賈 小 玲
(山西省公路局呂梁分局,山西 呂梁 033000)
路面是道路結(jié)構(gòu)中與車輛直接接觸的部分,其質(zhì)量會直接影響車輛行駛的安全性與穩(wěn)定性,也會影響整個公路的使用壽命。在我國經(jīng)濟水平不斷提高的今天,道路工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大,交通車輛日漸增多,交通荷載等級不斷增加,這都對道路工程路面質(zhì)量提出了更好要求?;诖耍刂屏芽p病害,研究導(dǎo)致裂縫的成因,并采用有所措施應(yīng)對,以達(dá)到修復(fù)和控制裂縫拓展的目的。很多路面病害都是由裂縫開始,因此進一步探索路面裂縫成因與應(yīng)對方法是非常必要的。
瀝青路面出現(xiàn)的問題大體可以分為三類:縱向裂紋,橫向裂紋,網(wǎng)狀裂紋,并且每種問題產(chǎn)生的原因也不盡相同,解決的措施也就具有相應(yīng)的差別。
縱向裂紋主要就是裂紋的方向與道路的發(fā)展方向是一致的,并非順延的趨勢一定與道路兩邊平行,但總體趨勢是一樣的,如圖1所示為縱向裂縫修補完成的情形。而導(dǎo)致縱向裂紋產(chǎn)生的原因多種多樣,路面以及路基自身質(zhì)量導(dǎo)致的問題,周圍環(huán)境的影響以及車輛運行外力壓迫的原因。
如果是路面的問題,有可能是由于路面壓實程度不足,促使瀝青混合料與路基頂層之間沒有進行良好的粘合,在負(fù)荷車輛運載的情況下,沒有運行車的部分和運行車的部分就會出現(xiàn)剪切變形的情況。而一旦剪切變形達(dá)到開裂的極限,裂紋就會出現(xiàn),并隨著車運行的方向發(fā)展,具體呈現(xiàn)在車道之間。
如果是由于路基的壓實程度不夠,亦或是路基表面不平滑,路基的填料尚未達(dá)到運行標(biāo)準(zhǔn),路基就會出現(xiàn)路面沉降的問題,方向也是沿著道路發(fā)展的方向,具體呈現(xiàn)在行車道與路堤之間。
外部環(huán)境的惡劣也會導(dǎo)致縱向裂縫,例如,降水之后沒有實現(xiàn)良好的排水,導(dǎo)致路面長期在雨水的浸泡之下,承載能力會因此受到很大的影響。促使路面層橫向的抗剪性能存在著一定的差異,在這種差異之下裂縫就會相應(yīng)的產(chǎn)生,并與道路的方向一致。
車輛的承載力也是導(dǎo)致縱向裂縫出現(xiàn)的原因之一,例如,多車道針對路面設(shè)計,負(fù)載比較大的車輛一般會在外側(cè)車道運行,促使不會對交通集散產(chǎn)生過多的影響,而輕小車輛則一般會靠內(nèi)側(cè)運行,并且運行的速度相較于大車輛更快,這種選擇性的車輛運行也就導(dǎo)致了兩側(cè)之間形成明顯的縱向裂紋。
橫向裂紋指的是裂紋的方向與道路的基本方向呈垂直關(guān)系,大多是從路肩開始進行,直到切斷整個路面。橫向裂紋與車輛運行的方向也是呈垂直關(guān)系的,如圖2所示。因此可以排除車輛承載力這個原因。就瀝青路面的受力原理來看,主要就是由于材料收縮,差異沉降亦或是溫度荷載原因?qū)е隆?/p>
路面瀝青的鋪設(shè)施工主要是根據(jù)道路基本方向進行的,因此,在鋪設(shè)的過程中,出現(xiàn)基層失水問題就會致使材料沿著縱向收縮,而之后就會在橫向發(fā)展的切斷面出現(xiàn)裂縫。這種情況下出現(xiàn)的裂縫具有一定的發(fā)展規(guī)律,每間隔一段路面就會有一條橫向裂紋。
而如果是由于差異沉降所導(dǎo)致的橫向裂縫,例如在針對縱向路面進行壓實施工時,基礎(chǔ)地層部分的地質(zhì)條件存在差異性,就會難以保障壓實施工的均勻性。之后在負(fù)荷車輛運行的過程中出現(xiàn)橫向裂縫。但是一般來說裂縫不會過多,且分布也不均勻,只會在固定區(qū)域內(nèi)。
由于溫度荷載可能會促使材料出現(xiàn)變形的情況,很大程度會導(dǎo)致橫向裂紋的出現(xiàn)。瀝青材料對于溫度的反應(yīng)程度很強烈,當(dāng)溫度突然間出現(xiàn)很大的變動時,瀝青混合料會隨著對應(yīng)溫度相應(yīng)的進行變形。然而這種變形就會對路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,從而促使路面層在縱向產(chǎn)生拉應(yīng)力。而當(dāng)拉應(yīng)力達(dá)到瀝青的承受極限,橋面就會產(chǎn)生相應(yīng)的橫向裂縫[1]。
網(wǎng)狀裂紋主要指的是沒有明確的方向,以盤根錯節(jié)的狀態(tài)發(fā)展,如圖3所示,這種裂縫的產(chǎn)生就會相應(yīng)的出現(xiàn)集中的多邊形,剛開始一般是由于車輛的輪跡運行而產(chǎn)生,之后就會隨著基礎(chǔ)裂縫向周圍延伸,最終形成網(wǎng)狀裂紋的狀態(tài)。造成網(wǎng)狀裂紋產(chǎn)生的原因主要是負(fù)荷的車輛以及瀝青路面結(jié)構(gòu)不完善。車輛的承載力可能會對瀝青路面產(chǎn)生彎沉效應(yīng)和剪切效應(yīng),承載程度越深輪載就越大,從而對路面產(chǎn)生很大的車輪壓力,如果瀝青路面的表面強度不夠,例如,瀝青面層和路基填料之間粘性不夠,路面的壓實工作未達(dá)標(biāo)準(zhǔn),瀝青路面過薄,都有可能造成瀝青面層抗力難以負(fù)擔(dān)車輛所帶來的承載力,從而產(chǎn)生裂縫,而如果沒有及時的對初始裂縫做出應(yīng)對措施,隨著之后所承擔(dān)的承載力越來越大,裂縫就會向周圍逐漸擴展,最終形成網(wǎng)狀裂縫,促使周圍路面失去了其原本的使用價值。
1)縮短路面的使用壽命。裂縫在行成初期不會對路面產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響,但是如果不及時修補,裂縫會越變越大,隨著時間的變化,會有一些雨水的滲透進入路面底層,進而使得底層的結(jié)構(gòu)層的承重力下降,進而會加速路面破裂。
2)路面中形成縱向裂縫之后,接下來會形成呈臺階狀的路面,這些裂縫會變得凹凸不平,影響來往車輛的舒適性。
3)在橋頭的跳車處,路面出現(xiàn)橫向裂縫,再加上路面的積水和滲水,導(dǎo)致跳車現(xiàn)象更加嚴(yán)重,同時也對路基產(chǎn)生一定的影響。
4)路面出現(xiàn)塊狀的橫縱向裂縫時,一旦不及時進行修補,就會形成網(wǎng)裂,最終會形成坑槽,進而會影響路面的使用功能。
對裂縫的類型和形成進行明確分析之后,為了促使道路恢復(fù)原本的使用價值,需要從施工階段進行嚴(yán)格的管理,在發(fā)現(xiàn)裂縫時及時的采取措施進行維護工作,促使出現(xiàn)問題的路面以最快的速度恢復(fù),從而增強道路的使用強度。
瀝青路面出現(xiàn)的裂縫問題與路基和路面工程施工時的質(zhì)量掌控息息相關(guān)。在進行路基施工時,對沉降不均勻的問題重視起來,而在具體施工中可以從以下幾點明確:
1)對地質(zhì)不良的問題進行相應(yīng)的改進。促使不均勻沉降的因素不外乎軟土路基,濕陷性黃土路基等問題。由于土質(zhì)的現(xiàn)實情況,固結(jié)沉降的時間比較長,而尤其是針對一些土質(zhì)比較嚴(yán)重的情況,還需要特別進行換填或者加固,從而確保路基的質(zhì)量得到良好的保障,有效增強路面的承載力。
2)合理組織道路瀝青路面的施工。在進行瀝青路面施工時,瀝青路面的面層施工可以采用全幅攤鋪的方式來進行,若無法進行全幅攤鋪施工時,為了保證施工路面混合料的熱結(jié),施工單位可以采用兩臺攤鋪機前后緊跟進行瀝青路面的攤鋪作業(yè)。瀝青路面的冷接應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)將已壓實攤鋪帶邊緣整齊,并在冷接縫間敷貼已熱混合料,在冷接縫預(yù)熱軟化后清除敷貼料,并將粘性瀝青涂刷在冷接縫的縫壁后繼續(xù)進行瀝青的攤鋪作業(yè)。確保路面的壓實質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),路基壓實施工主要就是為了保障路面的沉降穩(wěn)定性和承載能力[2]。
3)完善相應(yīng)的排水措施,避免路基的穩(wěn)定性被積水破壞,因為雨水會導(dǎo)致路基土質(zhì)的抵抗力下降,因而導(dǎo)致路基失去穩(wěn)定性產(chǎn)生裂縫。
在對路面施工時,需要明確以下幾個問題:路面層與路基層之間的粘連程度,路面壓實度和表面平滑度,路面排水等。首先,通過確保路面層與路基層之間的粘結(jié)性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),促使路基層為路面層提供堅實的支撐,避免路面層在負(fù)荷車輛運行時受到的力而與路基層之間出現(xiàn)分離。其次,對路面壓實度和平滑度進行嚴(yán)格的把握,壓實度是保障瀝青混合料強度的根本原因,平滑度是確保路面受力均勻的關(guān)鍵因素,最后,良好的進行路面排水工作,積水對于瀝青路面具有很大的傷害,從而保障路面的干燥是非常重要的。
根據(jù)路面出現(xiàn)的裂縫,進行有針對性的修復(fù)。而普遍使用的修復(fù)手段有:玻璃纖維布修復(fù),乳化瀝青修復(fù)等,而針對裂縫類型的具體加固方法如下:
縱向和橫向裂紋:第一,寬度在3 mm以下的裂縫可以忽略不計,無需進行處理;第二,裂紋比較嚴(yán)重時,先對裂紋施以清理的手段,再通過熱化或者乳化瀝青對其實行密封并將裂紋堵上;第三,縱向裂紋比較嚴(yán)重的情況下,對其邊緣進行修補,之后通過鋪設(shè)玻璃格柵對其進行緊密貼合。
網(wǎng)狀裂紋:第一,開裂程度比較小的網(wǎng)狀裂紋可以使用纖維布罩?。坏诙?,網(wǎng)狀裂紋開裂程度比較嚴(yán)重可以通過乳化瀝青對其進行補強建設(shè),并進行重新罩面,通過熱墻法實現(xiàn)瀝青與新添加的瀝青的良好結(jié)合。
道路路面裂縫是非常常見的路面病害之一,目前對道路路面裂縫的治理并沒有徹底的解決措施,而“預(yù)防為主,防治結(jié)合”是主要對策。全面分析導(dǎo)致路面裂縫的原因,并找到合理的方式,對其進行預(yù)防控制,這樣才能夠保障公路質(zhì)量的有效發(fā)揮,為國家發(fā)展,社會穩(wěn)定,人民安居樂業(yè)提供更多的支持。
[1] 宋少輝,孟凡博,張 彬.瀝青路面裂縫的機理分析[J].住宅與房地產(chǎn),2017(3):201.
[2] 余 烽,陳樂斌.市政道路瀝青路面裂縫成因及防治[J].工程技術(shù)研究,2016(8):193,210.