高速公路瀝青路面裂縫的預(yù)防性處治

湯 崗 鋒

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075)

高速公路瀝青路面裂縫的預(yù)防性處治

湯 崗 鋒

(中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075)

通過分析公路瀝青路面裂縫的形成機(jī)理、危害及裂縫的種類、產(chǎn)生原因，從某高速公路養(yǎng)護(hù)工程實(shí)際應(yīng)用的角度提出有針對(duì)性的裂縫處治措施，為公路路面工程養(yǎng)護(hù)提供借鑒。

公路，瀝青路面，裂縫，養(yǎng)護(hù)，對(duì)策

1 裂縫主要類型及表現(xiàn)形式

瀝青路面的裂縫表現(xiàn)形式是多種多樣的，最典型的表現(xiàn)為：橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫等。

1.1 橫向裂縫

形狀主要表現(xiàn)為與路中心線基本垂直，裂縫間距一般在15 m～25 m之間，根據(jù)裂縫嚴(yán)重程度的不同，裂縫寬度基本在0.3 cm～2 cm范圍內(nèi)，有的裂縫貫穿整個(gè)路面，有的貫穿部分車道，裂縫彎彎曲曲，嚴(yán)重的橫向裂縫會(huì)導(dǎo)致裂縫兩側(cè)路面凹凸不平，行車有明顯的不適感，同時(shí)會(huì)伴有嚴(yán)重的支縫或唧泥病害。

1.2 縱向裂縫

縱向裂縫走向基本與行車道平行，裂縫長(zhǎng)度和寬度不一，大多都發(fā)生在填方路基或半填半挖路基段。嚴(yán)重的縱向裂縫同時(shí)會(huì)有多條裂縫平行出現(xiàn)，裂縫間距一般1 m～2 m，并且縱縫間容易形成縱向帶狀路面沉陷病害，影響路基的穩(wěn)定性及行車舒適性。

1.3 網(wǎng)狀裂縫

網(wǎng)狀裂縫主要表現(xiàn)為縱橫向交叉裂縫、網(wǎng)裂、龜裂等病害，網(wǎng)狀裂縫會(huì)將面層分隔成若干多邊形的小塊狀，一般縫寬2 mm以上，裂縫面積一般大于1 m2。網(wǎng)狀裂縫如不及時(shí)處理隨著雨水及車輛荷載的反復(fù)作用極易導(dǎo)致瀝青路面局部松散或坑槽，嚴(yán)重影響瀝青路面的整體強(qiáng)度。

2 裂縫形成的主要原因

以下結(jié)合以往工程實(shí)踐，對(duì)常見的幾種類型裂縫成因分析如下。

2.1 橫向裂縫產(chǎn)生原因

1)瀝青面層以及基層材料由于溫度變化而引起的自身溫縮開裂以及受車輛荷載反復(fù)作用產(chǎn)生的疲勞開裂裂縫；2)路面養(yǎng)護(hù)或管線開挖施工時(shí)，由于施工縫未處理好，新舊瀝青粘結(jié)不良而引起的路面開裂裂縫；3)橋梁、涵洞或通道兩側(cè)搭板剛?cè)峤Y(jié)合部位由于材料溫縮量不同或橋頭路基不均勻沉降而產(chǎn)生的橫向裂縫。

2.2 縱向裂縫產(chǎn)生原因

1)縱向裂縫一般是由于路基施工時(shí)，特別是高填方路基，路基填方材料不均勻或達(dá)不到規(guī)范要求，而導(dǎo)致路基出現(xiàn)不均勻的自然沉降，從而使路面出現(xiàn)縱向裂縫。縱向裂縫如不及時(shí)處治，將導(dǎo)致雨水滲入路基內(nèi)部，影響路基的穩(wěn)定性和承載力。2)瀝青路面面層或基層施工時(shí)，路面攤鋪施工接縫處易產(chǎn)生縱向施工縫，如不對(duì)施工接縫進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)層搭接處理，以及不進(jìn)行瀝青面層冷接縫處理，將導(dǎo)致路面出現(xiàn)縱向裂縫。 3)公路路基加寬改造時(shí)，由于新老路基壓實(shí)度不均勻或新拼寬路基與老路基銜接不當(dāng)，導(dǎo)致新加寬側(cè)路基出現(xiàn)工后沉降，在路面表面產(chǎn)生縱向裂縫。

2.3 網(wǎng)狀裂縫產(chǎn)生原因

1)瀝青面層使用年限較長(zhǎng)，瀝青老化，在車輛荷載反復(fù)作用下，路面局部結(jié)構(gòu)性破壞，整體強(qiáng)度迅速減弱，首先出現(xiàn)面層網(wǎng)狀裂縫，在行車荷載及雨水的反復(fù)作用下，使病害逐漸加劇，病害發(fā)展至基層，從而產(chǎn)生龜裂唧泥病害。2)由于局部路基或基層結(jié)構(gòu)壓實(shí)不足或強(qiáng)度較低等原因，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)在行車荷載的反復(fù)作用下首先產(chǎn)生局部沉陷后，從而使得路面上面層首先開裂而產(chǎn)生的網(wǎng)狀、塊狀、不規(guī)則的網(wǎng)狀疲勞裂縫。3)縱向裂縫及橫向裂縫較集中路段，由于在車輛重復(fù)荷載作用下，縱、橫向裂縫發(fā)展密集而且連通起來(lái)而形成的網(wǎng)狀裂縫。4)行車荷載重復(fù)作用下引起的疲勞裂縫。

3 裂縫對(duì)路面的危害

如果路面裂縫得不到及時(shí)有效的處治，將會(huì)隨著時(shí)間的推移，裂縫寬度將逐漸增大，在路表水的作用下，裂縫縫隙內(nèi)將存在明顯的自由水，并且將很快下滲至路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部、基層底部甚至上路床等部位而無(wú)法排出，在大量行車荷載反復(fù)作用下，積水在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部將產(chǎn)生很大的水壓力，會(huì)逐漸沖刷掏空路面結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)路面唧漿、坑槽以及路面沉陷等病害，最終將導(dǎo)致路面很快產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞，使道路結(jié)構(gòu)逐漸喪失承載能力。所以裂縫病害如得不到及時(shí)治理，對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及穩(wěn)定形成一種潛在的危害，也極大地縮短了道路的服務(wù)壽命，設(shè)計(jì)服務(wù)15年的高速公路路面，可能使用幾年就需要一次大修。綜上所述，裂縫預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對(duì)路面病害發(fā)展、延長(zhǎng)路面壽命至關(guān)重要。

4 瀝青路面裂縫處治工程實(shí)例

4.1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

該公路于2008年10月建成通車，至今已運(yùn)營(yíng)5年，現(xiàn)有路面病害以橫向裂縫最為突出無(wú)其他明顯路面病害，原路面結(jié)構(gòu)為：

上面層：4 cm細(xì)粒式瀝青混凝土(AC-13Ⅰ)；

中面層：5 cm中粒式瀝青混凝土(AC-20Ⅰ)；

下面層：6 cm粗粒式瀝青混凝土(AC-25Ⅱ)；

基層：36 cm水泥穩(wěn)定碎石；

底基層：20水泥石灰穩(wěn)定土；

橫向裂縫典型病害如圖1所示。

4.2 抗裂貼主要作用

4.2.1 加筋作用

抗裂貼使用的是高強(qiáng)度耐高溫織物，具有較大抗拉強(qiáng)度，能有效抵抗層間裂縫處拉應(yīng)力，限制裂縫寬度發(fā)展，起到了加筋的作用，提高了瀝青路面局部結(jié)構(gòu)層的抗拉強(qiáng)度。

4.2.2 消能緩沖作用

抗裂貼中的聚合物是具有一定粘彈性的材料，并有良好的低溫柔韌性，鋪設(shè)在瀝青面層間的裂縫上部位置，能夠?qū)④囕唽?duì)路面產(chǎn)生的壓應(yīng)力，通過層間的抗裂貼進(jìn)行應(yīng)力分散，在上、下瀝青面層之間受力區(qū)域形成緩沖帶，使此處應(yīng)力逐步減小，減少應(yīng)力集中對(duì)瀝青面層裂縫的沖擊破壞，從而有效地延緩裂縫的發(fā)展及反射，延長(zhǎng)路面的壽命?？沽奄N的消能緩沖示意圖見圖2。

4.2.3 隔水防滲作用

抗裂貼鋪設(shè)在層間裂縫表面，形成一個(gè)完整的隔水防滲層，可隔斷雨雪水下滲路徑，從而減少裂縫位置的路面水損害。

4.3 病害處治措施

本項(xiàng)目為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)微表處罩面工程，為了給罩面層提供一個(gè)穩(wěn)定而平整的下承層，保證現(xiàn)有路面橫向裂縫不反射至罩面層，在罩面之前采用人工調(diào)查方法對(duì)路面裂縫進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)病害嚴(yán)重程度、病害類型、病害發(fā)展趨勢(shì)等方面提出裂縫的處治措施。

4.3.1 輕微裂縫

病害特征：裂縫較細(xì)、裂縫壁無(wú)散落或有輕微散落，無(wú)支縫或有少量支縫，裂縫寬度在5 mm以內(nèi)，病害無(wú)發(fā)展趨勢(shì)。

處治方案：首先由人工在每處裂縫處用粉筆勾勒出裂縫的走向及位置，再采用擴(kuò)縫機(jī)沿裂縫進(jìn)行擴(kuò)縫，擴(kuò)縫寬度結(jié)合裂縫現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際寬度確定，并應(yīng)至少保證1 cm，擴(kuò)縫后采用高強(qiáng)度人工鼓風(fēng)機(jī)將擴(kuò)縫后縫內(nèi)的灰塵及碎料清理干凈，再采用灌縫機(jī)及時(shí)進(jìn)行灌縫，本工程灌縫材料采用密封膠。

4.3.2 嚴(yán)重裂縫

病害特征：縫寬、裂縫壁有散落、有支縫，裂縫寬度大于5 mm。

處治方案：根據(jù)裂縫深度沿裂縫外輪廓并于車道垂直方向銑刨病害范圍內(nèi)的上面層、中面層甚至下面層進(jìn)行擴(kuò)槽，擴(kuò)槽寬度應(yīng)結(jié)合病害成因、出現(xiàn)位置、發(fā)展趨勢(shì)以及影響范圍確定，為滿足施工機(jī)械的壓實(shí)最小寬度，本次設(shè)計(jì)擴(kuò)槽寬度為1.5 m，2.0 m兩種寬度。擴(kuò)槽銑刨后應(yīng)將槽底、槽壁清除干凈，對(duì)槽底輕微裂縫，應(yīng)先按輕微裂縫進(jìn)行處理，然后在槽底裂縫上鋪設(shè)抗裂貼(規(guī)格為96 cm寬)，最后在槽底、槽壁刷一層粘層油，隨即填筑相應(yīng)規(guī)格的瀝青混凝土，壓路機(jī)壓實(shí)成型。現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)見圖3，圖4。

5 結(jié)語(yǔ)

本文從工程實(shí)踐的角度提出了高速公路常見的裂縫病害維修養(yǎng)護(hù)方法，這種方法主要強(qiáng)調(diào)在道路裂縫初期應(yīng)采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，防止路面病害的進(jìn)一步發(fā)展，也闡述了路面早期病害在路面養(yǎng)護(hù)工程中的重要性，可供相同工程借鑒和參考。

[1] 沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預(yù)防[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] 沙慶林.瀝青和瀝青混凝土現(xiàn)狀[J].國(guó)外公路，1999(2)：91-93.

[3] 交通部公路司.公路工程質(zhì)量通病防治指南[Z].2002.

[4] JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[5] JTJ 073.2-2001，公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

Preventive treatment of highway asphalt pavement cracks

TANG Gang-feng

(ChinaCommunication1stHighwaySurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,Xi’an710075,China)

The paper analyzes highway asphalt pavement cracks forming mechanism and hazards and cracks categories and cracking causes, and puts forward corresponding cracks treatment measures from the aspect of highway maintenance engineering application, which has provided some guidance for highway pavement engineering maintenance.

highway, asphalt pavement, cracks, maintenance, countermeasure

1009-6825(2014)03-0158-02

2013-11-13

湯崗鋒(1980- )，男，工程師

U416.217

A