楊政武

(貴州省雷山公路管理段)

1 實(shí)例概述

本人09年承接并完成了黃平縣舊州至張家院公路改造工程第一合同段工程10 km，時(shí)任項(xiàng)目經(jīng)理，項(xiàng)目投資800 萬(wàn)。黃平縣舊州至張家院公路05年正式建成投入使用，全線采用瀝青路面和半剛性基層，瀝青層由5 cm 多碎石瀝青混凝土+5 cm 粗粒式瀝青混凝土+6 cm 粗粒式瀝青混凝土三層共16 cm 構(gòu)成，半剛性基層為水泥穩(wěn)定碎石和二灰溫度碎石以及石灰土底構(gòu)成，共計(jì)30 ～35 cm。經(jīng)過(guò)4年的使用路面出現(xiàn)不同程度的裂隙，其中裂隙最窄寬度為0.2 mm，最大寬度為12 mm;裂隙最長(zhǎng)縱縫1 318 m，縱縫合計(jì)5 356 m;裂隙橫縫合計(jì)17 595 m，多數(shù)橫縫長(zhǎng)4 ～8 m，占橫縫總量的74%。本次改造與09年完成并獲得驗(yàn)收，評(píng)價(jià)結(jié)果顯示各項(xiàng)指標(biāo)均為優(yōu)秀，裂隙治理效果顯著。結(jié)合本次工程對(duì)公路瀝青路面裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的探究。

2 瀝青路面裂隙的危害

在公路的正常使用中，初期所出現(xiàn)的裂縫對(duì)公路的正常使用不會(huì)產(chǎn)生明顯的負(fù)面效果，但當(dāng)雨雪沿裂縫逐漸滲入到公路基層后，路面下的土基的含水量會(huì)逐漸達(dá)到飽和從而使得路面強(qiáng)度降低乃至路面受到破壞，再加之路面上行駛車輛反復(fù)的載荷作用，使得路面板下出現(xiàn)唧漿現(xiàn)象，最終導(dǎo)致路面的沉陷、網(wǎng)裂和翻漿等一系列路面病害的出現(xiàn)，甚至對(duì)公路的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆的破壞。這些破壞不僅影響了公路的正常運(yùn)行，縮短了其使用壽命還極大的影響了機(jī)動(dòng)車行駛的舒適性和穩(wěn)定性，甚至對(duì)其安全產(chǎn)生威脅。由此可見(jiàn)加強(qiáng)對(duì)路面裂隙的養(yǎng)護(hù)是保障公路交通體系正常運(yùn)轉(zhuǎn)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的必要措施。

3 瀝青路面裂隙產(chǎn)生的原因分析

裂隙是公路瀝青路面正常使用中難以制止的一種破壞，不同地方的不同道路其路面裂隙的形成也存在著各種各樣原因，但其總體來(lái)說(shuō)就是可劃分為四種原因:(1)基層開裂所致的反射裂縫;(2)自身在溫度影響下產(chǎn)生的溫縮裂縫;(3)瀝青含蠟量過(guò)高所致的脆性裂縫;(4)長(zhǎng)時(shí)間行車所致的疲勞裂隙。本次施工中裂隙的產(chǎn)生原因主要是荷載疲勞裂隙、反射裂隙和溫度裂隙

3.1 荷載疲勞裂隙

這種裂隙產(chǎn)生的原因是車輛荷載的長(zhǎng)期作用。該公路屬于交通繁忙路段，每日通行的車次極大且其中以大型貨車等重型車輛為主，會(huì)對(duì)路面長(zhǎng)生長(zhǎng)期的高強(qiáng)度載荷。在這種高強(qiáng)度載荷作用下在二灰碎石基層的底部會(huì)形成超過(guò)基層的抗拉強(qiáng)度的拉應(yīng)力，這時(shí)二灰碎石基層的底部就會(huì)出現(xiàn)一定的開裂。而隨著載荷的長(zhǎng)期反復(fù)作用，這種開裂便會(huì)逐漸發(fā)生上移，蔓延到基層上部并對(duì)瀝青路面的底部產(chǎn)生拉力作用，最終使得路面產(chǎn)生裂隙。通過(guò)實(shí)際檢測(cè)，該路段在車輛載荷所產(chǎn)生的拉應(yīng)力為基層材料抗壓強(qiáng)度的0.65 倍時(shí)，基層能夠累計(jì)承受標(biāo)準(zhǔn)載荷作用達(dá)100 多次，才會(huì)出現(xiàn)疲勞性破壞。但當(dāng)行駛車輛為超載車輛時(shí)，這種破壞會(huì)被極大的加速，可能僅僅數(shù)十次類型的載荷作用便會(huì)使基層發(fā)生疲勞性破壞。而該路段車流以大型貨車為主，其中很多甚至為超重車輛，因此該路段路面裂隙中疲勞裂隙居多。

3.2 反射裂隙

反射裂隙作為一種極為普遍的裂隙產(chǎn)生誘因，在我國(guó)各色道路裂隙中占據(jù)著很大的比例。其產(chǎn)生的原因主要是由溫度或溫度與荷載共同作用而出現(xiàn)。此次黃平縣舊州至張家院公路施工中此類裂隙多由之前施工質(zhì)量的低劣而導(dǎo)致的半剛性基層強(qiáng)度較低引起。在此前的施工中基層施工沒(méi)有遵守施工規(guī)范或在路面碾壓完成后沒(méi)有進(jìn)行覆蓋式的灑水養(yǎng)生，亦或是養(yǎng)護(hù)期限結(jié)束時(shí)沒(méi)有及時(shí)的進(jìn)行瀝青層面的重新鋪筑，導(dǎo)致在溫縮等作用下，基層中產(chǎn)生了微小的不可見(jiàn)裂縫。此外，施工時(shí)的壓實(shí)不足或道路開通后車輛的超載運(yùn)行，使得基層和路面很快發(fā)生開裂，即出現(xiàn)瀝青路面的早起破壞。這種裂隙會(huì)極大的影響道路的同行質(zhì)量，對(duì)道路的使用壽命亦會(huì)影響顯著。而且當(dāng)反射裂隙出現(xiàn)時(shí)還總是會(huì)伴隨發(fā)生坑槽等路面病害，嚴(yán)重威脅道路車輛的形式安全，需及時(shí)維護(hù)，否則一旦病害加劇后再行治理將極為困難。

3.3 溫度裂縫

溫度裂縫不僅發(fā)生在路面表層還存在基層中。瀝青的集料類型和級(jí)配、瀝青的孔隙率以及瀝青的含量都會(huì)對(duì)瀝青路面的低溫開裂產(chǎn)生影響。而低溫的產(chǎn)生主要是由溫度的驟降或短時(shí)間內(nèi)的多次降溫而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力導(dǎo)致。低溫開裂的形式通常分為兩種:(1)伴隨氣溫的突降所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過(guò)了瀝青層的抗拉強(qiáng)度，而使得路面出現(xiàn)裂隙，并由路面逐漸向下發(fā)展。(2)則是溫度變化引起的疲勞裂隙。當(dāng)瀝青混凝土長(zhǎng)期遭受溫度升降的循環(huán)變化后，瀝青層的抗拉極限就會(huì)逐漸變小，從而使得路面在溫度應(yīng)力小于其正?？估瓘?qiáng)度時(shí)就出現(xiàn)裂縫。

該路段所處地區(qū)屬高海拔山區(qū)，雖四季氣候一致，但晝夜溫差較大。夜晚氣溫的快速下降瀝青材料的脆性增強(qiáng)，且在收縮時(shí)產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力。而在白天氣溫的驟升，使得材料又發(fā)生快速膨脹。在這種晝夜大溫差的反復(fù)作用下瀝青層逐漸達(dá)到其疲勞極限，從而產(chǎn)生裂縫。本次施工治理中就出現(xiàn)很多這種現(xiàn)象導(dǎo)致的溫度裂縫。

4 瀝青路面裂縫治理的主要措施

4.1 熱瀝青灌縫撒料法

這種所需的設(shè)備有瀝青熱爐和安裝在施工車輛上的噴涂設(shè)備。其施工步驟為:(1)準(zhǔn)備工作和材料配置;(2)對(duì)重交通石油瀝青進(jìn)行加熱溶解;(3)對(duì)裂縫進(jìn)行清理，確保其整潔;(4)使用熱熔石油瀝青進(jìn)行騎縫噴涂;(5)鋪灑細(xì)集料并抹平;(6)待自然冷卻后開放交通即可。

4.2 改性瀝青養(yǎng)護(hù)劑灌縫

這種方法主要適用于3 mm 以下的微小裂縫的養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)劑能夠有效灌入裂縫，延長(zhǎng)路面的使用時(shí)間。其施工工藝如下:(1)根據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)施工路段進(jìn)行封閉;(2)使用輔助設(shè)備將裂縫清理干凈;(3)使用大型諸如設(shè)備將養(yǎng)護(hù)劑灌入裂縫中，并在其表層鋪灑少量細(xì)沙，待2 h 后即可開放交通。

以上兩種方法均屬于非開槽修補(bǔ)法，修補(bǔ)后隨著溫度的變化影響，往往1年就需重新修補(bǔ)，存在著極大的局限性。

4.3 開槽灌縫施工法

這種方法需要先使用專業(yè)的開槽設(shè)備開出一條深1.5 ～2 cm，寬1 ～1.5 cm 的人工槽。然后使用灌縫機(jī)對(duì)特制的裂縫修補(bǔ)膠加溫至適宜溫度后，將修補(bǔ)劑打壓灌入準(zhǔn)備好的人工槽中從而實(shí)現(xiàn)對(duì)裂縫的修補(bǔ)。這種方法雖然存在初期投入大的弊端，但修補(bǔ)完成后縫補(bǔ)效果極佳，能夠極大的延長(zhǎng)路面的使用期限，值得推廣使用。此外需注意的是灌縫時(shí)材料與周邊存在較大溫差，因此需選擇合適的開槽橫截面的尺寸，深寬比不應(yīng)超過(guò)2∶1。

其施工工藝如下。

(1)根據(jù)施工規(guī)范對(duì)施工路段實(shí)施封閉。

(2)對(duì)開槽機(jī)和灌縫機(jī)等主要設(shè)備做好檢修，確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(3)按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)沿裂縫進(jìn)行開槽作業(yè)，確保開槽尺寸的合理性。

(4)清槽。氣泵槍將槽內(nèi)及曹周圍10 cm 范圍內(nèi)的雜物、灰塵等進(jìn)行清理，為密封膠的使用做好準(zhǔn)備。

(5)灌縫。先對(duì)修補(bǔ)膠進(jìn)行加熱，待其加熱至適宜溫度(約193 ℃)后停止加熱，然后從出料噴頭將修補(bǔ)膠均勻注入人工槽內(nèi)，而為確保修補(bǔ)膠的溫度的平穩(wěn)，出料噴頭應(yīng)具備加熱功能。此外除開槽內(nèi)還應(yīng)在裂縫的兩側(cè)鋪設(shè)厚0.1 cm、寬5 cm 的密封層，以確保密封效果的最佳。

(6)養(yǎng)護(hù)。交通的恢復(fù)必須帶修補(bǔ)膠徹底冷卻及路面的施工痕跡完全清理后方可。密封膠的冷卻時(shí)間通常為15 min。而如需盡快恢復(fù)交通，可采取在開槽表面鋪灑一層細(xì)沙或貼上薄膜，這種方法可以確保交通在5 min 內(nèi)即可恢復(fù)。

5 總 結(jié)

結(jié)合自身工程實(shí)踐經(jīng)歷，對(duì)公路裂縫的危害及形成機(jī)理和治理措施進(jìn)行了簡(jiǎn)單調(diào)查和分析。從中我們可以看出公路裂縫屬于不可避免的道路病害，對(duì)其的養(yǎng)護(hù)維修是一個(gè)長(zhǎng)期的工作，且應(yīng)受到高度的重視，尤其是在雨雪多的地區(qū)，道路管理部門更應(yīng)加強(qiáng)對(duì)道路裂縫的監(jiān)管，確保其得到及時(shí)的治理。此外，裂縫的修補(bǔ)方法多種多樣、各有利弊，在進(jìn)行修補(bǔ)前，有關(guān)部門應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的修補(bǔ)方法進(jìn)行修補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的雙贏。

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