李堅(jiān)銘
摘要:為提高公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,更好地解決瀝青路面裂縫病害問(wèn)題,需要加強(qiáng)對(duì)裂縫灌縫技術(shù)的研究力度。文章采用文獻(xiàn)資料法、邏輯推理法等,對(duì)瀝青路面裂縫類(lèi)型及其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,并對(duì)灌縫新技術(shù)施工流程展開(kāi)探討,以提供工程指導(dǎo)和借鑒。研究發(fā)現(xiàn):瀝青路面裂縫主要有負(fù)重裂縫、溫度裂縫、反射裂縫、下降裂縫等,而路基缺乏足夠的壓實(shí)度、缺乏良好的施工質(zhì)量、對(duì)瀝青公路路面的超負(fù)荷使用等,是造成公路瀝青路面裂縫的主要原因。
關(guān)鍵詞:瀝青路面;裂縫;灌縫技術(shù);公路養(yǎng)護(hù)
0 引言
當(dāng)前,我國(guó)公路交通建設(shè)取得了巨大的發(fā)展成就,瀝青公路工程項(xiàng)目日益增多。路面裂縫是影響瀝青公路整體質(zhì)量和使用性能的重要原因。路面裂縫極易導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)坑洼,嚴(yán)重影響瀝青路面的平整性,并縮短瀝青路面的使用壽命。對(duì)此,要明確瀝青路面裂縫類(lèi)型及其產(chǎn)生的原因,遵循灌縫技術(shù)施工流程,有效加強(qiáng)灌縫新技術(shù)在瀝青公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用。
1 瀝青路面裂縫類(lèi)型及產(chǎn)生的主要原因
1.1 裂縫類(lèi)型
瀝青路面裂縫主要包括以下幾種類(lèi)型:
(1)負(fù)重裂縫。此類(lèi)裂縫是指瀝青路面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用,承載車(chē)輛荷載,在瀝青公路最底層位置形成拉應(yīng)力產(chǎn)生開(kāi)裂,且未能對(duì)開(kāi)裂進(jìn)行及時(shí)處理,導(dǎo)致開(kāi)裂延伸到瀝青路面而產(chǎn)生的。
(2)溫度裂縫。此類(lèi)裂縫是由于溫度過(guò)低,引發(fā)瀝青路面出現(xiàn)收縮形成的。在瀝青路面施工過(guò)程中,未能有針對(duì)性地控制相關(guān)物料,導(dǎo)致張拉應(yīng)力過(guò)大,瀝青路面相關(guān)物料的抵御應(yīng)力相對(duì)較小,導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。
(3)反射裂縫。此類(lèi)裂縫是在鋪[1]設(shè)瀝青路面的施工過(guò)程中,下方物料出現(xiàn)干縮,導(dǎo)致開(kāi)裂。反射裂縫會(huì)逐漸擴(kuò)大,并形成大面積的拉裂。
(4)下降裂縫。此類(lèi)裂縫是指施工過(guò)程中,路基產(chǎn)生不均勻沉降,在一定程度上損傷路面,導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。通常,橋涵兩端極易產(chǎn)生下降裂縫,如果缺乏對(duì)下降裂縫的及時(shí)處理,將導(dǎo)致跳車(chē)現(xiàn)象。另外,施工不當(dāng)也會(huì)引發(fā)接茬部位出現(xiàn)裂縫。
1.2 裂縫產(chǎn)生的主要原因
(1)路基缺乏足夠的壓實(shí)度。瀝青公路路面的土基以及基層施工缺乏足夠的壓實(shí)度,導(dǎo)致瀝青路面整體缺乏良好的穩(wěn)定性。在長(zhǎng)期使用下,瀝青路面強(qiáng)度逐步降低。瀝青公路基層路面極易受自然環(huán)境因素的不良影響。在夏季,陽(yáng)光長(zhǎng)期暴曬;在冬季,雨雪不斷沖刷,會(huì)導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)熱脹冷縮,引發(fā)瀝青路面與路基產(chǎn)生一定程度的位移,進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。瀝青公路路基缺乏足夠的壓實(shí)度,將導(dǎo)致對(duì)瀝青公路路面在實(shí)施拓寬翻新的過(guò)程中產(chǎn)生不均勻的土基壓實(shí)度,引發(fā)明顯沉降。在瀝青路面施工過(guò)程中,接縫處理缺乏精確的尺寸控制,將導(dǎo)致瀝青路面缺乏良好的壓實(shí)度,也極易引發(fā)裂縫。
(2)缺乏良好的施工質(zhì)量。在瀝青公路路面施工過(guò)程中,未能?chē)?yán)格遵循相關(guān)工藝各項(xiàng)要求,導(dǎo)致施工工藝在不同程度上存在瑕疵,極易引發(fā)瀝青路面存在粘連性問(wèn)題,并導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生[3]。另外,缺乏對(duì)瀝青路面的科學(xué)設(shè)計(jì),將導(dǎo)致瀝青路面缺乏均勻受力,并導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。
(3)對(duì)瀝青公路路面的超負(fù)荷使用。當(dāng)前,公路通行車(chē)輛日益增多,極易導(dǎo)致對(duì)瀝青公路路面的超負(fù)荷使用。同時(shí),瀝青路面具有過(guò)于集中的受力,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期碾壓,極易導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。
2 裂縫灌縫技術(shù)的運(yùn)用
2.1 裂縫灌縫技術(shù)養(yǎng)護(hù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)
公路養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用裂縫灌縫技術(shù)時(shí),分為非預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)兩大類(lèi)。裂縫寬度指標(biāo)及養(yǎng)護(hù)類(lèi)型具體如表1所示。
2.2 裂縫灌縫技術(shù)的運(yùn)用
在實(shí)施檢查的具體過(guò)程中,要確保施工現(xiàn)場(chǎng)具備實(shí)施灌縫技術(shù)的各項(xiàng)條件,并基于路面裂縫實(shí)際情況,對(duì)灌縫施工的具體方案進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì),增強(qiáng)灌縫施工設(shè)計(jì)的針對(duì)性,有效契合瀝青路面實(shí)際情況,并選擇合適的灌縫機(jī)械設(shè)備。常用的灌縫機(jī)械設(shè)備類(lèi)型包括:手推式灌縫機(jī)、車(chē)載式灌縫機(jī)、拖掛式灌縫機(jī)等。將灌縫機(jī)開(kāi)啟的同時(shí),要實(shí)施灌膠,要對(duì)灌膠溫度進(jìn)行控制,將實(shí)際溫度保持在193℃~204℃范圍之內(nèi)[4]。在加熱過(guò)程中,要在工作車(chē)輛后部相應(yīng)位置安放灌縫機(jī),并對(duì)相關(guān)機(jī)器,諸如吹風(fēng)機(jī)、隔離墩等實(shí)施同步管理。
裂縫灌縫技術(shù)的工藝流程如圖1所示:
(1)開(kāi)槽。完成各項(xiàng)準(zhǔn)備工作后,要對(duì)裂縫實(shí)施開(kāi)槽,借助開(kāi)槽機(jī)合理調(diào)節(jié)裂縫寬度,嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在開(kāi)槽作業(yè)過(guò)程中,要深入考察裂縫實(shí)際情況,對(duì)鋸片高度進(jìn)行合理調(diào)整,確保開(kāi)槽施工質(zhì)量。同時(shí),在開(kāi)槽作業(yè)過(guò)程中,要嚴(yán)格控制開(kāi)槽的實(shí)際切入深度,將開(kāi)槽深度控制在1.5~2cm范圍內(nèi),要將裂縫走向作為依據(jù),對(duì)開(kāi)槽作業(yè)的具體方向進(jìn)行確定,形成規(guī)則的施工槽口。
(2)清槽。完成開(kāi)槽后,要通過(guò)卡車(chē)上的肩背式吹風(fēng)機(jī)對(duì)槽內(nèi)存在的各類(lèi)雜質(zhì)及碎渣進(jìn)行有效清除,防止縫隙內(nèi)積存老料??山Y(jié)合鋼絲刷,徹底清理槽縫,促進(jìn)密封膠有效粘結(jié)槽面。
(3)烘槽。為了保證灌縫施工質(zhì)量,需要在灌縫施工之前采用熱氣噴槍做好裂縫的加熱去潮工作,提升裂縫內(nèi)的溫度,保證灌縫材料和縫底、縫壁能夠緊密地粘結(jié)。管理人員需要做好現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督和管理工作,如果出現(xiàn)氣溫過(guò)低或者濕度過(guò)大的情況,需要停止施工,當(dāng)裂縫徹底烘干之后再進(jìn)行施工。
(4)灌縫。完成清槽后,要實(shí)施灌縫施工,借助熱氣噴槍將凹槽內(nèi)存在的水分有效清除,并提高凹槽內(nèi)的實(shí)際溫度,有效軟化表面區(qū)域相應(yīng)的瀝青混凝土結(jié)構(gòu),確保相關(guān)物料與瀝青路面在短時(shí)間內(nèi)形成良好的熱觸摸效應(yīng),通過(guò)灌縫槍規(guī)范有效地實(shí)施灌縫工作,防止空氣出現(xiàn)在灌縫內(nèi)部。要對(duì)灌縫機(jī)的具體走向進(jìn)行控制,在第一遍灌縫完成后,對(duì)灌縫進(jìn)行找平,使T字形密封層形成于裂縫表面。
(5)養(yǎng)護(hù)。完成灌縫施工后,要對(duì)灌縫加強(qiáng)維護(hù),將瀝青路面存在的碎渣有效清理掉,并在自然環(huán)境下保持時(shí)長(zhǎng)15min的冷卻。
采用灌縫新技術(shù)對(duì)瀝青路面存在的裂縫進(jìn)行處理,要對(duì)密封膠進(jìn)行嚴(yán)格選用,并深入考察施工環(huán)境的實(shí)際情況,對(duì)密封膠的實(shí)際溫度進(jìn)行控制,將實(shí)際溫度保持在193℃~204℃范圍之內(nèi)[5]。要對(duì)各類(lèi)施工物料實(shí)施有效的標(biāo)準(zhǔn)化處理。當(dāng)填充裂縫的物料缺乏較高的耐用性時(shí),在短時(shí)間內(nèi)極易產(chǎn)生裂縫和硬化,嚴(yán)重影響填筑效果。另外,填充裂縫的物料缺乏充足的彈性,極易在環(huán)境溫度影響下出現(xiàn)變化,影響填充物料充分發(fā)揮其功能。對(duì)物料進(jìn)行填充的過(guò)程中,要確保裂縫與填充物料的粘結(jié)牢固,有效增強(qiáng)物料的實(shí)際粘結(jié)效果。
2.3 裂縫灌縫技術(shù)的運(yùn)用案例
某公路段全長(zhǎng)28.7km,路面為瀝青路面,分為下面層、中面層和上面層三部分,厚度分別為12cm、10cm和4cm。該公路已投入使用3年,瀝青路面出現(xiàn)了裂縫病害,以細(xì)小微裂縫為主,伴有少量中小型裂縫。為保證公路交通安全,采用裂縫灌縫技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。所用施工材料為SBS乳化改性瀝青,其延度為5cm/min,5℃,針入度為0.1mm(100g、225℃、5s)[6]。同時(shí)使用灌封膠材料,根據(jù)路段所在地區(qū)溫度情況,選用普通溫度型高分子聚合物灌封膠。選用高質(zhì)量石料作為集料,其含泥量≤0.075mm,最大粒徑≤5mm。按照規(guī)范作業(yè)流程進(jìn)行施工,作業(yè)完畢后,調(diào)整瀝青路面滲水系數(shù)至49mL/min,盡可能地避免路面水損害問(wèn)題的發(fā)生。經(jīng)測(cè)試,公路瀝青路面進(jìn)行裂縫灌縫處理后,其平均平整度為0.994mm,達(dá)到了養(yǎng)護(hù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),裂縫灌縫技術(shù)應(yīng)用效果良好。
3 灌縫技術(shù)施工優(yōu)勢(shì)
3.1 能降低養(yǎng)護(hù)成本
在過(guò)去,對(duì)瀝青公路進(jìn)行養(yǎng)護(hù),通常采用灌縫封堵法。灌縫封堵法具有極其復(fù)雜的施工流程,不僅耗費(fèi)較高的前期成本,還難以取得良好的灌縫效果。通常,維持一年后,灌縫處理即失效,需對(duì)瀝青路面實(shí)施反復(fù)灌縫。在瀝青路面養(yǎng)護(hù)中采用灌縫新技術(shù),能有效增強(qiáng)灌縫效果,還能延長(zhǎng)灌縫效果維持時(shí)間,通常能維持三年以上。對(duì)灌縫新技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用,能促進(jìn)瀝青公路養(yǎng)護(hù)實(shí)際質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)水平實(shí)現(xiàn)大幅度提高,實(shí)現(xiàn)對(duì)人工操作的有效節(jié)省,增強(qiáng)瀝青公路的實(shí)際綜合效益。灌縫新技術(shù)工程造價(jià)相對(duì)較低,能有效降低瀝青公路的養(yǎng)護(hù)成本。另外,在瀝青公路養(yǎng)護(hù)中,對(duì)灌縫新技術(shù)進(jìn)行靈活應(yīng)用,能增強(qiáng)裂縫密封的實(shí)際效果,并大幅度提升裂縫處理效率,有效延長(zhǎng)瀝青公路實(shí)際使用壽命。
3.2 能增強(qiáng)瀝青公路的耐久性
傳統(tǒng)的灌縫封堵法,其修補(bǔ)效果維持時(shí)間較短,需對(duì)瀝青路面實(shí)施反復(fù)修補(bǔ),難以徹底解決瀝青路面存在的受損問(wèn)題。對(duì)灌縫新技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用,能避免對(duì)瀝青路面實(shí)施反復(fù)修補(bǔ),大幅度降低養(yǎng)護(hù)工人的實(shí)際工作強(qiáng)度,有效增強(qiáng)瀝青公路的通行能力。
3.3 能增強(qiáng)瀝青路面的美觀效果
采用傳統(tǒng)的灌縫封堵法對(duì)瀝青路面存在的裂縫進(jìn)行修補(bǔ),極易導(dǎo)致灌縫不到位,并形成粗細(xì)不均的縫寬,嚴(yán)重影響瀝青公路路面的美觀效果。在夏季,瀝青路面受到長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光直射,極易導(dǎo)致瀝青泛油,且極易引發(fā)大面積的瀝青路面污染,嚴(yán)重影響裂縫修補(bǔ)的美觀效果。灌縫新技術(shù)的采用,能確保灌縫到位,并形成粗細(xì)均勻的灌縫,還能避免夏季瀝青路面出現(xiàn)泛油,增強(qiáng)瀝青路面的美觀效果和整體性,增強(qiáng)車(chē)輛行駛的安全性。
3.4 能增強(qiáng)社會(huì)效益
在瀝青公路養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,對(duì)灌縫新技術(shù)進(jìn)行推廣應(yīng)用,能大幅度減少瀝青公路養(yǎng)護(hù)耗費(fèi)的實(shí)際成本,縮短裂縫修復(fù)施工周期,降低瀝青公路養(yǎng)護(hù)施工對(duì)道路交通造成的不便和不良影響,增強(qiáng)社會(huì)效益。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,瀝青路面裂縫類(lèi)型主要包括負(fù)重裂縫、溫度裂縫、反射裂縫以及下降裂縫。瀝青路面裂縫產(chǎn)生的主要原因在于路基缺乏足夠的壓實(shí)度、缺乏良好的施工質(zhì)量以及對(duì)瀝青公路路面的超負(fù)荷使用等。灌縫技術(shù)能降低養(yǎng)護(hù)成本、增強(qiáng)瀝青公路的耐久性和路面的美觀效果及增強(qiáng)社會(huì)效益。對(duì)此,要做好相關(guān)準(zhǔn)備工作,遵循灌縫技術(shù)的施工流程,開(kāi)展規(guī)范有效的灌縫施工,加強(qiáng)灌縫新技術(shù)在瀝青公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用。
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