劉學(xué)嬌
(中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司,陜西西安 710000)
社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,道路交通流量日益增加,受施工不合理、荷載、降雨等多重因素的影響,加之超載的普遍性,瀝青混凝土路面因超出自身承受能力而形成病害。裂縫為主要的病害形式,輕則影響車輛通行的平順性,重則誘發(fā)安全事故,加強防治的重要性不言而喻[1]。
瀝青混凝土路面裂縫主要含兩種類型:①荷載型裂縫,顧名思義,其與行車荷載作用有密切的關(guān)聯(lián),即荷載是導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵原因;②非荷載裂縫,溫度為關(guān)鍵的成因,較為常見的有低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫,此外在施工技術(shù)不合理等情況下也容易產(chǎn)生裂縫。兩類裂縫的表現(xiàn)形式主要包含橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫等,下文則進(jìn)行具體的分析。
橫向裂縫的分布特點在于與道路中線呈近似垂直的關(guān)系,局部可見支縫。
瀝青混凝土對溫度較為敏感,隨溫度的變化其性能隨之改變,出現(xiàn)低溫收縮現(xiàn)象后顯現(xiàn)出裂縫;下臥層存在質(zhì)量問題時進(jìn)一步作用于路面,也將形成裂縫,具體形式包含裂縫反射、不均勻沉降等;施工期間未嚴(yán)格控制溫度,在溫度偏低的施工條件下,瀝青混合料的溫度明顯下降,不利于材料的成型,具有變硬、變脆的變化特點,并且局部有收縮變形現(xiàn)象,從而形成裂縫。較之于混合料的抗拉強度而言,若實際承受的收縮拉應(yīng)力超過該值,則會出現(xiàn)拉裂現(xiàn)象,由此產(chǎn)生橫向裂縫;半剛性基層產(chǎn)生收縮裂縫后,將破壞結(jié)構(gòu)的完整性與穩(wěn)定性,后續(xù)加之車輛荷載的影響,裂縫有反射變化,作用于瀝青表層,從而出現(xiàn)裂縫。橫向裂縫如圖1 所示。
2.2.1 預(yù)防措施
圖1 橫向裂縫現(xiàn)場
以高速公路建設(shè)等級為導(dǎo)向,結(jié)合現(xiàn)場氣候條件、車流量等多項因素,選擇合適類型的瀝青材料,通過對原材料質(zhì)量的層層把關(guān)規(guī)避收縮裂縫;攤鋪前落實準(zhǔn)備工作,即詳細(xì)檢查下臥層,若存在裂縫則及時處理,否則不安排攤鋪;攤鋪期間盡可能遵循連續(xù)性原則,減少施工縫的數(shù)量,若必須設(shè)置施工縫則按規(guī)范處理,確保接縫處具有穩(wěn)定性;對于攤鋪帶邊緣,對該部分做適度的切割處理,清理雜物,均勻刷涂粘層油;攤鋪前預(yù)熱熨平板,從拌和站及時轉(zhuǎn)運適量通過質(zhì)量檢驗的瀝青混凝土,高效攤鋪到位,全程做到隨拌隨用;予以碾壓,適配合適類型、合適規(guī)格的壓路機,采取先橫向、后縱向的順序,經(jīng)壓實處理后改善瀝青混合料的分布狀態(tài),減小材料間的空隙量,提高面層的密實度[2]。
2.2.2 治理措施
橫向裂縫的治理分兩種情況考慮,具體為:
(1)縫寬在3mm 以內(nèi),處理難度較小,首先清理聚積在裂縫內(nèi)的粉塵等雜物,再利用壓縮空氣吹凈,維持潔凈狀態(tài)后用熱瀝青封堵。
(2)縫寬達(dá)到3mm 及以上,前述方法缺乏適用性,此時宜在橫縫兩側(cè)各10cm 范圍內(nèi)開槽,將該處的瀝青上面層清理干凈,再沿裂縫鋪設(shè)玻璃格柵,隨后噴灑乳化瀝青粘層油,經(jīng)此操作后使玻璃格柵可穩(wěn)定粘貼在底層。在前述基礎(chǔ)上取適量細(xì)粒式熱拌瀝青混合料,針對局部加以填補,再碾壓處理,待填補部位具有平整性與穩(wěn)定性后用熱瀝青灌縫封口。
縱向裂縫的分布特點在于與道路中線呈幾乎平行的位置關(guān)系,局部有少量的支縫。
在重復(fù)荷載的作用下逐漸出現(xiàn)路面承載力不足的問題,長此以往,路面輪跡帶出現(xiàn)小縱裂現(xiàn)象(其具有類似平行的位置關(guān)系),若缺乏及時的處治則容易產(chǎn)生龜裂,造成更大范圍的破壞;在基層裂縫的反射作用下,路面完整性受到影響,由此也出現(xiàn)縱縫;半填半挖路基的交接部位屬薄弱區(qū)域,受兩處受力特性等方面的差異化影響,容易出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象,導(dǎo)致縱向裂縫的產(chǎn)生[3];在混合料攤鋪施工環(huán)節(jié),未對縱向搭接部位進(jìn)行針對性的處理,致使該處因穩(wěn)定性不足而形成裂縫。
3.2.1 預(yù)防措施
加強對瀝青、集料等原材料的質(zhì)量控制,進(jìn)場時做好質(zhì)量檢驗工作,入場后加強防護(hù),例如防雨、防曬等;組織試驗,確定合適的配合比,通過驗證后將其作為混合料生產(chǎn)的用量控制標(biāo)準(zhǔn),未經(jīng)許可不得隨意變更材料用量;條件允許時優(yōu)先采用全幅攤鋪的方法,若因空間有限或是其他方面的限制而無法全幅攤鋪時,則在現(xiàn)場適配2 臺攤鋪機,前后緊跟攤鋪;分幅攤鋪時,加強對上、下面層施工質(zhì)量的控制,要求各自的施工縫錯開量達(dá)到15cm 以上;控制瀝青混凝土的攤鋪量,采取分層攤鋪、碾壓的方法,尤為關(guān)鍵的是邊坡部位,該處易失穩(wěn),因此更應(yīng)得到有效的壓實處理,以提高穩(wěn)定性[4]。
3.2.2 治理措施
具體分如下兩種情況考慮:
(1)縫寬在6mm 以內(nèi),處理難度較小,工作思路與縫寬在3mm 以內(nèi)的橫向裂縫類似。首先清理聚積在裂縫內(nèi)的粉塵等雜物,再利用壓縮空氣吹凈,維持潔凈狀態(tài)后用熱瀝青封堵,此外也可根據(jù)實際需求采用乳化瀝青灌縫撒料法。
(2)縫寬達(dá)到6mm 及以上,在治理前需要確定裂縫的覆蓋范圍,全面剔除聚集在縫內(nèi)的雜物,清理干凈后填充并搗實,此處材料可選用砂粒式或細(xì)料式熱拌瀝青混合料,此后利用烙鐵予以封口處理,最后在處理范圍內(nèi)均勻撒砂。
網(wǎng)狀裂縫對路面的危害較為嚴(yán)重,其裂縫數(shù)量較多,具有縱橫交錯的分布特點,導(dǎo)致原本呈完整狀態(tài)的面層被分為多個小塊,路面穩(wěn)定性大幅下降。大量工程實例表明,網(wǎng)狀裂縫的縫寬通常達(dá)到1mm 以上,縫距小于40cm,防治難度較大。
路基施工環(huán)節(jié)未做好壓實處理工作,局部的壓實度難以滿足要求,其在后續(xù)使用中難以承受源自于上方的荷載,隨之顯現(xiàn)出裂縫;基層強度偏低,在通車時間逐步延長之下產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫;施工材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo),例如瀝青混凝土在儲料倉內(nèi)的儲存時間偏長,導(dǎo)致其轉(zhuǎn)為相對硬結(jié)的狀態(tài),抗變形能力明顯不足,在車輛荷載作用下容易形成裂縫;未嚴(yán)格控制面層的厚度,在厚度不足時承載力偏低,產(chǎn)生裂縫;分層施工時層間的結(jié)合穩(wěn)定性不足,形成“通道”,路面水分逐步下滲,破壞結(jié)構(gòu)的完整性,形成裂縫,網(wǎng)狀裂縫如圖2 所示。
圖2 網(wǎng)狀裂縫現(xiàn)場
4.2.1 預(yù)防措施
以施工質(zhì)量要求為準(zhǔn)選擇優(yōu)質(zhì)的瀝青材料,要求其具有耐低溫、抗變形等多重特征,再根據(jù)設(shè)計配合比稱量材料、拌制;攤鋪施工前詳細(xì)檢查下承層的質(zhì)量,不可出現(xiàn)局部裂縫、凹陷等問題,若下承層質(zhì)量達(dá)標(biāo),可按照0.7~1.1L/m 的用量噴灑透層油,以便給后續(xù)面層攤鋪創(chuàng)設(shè)良好的條件;實際攤鋪及碾壓階段,控制各層厚度以及各項工藝參數(shù),通過對先進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到提質(zhì)增效的效果。
4.2.2 治理措施
遇穩(wěn)定性不足的結(jié)構(gòu)層或是軟弱層時,考慮到該部分承載能力不足的特點,應(yīng)當(dāng)及時清理干凈,重新設(shè)置具有足夠穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)層;若網(wǎng)裂是由于結(jié)構(gòu)層積水而產(chǎn)生,則需精準(zhǔn)界定存在網(wǎng)裂病害的面層,將該部分鏟除,清理積水,再鋪筑新混合料[5];若局部路基的穩(wěn)定性不足,上方路面也易產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫,此時較適宜的是利用石灰處理路基,必要時采取注漿加固措施,處理深度無特定的要求,具體根據(jù)實際網(wǎng)裂病害程度而定,通常需達(dá)到20~40cm,待路基恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)后,再按照要求施作基層和面層。
綜上所述,瀝青混凝土面層的裂縫類型具有多樣化的特點,同時成因具有復(fù)雜的特點,針對橫向裂縫、縱向裂縫以及網(wǎng)狀裂縫等各類表現(xiàn)形式,需要深入分析具體的成因,再采取合適的處理措施。在本文中,則對裂縫的關(guān)鍵成因以及主要防范措施加以探討,希望所提內(nèi)容可為類似工程提供參考。