干線公路養(yǎng)護(hù)大中修工程中抗裂貼的運(yùn)用實(shí)踐

（越西縣公路管理局，四川 涼山 616650）

現(xiàn)階段在進(jìn)行干線公路施工和養(yǎng)護(hù)時(shí)，大規(guī)模的采用半剛性基層的施工模式。和其他的地基類型相比，應(yīng)用半剛性基層之后路面的穩(wěn)定性和強(qiáng)度都會(huì)有所提升，因此在當(dāng)前我國建筑施工當(dāng)中，半剛性基層是首選。但是需要注意的是，半剛性基層形式也存在的自身的弊端。具體來說，將半剛性基層作為路面的首要形式后，在各種溫度的影響下容易造成路面下基層穩(wěn)定性不夠、溫縮開裂等問題。一旦瀝青路面出現(xiàn)裂縫且沒有得到及時(shí)的治理，那么裂縫就會(huì)逐漸放大，最終導(dǎo)致路面開裂等問題。降雨時(shí)雨水會(huì)順著裂縫向下進(jìn)一步發(fā)展，導(dǎo)致路面基層的開裂更加明顯，縫隙進(jìn)一步擴(kuò)展，使之發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)形狀的裂縫或出現(xiàn)大面積的塌陷。本文基于此，以某高速公路施工養(yǎng)護(hù)為例，分析了抗裂貼在其養(yǎng)護(hù)過程中的應(yīng)用，探究了如何將抗裂貼應(yīng)用于道路本身的養(yǎng)護(hù)以及其所發(fā)揮的作用。

1 工程概述

在進(jìn)行本次研究時(shí)，選擇了山東省德州市里程為88.4km的某高速公路作為研究對(duì)象，在起初建設(shè)這段道路時(shí)，所采用的結(jié)構(gòu)是雙向六車道的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。時(shí)至今日，本段公路通車時(shí)間已經(jīng)超過了三十年。通過實(shí)地勘察后可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段公路的部分路段已經(jīng)出現(xiàn)了開裂甚至塌陷等問題，嚴(yán)重威脅著廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。通過仔細(xì)分析原有公路的性能特診并對(duì)其進(jìn)行觀察，結(jié)合當(dāng)前公路干線養(yǎng)護(hù)逐漸興起的各種新型材料的應(yīng)用，在進(jìn)行公路縱橫裂縫的修補(bǔ)時(shí)，避免了傳統(tǒng)的修補(bǔ)方法，優(yōu)先選擇了抗裂貼修補(bǔ)裂縫的方法，以期能夠提升養(yǎng)修后路面的使用強(qiáng)度和使用壽命，提升其穩(wěn)定性。

2 對(duì)抗裂貼的性能進(jìn)行分析

當(dāng)前我國公路干線所使用的抗裂貼通常是由高分子聚合物所構(gòu)成的，而其本質(zhì)是一種層間抗裂防水材料。它自身的粘性較強(qiáng)，實(shí)質(zhì)上是一種橡膠和瀝青的混合體，常用的寬度在50cm左右。當(dāng)前，在進(jìn)行公路干線的養(yǎng)護(hù)時(shí)，現(xiàn)階段在進(jìn)行公路施工時(shí)，材料的使用通常不是同時(shí)進(jìn)行的，也就是說，抗裂材料功效較為單一，只能發(fā)揮其抗路面開裂的作用，而其他的材料亦是如此，無法實(shí)現(xiàn)多種功能的有效融合。而抗裂貼則不同，它能夠?qū)⑸鲜霾牧嫌袡C(jī)合成，從而發(fā)揮多種材料的作用，包括粘合作用、吸附作用、填充作用等。現(xiàn)階段，公路干線養(yǎng)修時(shí)最常用的抗裂貼類型包括玻纖高聚物抗裂貼、高分析子抗裂貼等，其厚度通常為3mm。低溫狀態(tài)下，抗裂貼的穩(wěn)定性會(huì)受到影響，容易出現(xiàn)脆裂等現(xiàn)象。而在高溫狀態(tài)下，材料能夠保持其原有狀態(tài)不發(fā)生流動(dòng)。

當(dāng)前在進(jìn)行工程養(yǎng)護(hù)時(shí)使用的抗裂貼本身性能具體表現(xiàn)如下：

1 連接抗裂效果。在公路干線投入使用多年后，路面基層通常會(huì)出現(xiàn)開裂變形的情況，同時(shí)裂縫的尖端收到拉應(yīng)力作用會(huì)加速其破壞，嚴(yán)重降低道路的使用壽命。為了避免這些問題，在對(duì)開裂路面進(jìn)行處理時(shí)，需要提升開裂路面的抗彎拉能力，因此，有必要通過抗裂貼的使用來對(duì)其物理特性進(jìn)行增強(qiáng)，使之連接穩(wěn)定性進(jìn)一步提升。

2 防水作用。如果在對(duì)開裂路面進(jìn)行修補(bǔ)施工時(shí)，將抗裂貼正確的安裝在路面開裂的恰當(dāng)位置，就能夠充分發(fā)揮其阻斷雨水下降、滲透的作用，并且在短期內(nèi)就能夠形成防滲層，有效減弱各種外部因素對(duì)路面的侵害。

3 力學(xué)效應(yīng)。倘若公路干線基層的裂縫為垂直裂縫，那么在溫度/環(huán)境等多種外界因素的影響下，這些裂縫的方向可能從垂直變向水平，導(dǎo)致裂縫的寬度和嚴(yán)重程度均增加，嚴(yán)重縮短公路干線的使用壽命。為了降低上述情況的發(fā)生率，有必要在進(jìn)行公路修補(bǔ)時(shí)使用抗裂貼?？沽奄N作為一種應(yīng)力吸收膜，能夠?qū)M斷面以及縱斷面的開裂力進(jìn)行有效吸收，充分發(fā)揮其力學(xué)作用，防止外界應(yīng)力對(duì)公路干線造成進(jìn)一步損害。

4 低溫耐性。傳統(tǒng)的抗裂貼瀝青基高分子材料形狀較為穩(wěn)定，能夠有效改變傳統(tǒng)低溫條件下粘合劑穩(wěn)定性不足、容易發(fā)脆開裂的情況，而在低溫環(huán)境下，抗裂貼的性能并不會(huì)受到較為嚴(yán)重的負(fù)面影響?？沽奄N該種特性的存在使得公路養(yǎng)修的適用范圍顯著擴(kuò)大，進(jìn)一步延長了公路干線的使用壽命。

5 隔離作用。顧名思義，無論將抗裂貼應(yīng)用于道路的何種位置，都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)瀝青路面的有效保護(hù)，在這種情況下，道路干線基層的開裂不會(huì)直接傳遞至道路表面，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)道路的有效保護(hù)，顯著延長道路干線的使用壽命。

3 我國公路干線路面基層裂縫的現(xiàn)狀及形成原因

通過分析山東省德州市某高速公路路面基層裂縫的形成原因，可以總結(jié)，道路干線裂縫主要包括干縮裂縫以及溫縮裂縫兩種類型。干縮裂縫的形成通常受到路面含水量的影響，倘若先前期路面的含水量過高，在后期階段路面基層出現(xiàn)失水收縮，那么就容易導(dǎo)致路面出現(xiàn)干縮裂縫。而溫縮裂縫則是指路面受到氣溫的變化而發(fā)生開裂，從而產(chǎn)生路面裂縫。而從裂縫的形式上來說，裂縫的形式包括縱向裂縫和橫向裂縫兩種類型。

3.1 橫向裂縫

造成干線公路出現(xiàn)橫向裂縫的原因多種多樣，通常情況下，造成該種裂縫的主要原因是裂縫沒有得到及時(shí)處理所致，裂縫不斷發(fā)展，最終到達(dá)路面表面，影響道路的整體壽命。同時(shí)，外界環(huán)境的變化會(huì)導(dǎo)致裂縫不斷增加。再者，行車荷載在路面基層的不規(guī)則變化和會(huì)導(dǎo)致干線公路疲勞，使裂縫進(jìn)一步發(fā)展。另外，地基變形等因素的存在也會(huì)導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步擴(kuò)寬。二灰碎石的溫度收縮系數(shù)變化較大，其最大值和最小值之間相差數(shù)倍之多，因此更容易受到溫度變化的影響而發(fā)生膨脹或收縮的現(xiàn)象。具體來說，表現(xiàn)為在高溫下干線公路的應(yīng)力減少，但是也有產(chǎn)生拉應(yīng)變的可能，這種現(xiàn)象通常發(fā)生在冬季溫差較大的天氣條件下。同時(shí)，由于干線公路所配合使用的瀝青混合料性質(zhì)各不相同，因此在相同條件下其極限拉應(yīng)變要小很多，因此應(yīng)變的不均勻?yàn)榱严兜陌l(fā)展創(chuàng)造了條件。一旦出現(xiàn)裂隙而沒有得到及時(shí)的處理和解決，那么就會(huì)造成干線公路的使用壽命顯著縮短。

3.2 縱向裂縫

縱向裂縫主要是由剪切作用所導(dǎo)致的，引發(fā)剪切作用的剪切力是由路基路面上的行車荷載車輪所帶來的，當(dāng)重車行駛于道路上時(shí)，車輪附近的路基由于受到重力作用，很容易產(chǎn)生縱向的行車裂縫。當(dāng)路基路面的基層板體性能很低的時(shí)候，道路行車帶周圍會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫，同時(shí)這種雷鋒會(huì)進(jìn)一步惡化，可能會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫并產(chǎn)生車轍。針對(duì)這種情況，通常會(huì)選擇銑刨處理而不采用灌縫處理。各種研究數(shù)據(jù)和實(shí)踐結(jié)果表明，該種處理方法的效果很好。

4 干線公路養(yǎng)護(hù)的施工方案和工藝流程

4.1 公路施工材料的選擇和施工技術(shù)要求

首先，在進(jìn)行抗裂貼的選擇時(shí)，可選擇抗裂貼的寬度范圍在5～100cm之間，在針對(duì)山東省德州市高速公路的開裂等進(jìn)行分析時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)該高速公路采用了中間規(guī)模寬度的抗裂貼，即寬度為50cm，而將這些50cm規(guī)格的抗裂貼應(yīng)用于高速公路的裂縫后，可見高速公路的防護(hù)效果良好。

其次，在具體進(jìn)行施工時(shí)，施工人員要選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ邅磔o助進(jìn)行施工，對(duì)于開裂路面的處理，最常見的處理工具包括鋼絲刷、鐵锨等，當(dāng)施工人員掌握這些工具的使用技巧之后，可以合理的選擇方案來進(jìn)行公路養(yǎng)修施工工作。當(dāng)傳統(tǒng)的工具在施工過程中暴露其弊端時(shí)，還需要用藥膠輪或者其他規(guī)格的壓路機(jī)來輔助進(jìn)行工程施工。

當(dāng)原有的高速公路長期暴露在露天環(huán)境中時(shí)，必然意味著公路的開裂部位滲入了較多的雜物和灰塵，并黏附在公路裂縫的表面。為了進(jìn)一步提升公路干線的養(yǎng)護(hù)效果，在施工之前必須要將這些雜物進(jìn)行清理，將高低不平的縫隙尋找出來并將其填平，然后應(yīng)用熱瀝青混合材料來將其進(jìn)行填充。

對(duì)于公路干線來說，外界溫度對(duì)其使用壽命和穩(wěn)定性都是一個(gè)新的考驗(yàn)。通常情況下，外界溫度環(huán)境以21℃為界，界限上下采用不同的鋪設(shè)措施來進(jìn)行抗裂貼的鋪設(shè)。當(dāng)?shù)陀?1℃時(shí)，推薦施工人員采用溫火烘烤的方法使之熔化，然后再將其進(jìn)行鋪設(shè)。而當(dāng)溫度高于21℃時(shí)，可不采用針對(duì)性的措施來對(duì)其進(jìn)行處理，直接將抗裂貼鋪設(shè)至公路的裂縫處。

4.2 抗裂貼使用的具體流程

在使用抗裂貼進(jìn)行公路干線裂縫的養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，首先需要將舊公路的表面進(jìn)行清理，使之保持干凈，然后采用銑刨的方式將其處理，深度約2cm，然后再進(jìn)行灌縫處理以及瀝青填充等工作。

1 應(yīng)當(dāng)對(duì)公路干線施工現(xiàn)場的天氣進(jìn)行充分的了解，并采用針對(duì)性的措施來確定施工方案并進(jìn)行施工。

2 在進(jìn)行抗裂貼的鋪設(shè)時(shí)，為了確保施工現(xiàn)場表面的整潔干燥，可以在施工之前首先對(duì)路面及裂縫兩邊進(jìn)行清理處理。而如果公路兩邊的基層存在不平整的情況，施工必然導(dǎo)致修復(fù)效果受到負(fù)面影響，因此在施工前必須要對(duì)其進(jìn)行處理，確保道路平整、滿足施工要求。為了保證抗裂貼整體干凈整潔，可以在抗裂貼表面粘貼隔離膜，然后在完成抗裂貼的安裝施工之后將隔離膜摘除。具體鋪設(shè)抗裂貼時(shí)，有如下幾個(gè)步驟，第一，將抗裂貼上的隔離膜撕去，將抗裂貼具有粘性的一面和路面裂縫緊密連接，然后將卷材進(jìn)行延展和拉伸，最后對(duì)不平整的裂縫進(jìn)行處理，確保裂縫處于整潔狀態(tài)之后再進(jìn)行處理。當(dāng)前我國公路干線養(yǎng)護(hù)過程中，抗裂貼通常只鋪設(shè)一層，同時(shí)要對(duì)鋪設(shè)時(shí)抗裂貼的粘貼長度進(jìn)行嚴(yán)格限制。

3 在使用壓路機(jī)對(duì)路面進(jìn)行碾壓時(shí)，倘若機(jī)械設(shè)備的振動(dòng)幅度過大，容易造成抗裂貼粘貼面松動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致抗裂貼從施工路面上脫落等現(xiàn)象的發(fā)生，因此，在使用壓路機(jī)時(shí)需要嚴(yán)格注意機(jī)械設(shè)備的頻率和振幅，在鋪設(shè)完成之后進(jìn)行碾壓。為了切實(shí)保障施工質(zhì)量，一般情況下會(huì)將此過程重復(fù)三遍以上，確保路面在處理之后處于平整的狀態(tài)。

4 為了切實(shí)避免雨水等外界環(huán)境影響因素對(duì)路面造成的負(fù)面影響，在完成抗裂貼的安裝之后，需要同時(shí)應(yīng)用隨時(shí)材料來對(duì)施工干線的表面進(jìn)行封閉，同時(shí)在完成抗裂貼的施工之后，需要盡快使用設(shè)備來對(duì)其進(jìn)行碾壓。

5 在完成施工干線表面的封閉工作之后，需要將施工現(xiàn)場交由質(zhì)檢人員進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，然后來進(jìn)行面層的施工。施工前需要由設(shè)計(jì)人員來對(duì)面層的厚度進(jìn)行計(jì)算，然后用瀝青材料來對(duì)施工路面進(jìn)行填充。

5 施工后實(shí)際效果以及成本分析

5.1 施工后的材料效果

和傳統(tǒng)的干線公路養(yǎng)護(hù)施工材料相比，抗裂貼的耐性更好，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，抗裂貼的抗變形能力強(qiáng)，抗裂貼能夠保障其在超過100℃的高溫下仍然不變性，起到支撐和固定的作用；第二，抗裂貼的抗彎折能力更強(qiáng)，如果外界的環(huán)境溫度為零下10℃，將抗裂貼進(jìn)行超過180°的翻折，抗裂貼的表面仍然保持光滑，不會(huì)出現(xiàn)皺褶，通常情況下，干線公路養(yǎng)護(hù)工程對(duì)抗裂貼材料抗拉強(qiáng)度的要求為40kN/m左右，而在本次研究當(dāng)中，上東升德州市高速公路所使用的抗裂貼強(qiáng)度是標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度的3倍以上，因此完全符合施工要求。另外抗裂貼和傳統(tǒng)的材料相比，它還具有更好的防水性能，在接近大氣壓大小的水壓作用下，抗裂貼能夠保持30min其表層不滲水。在實(shí)際使用過程中，抗裂貼和路基表面之間實(shí)際上是兩個(gè)不同平面的接觸，因此倘若二者粘貼不牢固，那么仍然會(huì)出現(xiàn)各種裂隙問題，為了避免此種問題的產(chǎn)生，在使用抗裂貼的同時(shí)可以將高溫瀝青灌注入其中。

5.2 施工費(fèi)用成本分析

一般情況下，采用傳統(tǒng)的施工方案來對(duì)高速公路干線進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工時(shí)，為了保證灌注及公路養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量，可能需要對(duì)公路裂縫進(jìn)行多次瀝青灌注施工，我們?nèi)绻麑⒐嘧⒌钠骄等?次，那么每公里需要花費(fèi)的施工灌注費(fèi)用將超過35000元。而當(dāng)前市面上所通行的抗裂貼市場價(jià)格通常在每公里20000元左右，人工操作費(fèi)用約為每公里2000元。同時(shí)，在對(duì)山東省德州市該高速公路進(jìn)行施工時(shí)，為了確保灌注的質(zhì)量，在具體施工時(shí)多次使用了瀝青來穩(wěn)定抗裂貼。當(dāng)前市場上瀝青的均價(jià)約為每公里4000元，抗裂貼的寬度取中間值，即50cm。綜合計(jì)算后可以發(fā)現(xiàn)，在使用抗裂貼進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)時(shí)，施工的均價(jià)僅為每公里17000元，較之于傳統(tǒng)的灌入施工養(yǎng)護(hù)法低了至少一半。因此，使用抗裂貼來對(duì)公路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，不僅能夠獲取更好的施工質(zhì)量，同時(shí)還具有更好的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。另外，在采用抗裂貼來對(duì)公路裂縫進(jìn)行處理時(shí)，工藝簡單、施工效率更高，同時(shí)其環(huán)保性能也更加優(yōu)越。

6 結(jié)語

綜合全文，和傳統(tǒng)的灌入技術(shù)相比，抗裂貼的使用能夠進(jìn)一步提升公路的養(yǎng)護(hù)效果，同時(shí)還具有經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)，基本上能夠有效解決公路開裂后滲水、大面積坍塌以及穩(wěn)定性降低等各種問題，在實(shí)際施工過程中值得進(jìn)行推廣使用。