公路瀝青路面裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)分析

楊瓊

(甘肅省蘭州公路事業(yè)發(fā)展中心高速公路養(yǎng)護(hù)所，甘肅 蘭州 730030)

隨著城市交通的全面發(fā)展，瀝青路面質(zhì)量受到了更多的關(guān)注，要結(jié)合路面特點(diǎn)以及應(yīng)用情況落實(shí)可控化管理機(jī)制，確保養(yǎng)護(hù)維護(hù)工作環(huán)節(jié)的科學(xué)性和規(guī)范性，減少病害問題產(chǎn)生的不良影響，延長公路的使用壽命。

1 公路瀝青路面裂縫概述

1.1 類型和原因

對于瀝青路面而言，裂縫問題會對其安全運(yùn)行產(chǎn)生影響，結(jié)合影響因素的差異性，公路瀝青路面裂縫也存在不同的形態(tài)。裂縫會造成路面出現(xiàn)坑槽或者是沉陷等問題，也正是因?yàn)榱芽p會對路面養(yǎng)護(hù)造成較為嚴(yán)重的困擾，因此，要結(jié)合實(shí)際情況落實(shí)更加可控的維護(hù)養(yǎng)護(hù)機(jī)制，減少瀝青路面裂縫產(chǎn)生的安全隱患。

1)荷載型裂縫。因?yàn)槁访孳囕v荷載超標(biāo)，荷載作用下碎石基層底部會產(chǎn)生對應(yīng)的拉應(yīng)力，一旦拉應(yīng)力超出瀝青路面鋪筑時(shí)材料自身的抗拉強(qiáng)度，就會造成基層結(jié)構(gòu)失衡，甚至?xí)a(chǎn)生較為嚴(yán)重的裂縫現(xiàn)象。并且，開裂出現(xiàn)后裂縫問題上移，此時(shí)面層也會隨之出現(xiàn)開裂的問題[1]。

2)反射型裂縫，是目前瀝青路面較為常見的裂縫問題，主要是因?yàn)槭┕ぷ鳂I(yè)疏忽造成的，施工作業(yè)中缺乏對階段性作業(yè)結(jié)構(gòu)的檢查和校對，這就使得在原有裂縫上加鋪瀝青面層結(jié)構(gòu)后，裂縫就會在瀝青層面上再次出現(xiàn)。

3)溫度型裂縫。因?yàn)闇囟茸兓斐傻牧芽p現(xiàn)象，目前，較為常見的裂縫問題包括氣溫驟降以及溫度疲勞造成的裂縫。①溫度驟降，因?yàn)闇囟冉档秃竺鎸咏Y(jié)構(gòu)出現(xiàn)了溫度收縮等問題，并且，溫度應(yīng)力超出混凝土抗拉強(qiáng)度，路面開裂問題逐漸加劇。一般而言，這種溫度裂縫問題都是因?yàn)榛炷灵L期性溫度循環(huán)造成的，會對其應(yīng)用效能和安全運(yùn)行產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響；②溫度疲勞裂縫，因?yàn)槁访娼Y(jié)構(gòu)長時(shí)間溫度循環(huán)，鋪設(shè)的混凝土極限拉伸效果隨之降低，就使得松弛性增加，長此以往使得溫度應(yīng)力低于抗拉伸強(qiáng)度，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的裂縫問題。

1.2 影響因素

在對公路瀝青路面裂縫問題予以研究的過程中發(fā)現(xiàn)，裂縫產(chǎn)生的水損害問題最為嚴(yán)重，尤其是在路面裂縫問題出現(xiàn)后，水流過裂縫，就會對整體結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生影響，加之高速行駛的車輛和路面之間會形成毛細(xì)水壓力，此時(shí)，嚴(yán)重破壞瀝青路面整體結(jié)構(gòu)的安全性，裂縫附近基層含水量增加甚至達(dá)到飽和狀態(tài)，路面強(qiáng)度降低受到毛細(xì)水壓力作用，使得瀝青路面出現(xiàn)破壞問題的大范圍蔓延。結(jié)合實(shí)際情況對公路瀝青路面裂縫問題進(jìn)行分析，主要造成隱患問題的因素如下。

1)設(shè)計(jì)因素，若是設(shè)計(jì)方案開始前沒有進(jìn)行合理性的調(diào)研分析和勘察，就會影響設(shè)計(jì)效果，路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容不符合施工作業(yè)的具體要求。尤其是車流量以及車輛荷載逐年增加的背景下，路面強(qiáng)度不能滿足實(shí)際需求，難免就會造成路面裂縫問題。

2)材料因素，瀝青路面施工階段瀝青混合料的質(zhì)量也會對其質(zhì)量產(chǎn)生影響，若是采購環(huán)節(jié)沒有開展質(zhì)量管理機(jī)制，就會造成瀝青路面早期裂縫問題，影響后續(xù)安全運(yùn)行效果[2]。

3)施工作業(yè)因素，在施工作業(yè)中要嚴(yán)格執(zhí)行施工方案，一旦施工作業(yè)人員沒有按照標(biāo)準(zhǔn)化流程開展具體工作，就會對公路瀝青路面的安全性造成影響。例如，瀝青鋪設(shè)施工作業(yè)中橫向攤鋪不均勻，就會引發(fā)瀝青混合離析問題，引發(fā)路面縱向密度差異性逐漸增大。

4)超載因素，對于公路瀝青路面質(zhì)量管理工作而言，超載問題會對其安全性和運(yùn)行可控性產(chǎn)生影響，超載車輛變換車道也會增加剪切應(yīng)力，加劇裂縫問題的蔓延。

2 公路瀝青路面裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案

為全面提升公路瀝青路面安全管理水平，要結(jié)合實(shí)際情況落實(shí)更加可控的養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案，提高路面運(yùn)行穩(wěn)定性的同時(shí)，減少隱患問題造成的經(jīng)濟(jì)損失。

2.1 瀝青再生技術(shù)

在公路瀝青路面安全管理控制工作中，為更好地減少裂縫問題對道路行駛安全產(chǎn)生的影響，要對疲勞狀態(tài)和氧化問題予以集中控制，從而維持其應(yīng)用質(zhì)量效果。只有科學(xué)合理的路面養(yǎng)護(hù)處理機(jī)制，才能有效避免裂縫從表層向基層深入，維持瀝青路面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性。瀝青再生技術(shù)指的是在混合料中添加再生劑或者是新的瀝青材料，有效改善瀝青理化性質(zhì)，滿足路面應(yīng)用安全行標(biāo)準(zhǔn)，更好地優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)抗氧化水平和抗拉性能，延長路面的使用壽命[3]。

1)現(xiàn)場冷再生法，利用大功率路面銑刨拌合設(shè)備，將路面混合料直接應(yīng)用在原有路面結(jié)構(gòu)上，配合銑刨、翻挖以及破碎等處理操作流程，確?；旌系暮侠硇?，并配合使用穩(wěn)定劑、水泥、骨料等，使用公路拌合機(jī)原地拌合作業(yè)，并碾壓成型。這種施工作業(yè)方式一般是應(yīng)用在冷法施工處理環(huán)節(jié)，新添加的結(jié)合料一般是乳化瀝青，成本較低但是路面品質(zhì)一般[4]。

2)現(xiàn)場熱再生法，依舊是開展就地修復(fù)處理，；利用加熱軟化路面并鏟除路面廢料的方式，添加瀝青粘合劑，借助大型瀝青路面熱再生聯(lián)合機(jī)組開展對應(yīng)的作業(yè)，現(xiàn)將瀝青路面烤至軟化然后收集舊瀝青層更換新的瀝青層，配合攤鋪、搗實(shí)以及熨平等操作鋪筑新路。這種方式施工便捷，一般是應(yīng)用在基層承載力較好的路段。如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場熱再生法現(xiàn)場圖

3)工廠熱再生法，主要是將回收瀝青混合料進(jìn)行處理，集中破碎后結(jié)合路面質(zhì)量要求進(jìn)行配比優(yōu)化，添加新瀝青材料、新集料以及再生劑等，形成新的再生瀝青混凝土后進(jìn)行鋪筑，依據(jù)下面層、中面層、上面層的差異性選取不同技術(shù)方案，更好地完成鋪筑處理。

2.2 微表養(yǎng)護(hù)技術(shù)

一般是應(yīng)用在高速公路或者是機(jī)場跑道等高級路面結(jié)構(gòu)中，物料采取的是聚合物改性乳化瀝青，配合礦物填料、添加劑等就能有效完成修補(bǔ)處理，滿足攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的基本需求，更好地實(shí)現(xiàn)一次性養(yǎng)護(hù)作業(yè)，攤鋪修復(fù)后的路面更加平整和穩(wěn)定。最關(guān)鍵的是，微表養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用和控制能極大程度上提高瀝青路面的耐磨性和耐水性[5]。

2.3 熱瀝青灌縫撒料處理技術(shù)

主要是對瀝青路面表層裂縫進(jìn)行修補(bǔ)處理，這種技術(shù)處理環(huán)節(jié)較為簡單，使用的是瀝青熱爐和噴涂裝置。

1)對基礎(chǔ)路面結(jié)構(gòu)予以處理，清理裂縫后去除其中的雜物，以保證后續(xù)作業(yè)得以有效落實(shí)，減少雜物對涂層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定造成影響。

2)要進(jìn)行瀝青融合處理，保證瀝青能處于合理狀態(tài)。并且，將瀝青直接倒入裂縫結(jié)構(gòu)中。

3)配合細(xì)集料完成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，保證路面結(jié)構(gòu)滿足安全要求，在瀝青冷卻后才能通車。

這種處理方式能更好地提高路面裂縫問題的即時(shí)性保護(hù)水平，占據(jù)較小空間就能完成修補(bǔ)作業(yè)，減少對交通運(yùn)輸造成的影響，在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)通車[6]。

2.4 路表封層處理法

結(jié)合路表結(jié)構(gòu)的特征和情況選取適當(dāng)?shù)奶幚矸椒ǎ_保相應(yīng)的處理效果能滿足路面施工作業(yè)的科學(xué)性和可控性。

1)霧狀封層處理技術(shù)，主要是借助瀝青撒布設(shè)備向?yàn)r青路面噴灑乳化瀝青，有效維持其實(shí)際安全性和科學(xué)性。因?yàn)槿榛癁r青本身不含有集料且呈現(xiàn)出被稀釋的狀態(tài)，就能確保路面負(fù)載分配更加均衡，減少路面老化速度，滿足綜合處理效果。在霧狀封層處理過程中，能有效提升整體結(jié)構(gòu)的密水性能，如圖2所示。

圖2 霧封層功能屬性示意圖

2)瀝青表處封層處理，將乳化后的瀝青和集料按照對應(yīng)比例予以混合處理，為更好地維持處理技術(shù)的科學(xué)性，要采取經(jīng)過聚合物改性處理的乳化瀝青，將混合料直接攤鋪在路面結(jié)構(gòu)后完成處理。按照礦料級配參數(shù)以及罩面厚度的差異，若是采取稀漿完成表處封層，要按照細(xì)封層、中封層以及粗封層的方式落實(shí)具體的作業(yè)內(nèi)容，確保相應(yīng)控制效果滿足規(guī)范要求，更好地提升施工工藝水平，減少隱患問題的留存[7]。

3)碎石封層處理，要在乳化瀝青基礎(chǔ)上攤鋪碎石結(jié)構(gòu)，并配合壓路機(jī)予以壓實(shí)作業(yè)，一直到碎石完全嵌入路面結(jié)構(gòu)，保證路面穩(wěn)定性，減少裂縫問題造成的安全隱患。若是按照施工工藝流程的差異進(jìn)行分類，主要分為異步碎石封層和同步碎石封層。若是按照材料差異，則主要分為應(yīng)力吸收膜封層、應(yīng)力吸收膜黏結(jié)層以及土工布增強(qiáng)碎石封層等，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用要求落實(shí)規(guī)范作業(yè)內(nèi)容，提高綜合控制的效果。

2.5 開槽灌縫養(yǎng)護(hù)處理

借助設(shè)備在裂縫位置予以開挖，有效挖鑿出人工槽，尺寸為寬度：1～1.5cm、深度：1.5～2cm，將裂縫修補(bǔ)膠予以可控化融化處理，直接倒入人工槽結(jié)構(gòu)，在修補(bǔ)處理工作結(jié)束后，就能保證路面維持良好的黏合效果，有效修補(bǔ)裂縫問題。一般而言，開槽裂縫處理技術(shù)只是應(yīng)用在表層裂縫修補(bǔ)作業(yè)中，并且修補(bǔ)效果較好，能一定程度上延長道路的使用壽命。為更好地發(fā)揮開槽灌縫養(yǎng)護(hù)處理工序的科學(xué)性和規(guī)范性，就要嚴(yán)格落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)方案，維持各個(gè)施工作業(yè)環(huán)節(jié)的科學(xué)性和合理性[8]。

一方面，要對施工作業(yè)環(huán)境的溫度予以控制，有效保證相應(yīng)材料的應(yīng)用性能最優(yōu)化。若是溫度較低，則要對開槽的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱處理，維持在相應(yīng)溫度環(huán)境下開展后續(xù)作業(yè)，提高密封膠自身的黏結(jié)效果。并且，預(yù)熱處理環(huán)節(jié)中要避免火焰直接接觸路面，從根本上規(guī)避碳化反應(yīng)產(chǎn)生的不良影響。

另一方面，待相應(yīng)處理工作結(jié)束后要保證密封膠處于完全冷卻狀態(tài)才能通車，常溫環(huán)境下冷卻時(shí)間約為15min。溫度較低的環(huán)境下冷卻時(shí)間縮短。并且，針對一些城市主干道，要在施工作業(yè)技術(shù)后適當(dāng)撒一些干砂，更好地保證通車安全性。

除此之外，灌縫處理控制工作要確保灌縫膠和路面能處于持平狀態(tài)，提高整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度水平，降低安全隱患因素，為城市瀝青路面安全通車運(yùn)行提供保障[9]。

2.6 改性瀝青養(yǎng)護(hù)灌縫處理

主要使用的是改性瀝青材質(zhì)的道路灌縫膠，相較于其他材料，灌縫膠與瀝青路面的融合效果更好，無需加熱的貼縫材料能更好地減少修復(fù)作業(yè)的成本，且材料自身的粘結(jié)性較好，在細(xì)微裂縫處理環(huán)節(jié)中無需開槽灌縫就能完成修復(fù)作業(yè)，滿足路面安全作業(yè)要求。

3 結(jié)語

公路瀝青路面裂縫問題的處理非常重要，要結(jié)合實(shí)際情況選取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)方案，確保能及時(shí)減少裂縫問題蔓延造成的危害，打造更加規(guī)范的瀝青路面安全管理控制體系，為公路瀝青路面安全運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。