高速公路路面裂縫的產(chǎn)生原因及其控制

趙 嶺

（河北路橋集團(tuán)第一工程有限公司，河北 石家莊 050011）

0 引言

目前，我國高速公路建設(shè)已經(jīng)取得了驕人的成果，但路面上依然存在著多種病害，諸如裂縫、凸起、泛油、松散等，其中最普遍且危害性最大的就是裂縫。裂縫不但會嚴(yán)重影響公路的整體觀感，還會大大降低道路的平衡度，可能造成車輛顛簸，同時(shí)也會縮短道路的使用年限。路面裂開后，雨水便會從縫隙流到路面的最底部，致使混凝土路基在長時(shí)間的雨水浸泡下出現(xiàn)腐蝕性損壞，嚴(yán)重破壞道路通行。因此，研究高速公路裂縫的控制措施非常必要。

1 路面裂縫類型和處理方法

1.1 路面裂縫類型

（1）橫向裂縫。這是瀝青混凝土路面最常發(fā)生的病害。橫向裂縫產(chǎn)生的一般原因是半剛性基層斷裂導(dǎo)致路面產(chǎn)生反射性縫隙，此外溫縮裂縫也是原因之一。一旦下雨，雨水就會從這些縫隙中流向路面基層底部，造成路面發(fā)生更嚴(yán)重的損壞。

（2）縱向裂縫。主要分從上到下的表面裂縫和從下到上的疲勞裂紋。造成縱向裂縫的原因通常是路基沉降不嚴(yán)實(shí)。當(dāng)路面局部區(qū)域出現(xiàn)壓實(shí)不均的情況時(shí)，公路通行后在長期的負(fù)荷超重影響下，路基會慢慢不勻稱地壓實(shí)凝固，進(jìn)而出現(xiàn)縱向裂縫。

（3）龜裂。當(dāng)路面基層部分區(qū)域強(qiáng)度不夠（諸如壓實(shí)不勻稱、膠結(jié)料過少、集料離析等）以及路基與路面之間的強(qiáng)度不夠（諸如變形、降沉、縫隙太大等）時(shí)，只要負(fù)載重量級車輛，路面層就會出現(xiàn)龜裂。

1.2 路面裂縫的成因

（1）公路施工材料的功能和路基填充

高速公路常用結(jié)構(gòu)是“水泥穩(wěn)定碎石層+二灰碎石+石灰土底基層”，所用施工材料經(jīng)過固體、液體和氣體三體合一而成，主要是通過溫度降低互相影響，出現(xiàn)體積收縮的功能。在這一過程中，水充當(dāng)著舉足輕重的作用，它是導(dǎo)致溫度變化的關(guān)鍵因素，主要利用毛細(xì)管擴(kuò)張和冷卻作用來完成。當(dāng)毛細(xì)水完全蒸發(fā)后，半剛性基層施工材料內(nèi)部的水分也會慢慢蒸發(fā)，物質(zhì)表層的水膜會逐漸變薄，進(jìn)而縮短了物質(zhì)表層的隔離間距，加大分子力度，最后實(shí)現(xiàn)壓縮路面整體體積的效果。期間，半剛性基層施工材料內(nèi)部的水分收縮作用要比毛細(xì)管的作用大得多，在物質(zhì)表層的水膜變薄到最小化后就會終止收縮。但若壓實(shí)后的水泥出現(xiàn)密度不夠的情況，則會導(dǎo)致路面壓實(shí)不勻稱，當(dāng)水分蒸發(fā)后，水泥中用以平衡基層的水分就會慢慢變少，此時(shí)公路基層就會體積減小，造成路面裂縫。

（2）施工的天氣情況

高速公路路面還有一種裂縫就是溫度裂縫，這種裂縫的面積和數(shù)量與氣溫變化有直接的關(guān)系。如果溫度持續(xù)降低，裂縫的數(shù)量和面積就會持續(xù)增加，同一條裂縫也會不斷延伸擴(kuò)展。在溫度偏高時(shí)，瀝青原料較強(qiáng)的應(yīng)力松弛性能夠抵抗因路面溫度較高出現(xiàn)的變形，但若溫度偏低時(shí)，瀝青原料就會慢慢變硬并出現(xiàn)收縮，一旦瀝青路面上出現(xiàn)的收縮拉力大于瀝青原料的抗拉力，瀝青路面就會出現(xiàn)溫度裂縫。這種裂縫在日夜溫差較大的地區(qū)會更為普遍和嚴(yán)重，因?yàn)闉r青路面中會自然出現(xiàn)溫度應(yīng)力；長期性的溫度反差會破壞瀝青路面的這種溫度應(yīng)力；對于建設(shè)時(shí)間比較久的瀝青路面，也會因?yàn)闉r青原料老化造成溫度應(yīng)力變差，最后導(dǎo)致路面裂縫。

（3）行駛車輛的載重

有關(guān)高速公路裂縫的區(qū)域分析發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)裂縫的地段以主車道居多，裂縫縱橫交錯，有些甚至出現(xiàn)了龜裂，這就表明行駛車輛的重量對路面裂縫具有極大的影響，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致路面發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞。分析還指出，瀝青路面裂縫常出現(xiàn)在春季和秋季，多雨天氣會導(dǎo)致瀝青路面積水嚴(yán)重，排泄不通的情況下雨水就會從瀝青路面的縫隙慢慢滲入瀝青結(jié)構(gòu)底層，使路基發(fā)生變形，從而降低路面的承載力。在此情況下，如果行駛的車輛超載，滲入瀝青底層的水分就會流向更底層并直接影響瀝青原料，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫，縮短道路的使用壽命。

1.3 常見裂縫的處理方法

（1）貼縫帶貼縫

先清理裂縫污垢，然后測量裂縫面積，剪裁相同大小的貼縫帶貼縫在裂縫處。貼縫的過程中應(yīng)該注意使貼縫帶不要沾上任何污染物，否則很難貼縫嚴(yán)實(shí)。貼縫帶貼上后，要用噴火槍烘烤，對于貼縫帶尾端可以多烘烤一段時(shí)間，確保絕對嚴(yán)實(shí)。待貼縫帶和縫面都變油滑時(shí)，二者就可以完全貼合在一起了。

（2）機(jī)械填補(bǔ)

一般是用挖槽機(jī)、空壓機(jī)、灌縫機(jī)等機(jī)械工具對裂縫路面進(jìn)行填補(bǔ)處理，其過程包括挖槽、清縫、填縫、冷卻等幾個(gè)步驟。

（3）普通灌縫

施工人員對裂縫處的瀝青路面進(jìn)行加溫，之后再用專業(yè)的工具實(shí)施灌縫，通常需反復(fù)2～3次，等瀝青冷卻后該路段即可通行。此方法比較簡單，費(fèi)用也低，但處理效果不佳，且裂縫再發(fā)率較高，一般不建議采用。

2 京津塘高速公路裂縫解決方法

京津塘高速公路開通已長達(dá)18年，瀝青路面老化和裂縫損壞比較嚴(yán)重，因此選擇機(jī)械填補(bǔ)的方法處理。

2.1 材料和機(jī)械選擇

（1）填補(bǔ)材料

選擇國外進(jìn)口的高彈密封膏，這是一種新的路面裂縫填補(bǔ)材料，具有粘附性強(qiáng)和抗老化的作用。

（2）機(jī)械選用

挖槽機(jī)從美國科來福公司進(jìn)口；清縫機(jī)選用熱空氣槍；灌縫機(jī)則用SS—125DC灌縫機(jī)。

2.2 填補(bǔ)施工過程

（1）挖槽

開啟挖槽機(jī)，調(diào)成最大發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，之后抬高挖槽機(jī)的離合器，啟動刀頭升降開關(guān)讓裂縫追蹤器和路面裂縫相對應(yīng)，往后再拉到開槽機(jī)就可以對裂縫面進(jìn)行填補(bǔ)。

（2）清縫

通過熱空氣槍形成的高氣壓對已經(jīng)裂縫的路面進(jìn)行污物清除，尤其要重點(diǎn)清理雨水浸泡的裂縫。用熱空氣槍清理裂縫，不但可以將所有污物清除干凈，還能對裂縫進(jìn)行加溫和烘干，有效地促進(jìn)填縫材料和裂縫之間的黏合。

（3）填補(bǔ)

開啟灌縫機(jī)，向料倉中添加灌縫材料，之后在控制箱中設(shè)置好溫度，開啟燃燒器開關(guān)加熱約0.5h，待灌縫材料的溫度達(dá)到一定值后就可以拆下加熱軟管，之后按下噴槍上的開關(guān)向路面裂縫中灌料，灌料速度可以按照路面裂縫情況和材料的溫度而定。完成填補(bǔ)工作后再用密封膠封住槽口邊緣。

（4）冷卻

裂縫填補(bǔ)完成后，要讓密封膠冷卻0.5h后才能通車。

2.3 處理效果

對路面裂縫處進(jìn)行機(jī)械填補(bǔ)處理，半年后對該路段進(jìn)行檢修，結(jié)果如下。

（1）對路面裂縫處做滲水試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)封水效果好，雨水很難深入瀝青基層。

（2）對路面裂縫處進(jìn)行抽芯和開挖，發(fā)現(xiàn)漿液僅進(jìn)入到裂縫表層，沒有滲入瀝青層，說明機(jī)械填補(bǔ)效果良好。

（3）對路面裂縫處進(jìn)行彎沉測驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)機(jī)械填補(bǔ)確實(shí)達(dá)到了填補(bǔ)裂縫的預(yù)期效果。

3 結(jié)語

本文實(shí)例的測驗(yàn)效果表明，瀝青道路裂縫可以用機(jī)械填補(bǔ)的方法處理，效果顯著而極少出現(xiàn)再度裂縫。未來我國的高速公路養(yǎng)護(hù)可以多采用國外進(jìn)口設(shè)備和原料，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)的力度，確保道路交通安全。

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