高速公路裂縫養(yǎng)護(hù)及效果評價(jià)

郭 勇

(山西路橋集團(tuán)太佳高速公路東段有限公司，山西 太原 030001)

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高速公路裂縫養(yǎng)護(hù)及效果評價(jià)

郭 勇

(山西路橋集團(tuán)太佳高速公路東段有限公司，山西 太原 030001)

分析了高速公路裂縫的成因，從水泥凈漿壓漿法、普通石油瀝青灌縫、灌縫膠修補(bǔ)裂縫等方面，介紹了高速公路常用的裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)，并結(jié)合養(yǎng)護(hù)效果的評價(jià)依據(jù)，闡述了不同養(yǎng)護(hù)方法的優(yōu)缺點(diǎn)，有利于實(shí)際工程選擇出適宜的養(yǎng)護(hù)措施。

高速公路，路面裂縫，養(yǎng)護(hù)技術(shù)，瀝青路面

0 引言

高速公路作為我國公路的主要組成部分，其具有投資大、工期長、交通量大、運(yùn)營養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高等特點(diǎn)。高速公路在運(yùn)營使用過程中，在車輛荷載和自然因素的綜合作用下，會出現(xiàn)各種各樣的病害。病害的出現(xiàn)會直接影響高速公路的使用性能，也會增加養(yǎng)護(hù)維修的成本。而裂縫是最常見的一種破壞形式。文章通過對高速公路裂縫的形成原因、養(yǎng)護(hù)方法、養(yǎng)護(hù)過程及效果評價(jià)等方面進(jìn)行綜合分析，進(jìn)一步說明裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)與評價(jià)方法的實(shí)用性。

1 高速公路裂縫的成因

裂縫，作為高速公路最常見的一種病害，具有普遍性。由于水分的滲入，裂縫的產(chǎn)生也會誘使其他病害的產(chǎn)生。在我國，絕大多數(shù)高速公路采用瀝青路面的形式。瀝青路面的裂縫形成原因較為復(fù)雜，主要有施工方面、車輛荷載作用與自然因素作用等三個(gè)大方面的影響。

1.1 施工不當(dāng)引起的路面裂縫

1)路基不均勻沉降引起的開裂。

路基施工中對壓實(shí)度控制不足，其主要原因有：

a.對填筑材料的擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，主要是最佳含水率和最大干密度；

b.施工中沒有嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行壓實(shí)度的檢測；

c.所使用的壓實(shí)機(jī)具的型號偏小；

d.碾壓遍數(shù)不足或碾壓方法不對等。

2)新舊路的結(jié)合處處理不當(dāng)引發(fā)的開裂。

如某高速公路本為一條國道，后經(jīng)多次擴(kuò)建，最終達(dá)到高速公路的標(biāo)準(zhǔn)。在擴(kuò)建過程中，路基的填筑沒有開挖臺階、壓實(shí)度控制不嚴(yán)格、路基填料不合格、基底處理不當(dāng)?shù)榷喾N原因都會導(dǎo)致與原有道路結(jié)合不良，出現(xiàn)不均勻沉降而引起開裂。

3)基層縮裂引起面層開裂。

我國高速公路絕大多數(shù)采用半剛性基層，而半剛性基層的通病就是縮裂?；鶎拥目s裂會使面層出現(xiàn)反射裂縫。

4)面層厚度不足。

面層厚度不足是瀝青路面施工中的一個(gè)嚴(yán)重質(zhì)量問題。面層的厚度不足將使瀝青面層的抗拉強(qiáng)度降低，在各種因素的作用下極易產(chǎn)生開裂。其產(chǎn)生主要有以下幾個(gè)原因：

a.基層平整度不合格，造成面層厚度不足；

b.攤鋪設(shè)備過于陳舊或參數(shù)調(diào)整不正確；

c.施工單位為了節(jié)約材料，偷工減料而故意為之的等。

1.2 車輛荷載的破壞作用造成的開裂

1)超載對路面的破壞作用。高速公路交通量大，交通量形成復(fù)雜。相對而言，小轎車對高速公路的破壞能力微乎其微，而重型車輛，尤其是超載車輛對高速公路的破壞是十分嚴(yán)重的。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，超載車輛對道路的損壞是普通車輛的幾倍甚至十幾倍。較大的車輛荷載會直接破壞路面結(jié)構(gòu)，使路面出現(xiàn)變形開裂。

2)疲勞破壞。超載在近年來由于處理力度的加大而大大減少了，但是高速公路在使用中的疲勞破壞是始終存在的。在達(dá)到一定的荷載重復(fù)作用次數(shù)，道路達(dá)到其使用壽命的過程中，路面結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)不同程度的損壞，而裂縫是其主要的表現(xiàn)形式。

3)自然因素作用引起的路面開裂。自然因素的作用主要是溫度的變化對瀝青路面開裂的影響最大，尤其是溫度驟然降低，將直接造成瀝青路面出現(xiàn)開裂。

2 高速公路裂縫的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

高速公路路面的裂縫如果不能采取有效的措施進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)，會使雨水等大氣降水滲入到路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進(jìn)而引發(fā)剝落、坑槽等病害。養(yǎng)護(hù)中應(yīng)對裂縫的開裂寬度、長度、面積、深度、位置等多方面因素進(jìn)行分析，選擇確實(shí)有效的養(yǎng)護(hù)維修方法，進(jìn)而確定合適的養(yǎng)護(hù)維修工序。

2.1 水泥凈漿壓漿法

對于由于路基和基層問題引發(fā)的裂縫，可采用這種方法。養(yǎng)護(hù)維修中首先將裂縫表面進(jìn)行封堵，一般采用環(huán)氧砂漿。壓漿使用水泥為普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號為325或425。壓漿前將注漿管預(yù)埋入裂縫中，從裂縫一端進(jìn)行壓漿，直至相鄰注漿管有漿液溢出為止。

2.2 普通石油瀝青灌縫

灌縫一般采用重交通石油瀝青，一般灌縫前應(yīng)對瀝青進(jìn)行加熱，溫度一般在150 ℃～160 ℃。加熱方法可采用傳統(tǒng)的明火加熱、導(dǎo)熱油加熱、中壓水加熱等方式。灌縫可以采用人工灌縫，也可采用專用的灌縫設(shè)備灌縫。相比而言，灌縫處理的裂縫容易出現(xiàn)粘結(jié)不牢，低溫穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。

2.3 改性乳化瀝青灌縫

該方法一般采用橡膠粉類改性乳化瀝青進(jìn)行灌縫，灌縫效果較普通石油瀝青效果好。這種方法適用于裂縫寬度5 mm的瀝青路面裂縫，灌縫后1年～2年后需要重復(fù)進(jìn)行灌縫。相比較而言，改性乳化瀝青的粘結(jié)效果好、低溫穩(wěn)定性好、冬季不易變硬變脆、密封性好、不需要加熱等優(yōu)點(diǎn)。

2.4 灌縫膠修補(bǔ)裂縫

灌縫膠是一種高分子聚合物橡膠改性材料，常溫下為固體，具有較高的高溫穩(wěn)定性和低溫穩(wěn)定性，且在低溫和高溫狀態(tài)下均具有較好的彈性。修補(bǔ)前首先應(yīng)對其進(jìn)行加熱，加熱融化至液體狀態(tài)。液態(tài)的灌縫膠具有較好的流動性和粘結(jié)性，能夠與瀝青路面材料良好的融合在一起，提高了密封性。

修補(bǔ)前首先對路面開裂處進(jìn)行開槽，開槽寬度與深度應(yīng)與裂縫開裂的寬度與深度相符合。開槽后對槽內(nèi)進(jìn)行清理，然后用加熱后的灌縫膠進(jìn)行灌縫，可在其表面撒少量石屑，待冷卻后即可開放交通。

2.5 其他養(yǎng)護(hù)措施

裂縫養(yǎng)護(hù)維修可采用乳化瀝青稀漿封層進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、土工格柵對反射裂縫進(jìn)行處理、罩面法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)等方法。采用上述方法，可以有效預(yù)防裂縫的產(chǎn)生、提高瀝青路面的使用性能。

3 高速公路裂縫養(yǎng)護(hù)的效果評價(jià)

3.1 效果評價(jià)依據(jù)

瀝青路面裂縫的出現(xiàn)，會降低瀝青路面的使用性能和使用壽命。瀝青路面裂縫的尺寸、面積、數(shù)量及其發(fā)展變化都是裂縫養(yǎng)護(hù)效果評價(jià)的影響因素，要從使用性能和壽命的降低和縮短方面進(jìn)行分析評價(jià)。

1)瀝青路面在設(shè)計(jì)中，就考慮到養(yǎng)護(hù)維修的時(shí)間段，包括大修養(yǎng)護(hù)、中修罩面與小修養(yǎng)護(hù)等方面。

當(dāng)瀝青路面的使用性能達(dá)到某個(gè)極限狀態(tài)，就應(yīng)對瀝青路面采取相對應(yīng)的養(yǎng)護(hù)維修方法。如瀝青路面由于裂縫的出現(xiàn)而影響其路面強(qiáng)度時(shí)，可考慮采用中修罩面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

2)裂縫的修補(bǔ)還應(yīng)考慮到對使用性能的恢復(fù)。

裂縫的產(chǎn)生會破壞瀝青路面的路面結(jié)構(gòu)，使其平整度、抗滑性能，甚至強(qiáng)度都受到影響。而裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展要經(jīng)歷一個(gè)階段，經(jīng)歷從早期損壞到使用性能衰減的過程。

3.2 不同養(yǎng)護(hù)維修方法的效果分析

1)水泥凈漿壓漿法所采用的原材料價(jià)格便宜、設(shè)備簡單、使用壽命長，但施工人員數(shù)量多、操作較復(fù)雜、養(yǎng)護(hù)成本高，且僅適用于特殊部位的養(yǎng)護(hù)維修。

2)普通石油瀝青灌縫所采用的原材料價(jià)格便宜、養(yǎng)護(hù)維修成本低、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、施工人員數(shù)量最少，但使用壽命短、僅適用于一般等級公路。

3)改性乳化瀝青灌縫養(yǎng)護(hù)設(shè)備簡單、養(yǎng)護(hù)維修成本低、容易操作、養(yǎng)護(hù)人員較少，且適用于高等級公路，但原材料較貴、使用壽命短，僅為1年～2年。

4)灌縫膠修補(bǔ)裂縫養(yǎng)護(hù)設(shè)備相對合理、養(yǎng)護(hù)維修成本適中、容易操作、適用于高等級公路使用，且壽命較長，為5年，但原材料價(jià)格高。

4 結(jié)語

高速公路是我國公路網(wǎng)絡(luò)中的大動脈，它的運(yùn)營情況直接影響到當(dāng)?shù)氐慕煌糠植记闆r。對高速公路的養(yǎng)護(hù)維修，勢必會影響其正常運(yùn)營，而養(yǎng)護(hù)維修的效果，將直接關(guān)系到養(yǎng)護(hù)維修周期的長短。有效而及時(shí)的養(yǎng)護(hù)維修，會延長高速公路的使用壽命，使其維持在一個(gè)良好的運(yùn)營狀態(tài)。

裂縫是高速公路最常見的病害之一，它的出現(xiàn)會直接影響道路的使用性能，并誘發(fā)其他病害的產(chǎn)生。文章對高速公路裂縫的成因、養(yǎng)護(hù)方法、效果評價(jià)等方面進(jìn)行分析闡述，對高速公路裂縫的養(yǎng)護(hù)維修與效果分析具有一定的指導(dǎo)作用。

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Highway cracking maintenance and effect evaluation

Guo Yong

(ShanxiHighway&BridgeGroupTai-JiaHighwayEastSectionCo.,Ltd,Taiyuan030001,China)

The paper analyzes highway cracking causes. Starting from aspects of cement grouting method, common petroleum asphalt sealing, and sealing bonding, it introduces common highway cracking maintenance technologies. Combining with its evaluation basis of maintenance effect, it illustrates merits and defects of different maintenance methods, which will be good for selecting suitable maintenance measures of actual engineering.

highway, pavement cracks, maintenance technology, asphalt pavement

1009-6825(2016)18-0130-02

2016-04-17

郭 勇(1977- )，男，工程師

U418

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