高速公路瀝青路面裂縫養(yǎng)護(hù)與防治技術(shù)研究

鄭 宇 鵬

(山西交通控股集團(tuán)有限公司運(yùn)城北高速公路分公司,山西 運(yùn)城 044000)

1 工程案例

某高速公路，在運(yùn)營使用過程中產(chǎn)生了大量的橫向裂縫和縱向裂縫。該高速公路位于山區(qū)，道路建設(shè)受周邊地形影響較大。該段高速公路全線設(shè)置3個服務(wù)區(qū)、1個停車場，并根據(jù)需要設(shè)置加油站。高速公路路面面層、橋梁面層、隧道內(nèi)路面面層均采用瀝青面層結(jié)構(gòu)。該地區(qū)氣候變化明顯，四季溫度變化大，受雨雪影響較大。在高速公路運(yùn)營使用過程中，發(fā)現(xiàn)瀝青路面產(chǎn)生了大量的裂縫。為了保證路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，提高路面使用性能，保障行車安全，在養(yǎng)護(hù)過程中有針對性的制定養(yǎng)護(hù)方案對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行修補(bǔ)。

2 高速公路瀝青路面裂縫的成因

2.1 原材料質(zhì)量

原材料的施工質(zhì)量是導(dǎo)致瀝青路面開裂的主要原因，其中瀝青的質(zhì)量影響最大。瀝青路面結(jié)構(gòu)中的瀝青主要起粘結(jié)作用，其自身質(zhì)量直接關(guān)系到整體瀝青面層的施工質(zhì)量。在瀝青路面施工過程中，個別施工單位為了節(jié)約施工成本，使用不合格的瀝青以次充好，造成瀝青混合料的質(zhì)量不合格，無法保障瀝青路面的施工質(zhì)量。瀝青的質(zhì)量差，其粘度、針入度、延度等指標(biāo)不合格，導(dǎo)致瀝青混合料的強(qiáng)度和穩(wěn)定性達(dá)不到要求。由于瀝青路面的抗拉強(qiáng)度不足，在氣候條件和外界荷載的作用下，運(yùn)營使用一段時間后就出現(xiàn)開裂。

2.2 外部氣候因素影響

隨著季節(jié)的變化，溫度和濕度不斷變化。瀝青路面結(jié)構(gòu)中對氣候變化最敏感的材料是瀝青，當(dāng)溫度升高時，瀝青軟化，負(fù)載能力變差；當(dāng)溫度降低時，瀝青材料的負(fù)載能力會增強(qiáng)，但隨著溫度的不斷降低，瀝青材料開始變硬變脆，逐漸失去應(yīng)力松弛性。該地區(qū)四季溫度變化幅度大，晝夜溫差大。在夏季時，由于氣溫較高，容易使瀝青軟化，但其應(yīng)力松弛性可以抵抗溫度上升而產(chǎn)生變形。在冬季，氣溫較低，瀝青材料容易變硬變脆，路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮變形，但低溫造成其失去了應(yīng)力松弛性，當(dāng)溫度應(yīng)力超過瀝青混合料抗拉強(qiáng)度時，瀝青面層被拉斷，產(chǎn)生開裂。

2.3 地質(zhì)條件因素影響

地質(zhì)條件因素中影響最大的是地下水，它是導(dǎo)致高速公路瀝青路面產(chǎn)生裂縫的重要原因。一般情況下，高速公路下部都會有一定量的地下水，地下水會對高速公路的路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生反作用力，使高速公路的路面出現(xiàn)縱橫交錯的裂縫。高速公路交通量大，且呈現(xiàn)車輛大型化，大噸位的車輛對高速公路施加荷載較大，造成裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，使其開裂程度和開裂面積增加。如果地基土為軟土地基，且沒有進(jìn)行有效的加固處理，會增加地下水對高速公路的危害，加劇高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)的開裂。

2.4 施工因素

在高速公路瀝青路面施工過程中，必須嚴(yán)格按照施工設(shè)計方案開展施工，并采取有效措施進(jìn)行質(zhì)量控制。高速公路瀝青路面施工過程中，由于施工技術(shù)人員技術(shù)水平不足，混合料的配合比不合理、路面結(jié)構(gòu)厚度不足，監(jiān)管不到位等原因，造成瀝青路面在施工過程中產(chǎn)生很多質(zhì)量隱患。而這些質(zhì)量隱患也是導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)開裂和其他病害的主要原因，直接降低路面結(jié)構(gòu)的使用性能，危及高速公路的行車安全。

2.5 行車荷載的影響

近年來，我國高速公路交通量逐年增加，且呈現(xiàn)車輛大型化，行車荷載也逐年增加。高速公路在運(yùn)營使用過程中，由于受到行車荷載的反復(fù)作用，出現(xiàn)了很多疲勞裂縫。另外，超載車輛對高速公路瀝青路面的損壞是普通車輛的幾倍甚至十幾倍，當(dāng)車輛荷載超過路面的極限抗拉強(qiáng)度時，就會造成高速公路瀝青路面開裂。

3 瀝青路面裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施

3.1 瀝青路面裂縫處治技術(shù)

針對高速公路現(xiàn)有裂縫形式，在日常養(yǎng)護(hù)過程中制定養(yǎng)護(hù)維修方案，對裂縫進(jìn)行修補(bǔ)，避免裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展。常用的處治方法如下：

1)壓漿法。壓漿法是采用環(huán)氧樹脂基材料對瀝青路面裂縫進(jìn)行封堵，施工工藝簡單，容易操作。養(yǎng)護(hù)施工中將注漿嘴放置在瀝青路面的開裂位置進(jìn)行壓漿，將配置好的漿液注入裂縫，完成對瀝青路面的封堵。

2)灌縫法。灌漿法是根據(jù)瀝青路面開裂的基本情況，選擇對瀝青路面裂縫的控制和處理方法。如果裂縫的寬度在0 mm～5 mm內(nèi)，可采用熱油灌縫的方式進(jìn)行處理。但是這種養(yǎng)護(hù)方法的使用壽命較短，使用一段時間后，必須重新進(jìn)行處理。

3)攤鋪法。攤鋪法主要適用對輕微裂縫的養(yǎng)護(hù)。在開裂部位先噴灑乳化瀝青，再攤鋪適量的攤鋪料，使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，完成對裂縫的修補(bǔ)。

4)挖補(bǔ)法。高速公路由于對軟土地基處理不當(dāng)，導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生的開裂，應(yīng)采用挖補(bǔ)法進(jìn)行處治。養(yǎng)護(hù)施工時先將瀝青路面的開裂部位挖除，填入適量的材料，使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，完成對瀝青路面裂縫的修補(bǔ)。

3.2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

為了減少高速公路瀝青路面裂縫，可適當(dāng)選用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。應(yīng)結(jié)合高速公路瀝青路面裂縫的產(chǎn)生原因，有針對性的制定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)應(yīng)合理選擇養(yǎng)護(hù)時機(jī)，遵循養(yǎng)護(hù)規(guī)律，密切結(jié)合高速公路的生命周期。常用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)包括乳化瀝青稀漿封層、微表處、封層等養(yǎng)護(hù)技術(shù)，應(yīng)結(jié)合高速公路實(shí)際情況選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)應(yīng)盡可能選擇先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)和施工設(shè)備，采用機(jī)械化養(yǎng)護(hù)施工，減少養(yǎng)護(hù)成本，提高路面結(jié)構(gòu)的使用性能，減少瀝青路面裂縫。

4 高速公路瀝青路面裂縫的防治對策

4.1 合理選擇施工材料

按照施工要求，選擇原材料，并在施工過程中進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。進(jìn)行科學(xué)合理的配合比設(shè)計，合理選擇礦料級配和油石比。對瀝青、骨料和填料進(jìn)行定期抽檢，發(fā)現(xiàn)問題對原材料進(jìn)行及時更換，保證施工材料質(zhì)量。

4.2 提高路面平整度

提高瀝青路面各結(jié)構(gòu)層的平整度可有效保證瀝青面層的厚度，提高路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。按照施工要求進(jìn)行測量放樣，掛基準(zhǔn)鋼絲控制攤鋪厚度。同時，提高瀝青路面的壓實(shí)度可有效提高路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，提高路面平整度，防止產(chǎn)生裂縫。

4.3 合理設(shè)置封層

封層施工時首先灑布乳化瀝青，隨后進(jìn)行骨料撒布，并進(jìn)行碾壓。設(shè)置封層可有效減少瀝青路面裂縫，一般用于無荷載型裂縫的預(yù)防，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。

5 結(jié)語

高速公路是我國公路交通的主要組成部分，可有效縮短城市間的距離，推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展。高速公路在施工和運(yùn)營使用中，會受到各方面因素的影響，尤其是受到氣候因素、車輛荷載、地質(zhì)因素、原材料質(zhì)量因素的影響，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)不同程度的開裂，影響高速公路的安全性和穩(wěn)定性。文章基于工程實(shí)例，通過對高速公路存在的裂縫形式進(jìn)行分析，有針對性的采取養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行修補(bǔ)，并提出了防治措施，可有效恢復(fù)瀝青路面的使用性能，保證高速公路的穩(wěn)定與安全。

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