荷載的作用下，便會(huì)對(duì)其路面當(dāng)中的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖刷作用，進(jìn)一步加速了瀝青路面結(jié)構(gòu)剝落、松散問(wèn)題的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致整個(gè)路面結(jié)構(gòu)和使用性能被嚴(yán)重破壞。

1.3 路基的影響

高速公路瀝青路面的整體施工質(zhì)量將直接決定著路面后期應(yīng)用的穩(wěn)定性，一旦路基的牢固性和穩(wěn)定性較差，在長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)荷載的過(guò)程中，便會(huì)提升基層開(kāi)裂的概率。再加上部分高速公路基層和面層之間沒(méi)有設(shè)置應(yīng)力吸收層，基層的裂縫便會(huì)快速地延伸到瀝青的面層當(dāng)中。所以路基的穩(wěn)定性將直接關(guān)乎整個(gè)高速公路的牢固性，路基的施工質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，將直接決定著路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與否。

2 高速公路瀝青路面裂縫的防治措施

2.1 路面裂縫的填封

在修復(fù)公路路面裂縫問(wèn)題的過(guò)程中，有效的裂縫填充措施更為科學(xué)合理，可以從以下方面進(jìn)行填充和封堵。首先，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)選擇原材料進(jìn)行裂縫修補(bǔ)和維護(hù)。在裂縫前緣原材料的選擇過(guò)程中，應(yīng)保證密封材料的粘度和剛度，材料的延展性強(qiáng)，溫度穩(wěn)定性高，不易老化。在我國(guó)公路瀝青路面裂縫處理過(guò)程中，我國(guó)技術(shù)人員采用了冷澆法、熱瀝青原料法和硅樹(shù)脂填充法三種方法。其次，當(dāng)裂縫寬度小于6 mm時(shí)，可采用裂縫開(kāi)槽液通過(guò)填充原材料來(lái)填充瀝青路面裂縫。當(dāng)裂縫寬度大于6 mm時(shí)，應(yīng)采用開(kāi)槽的方式填充瀝青路面填充原材料的空隙，以改善原材料與瀝青空隙之間的接觸尺寸，保證改良后空隙的填充效果。在開(kāi)槽應(yīng)用過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)控制切縫深度，并根據(jù)切縫深度進(jìn)行填縫。三是清理建設(shè)空白。公路路面裂縫正式養(yǎng)護(hù)前，有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格清理縫隙。技師可以采用高壓熱吹、高壓吹掃、掃線、噴砂和高壓噴水等方式快速清除裂縫中的殘?jiān)屠瑸楹罄m(xù)的填縫工作打下良好的基礎(chǔ)，確保裂縫干凈、整齊。所用的縫隙清理設(shè)備可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況選用。四是護(hù)欄帶組裝施工。對(duì)于裂縫深度較大的維修工作，只有通過(guò)排氣和補(bǔ)充原材料，原材料才會(huì)流入裂縫底部。技術(shù)人員可以在裂縫中填充一定數(shù)量的安裝屏障。根據(jù)裂縫的整體方向，科學(xué)合理地將擋條插入裂縫中，然后將原材料放入稻田機(jī)中，加熱至合適的溫度，快速攪拌。五是填縫施工(如圖1所示)。為保證瀝青路面裂縫修補(bǔ)的整體效果，技術(shù)人員應(yīng)將填充的原材料加熱至標(biāo)準(zhǔn)使用溫度，連續(xù)穩(wěn)定地注入鳳巢底部，確保整個(gè)縫隙充滿原材料，然后用刮刀等工具對(duì)外部零件進(jìn)行修補(bǔ)，并將原材料擠出縫隙，使修補(bǔ)表面干凈平整。

圖1 填 縫

2.2 壓漿法

該種方式在瀝青路面養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中是一種較為簡(jiǎn)便的施工方式，常常應(yīng)用在瀝青路面裂縫修補(bǔ)的后期，針對(duì)路基路面的裂縫使用該方式效果最佳。在裂縫周圍進(jìn)行注漿，采用環(huán)氧樹(shù)脂作為注漿材料。

2.3 開(kāi)槽填縫

在開(kāi)槽、灌縫施工過(guò)程中，養(yǎng)護(hù)人員要對(duì)高速公路養(yǎng)護(hù)路段進(jìn)行封路，以保證施工質(zhì)量和車輛行駛安全。在開(kāi)槽、灌縫施工過(guò)程中，需要使用大量的機(jī)械設(shè)備。技術(shù)人員將圍繞瀝青路面裂縫進(jìn)行挖掘，并加快清理溝槽內(nèi)的瀝青，以保證溝槽的平整、清潔，提高開(kāi)槽、灌縫的施工效果。技術(shù)人員在灌縫機(jī)上加入密封膠，加熱到一定溫度后再施工。接縫澆筑后，養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)同步進(jìn)行，以保證施工質(zhì)量。

2.4 貼 縫

貼縫技術(shù)(見(jiàn)圖2)類似于開(kāi)槽、灌縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)，在灌縫施工過(guò)程中會(huì)應(yīng)用大量的機(jī)械設(shè)備，如痕跡、變頻螺旋高壓熱噴涂機(jī)、灌縫機(jī)等設(shè)備。粘口施工前，技術(shù)人員應(yīng)做好裂縫施工位置的標(biāo)記，并進(jìn)行痕跡比對(duì)。清縫工作結(jié)束后，采用變頻螺桿高壓噴射機(jī)清除裂縫中的垃圾和水分，然后進(jìn)行接縫澆筑施工。接縫施工具有很高的粘結(jié)性，大大提高了高速公路的使用壽命。聯(lián)合施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，工期短，應(yīng)用更為廣泛。

圖2 貼 縫

3 總 結(jié)

高速公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人民生活水平不斷進(jìn)步的基本保障，為我國(guó)人民日常出行以及貨物運(yùn)輸帶來(lái)良好生活環(huán)境，有效加強(qiáng)了城市之間的交流。在高速公路長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)應(yīng)用的過(guò)程中，往往會(huì)受到多方面的因素干擾，在長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用的過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)不同類型的問(wèn)題和損傷，而導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題，相關(guān)技術(shù)人員要采取有效措施對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)和維護(hù)，從而提升高速公路的安全性和穩(wěn)定性。

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