楊 英
遼陽(yáng)市交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法隊(duì) 遼寧遼陽(yáng) 111000
一直以來(lái)路橋工程中瀝青混合料是主要的路面攤鋪材料,瀝青混合料可以大幅度提高路面的防水性能,并且還具有一定的強(qiáng)度。瀝青路面十分容易受到氣候、溫度的影響而出現(xiàn)開(kāi)裂的情況,對(duì)道路橋梁的正常使用造成不良影響,并且折損路橋的使用壽命,增加額外的養(yǎng)護(hù)支出。而且,北方地區(qū)冬天比較寒冷、氣溫比較低,瀝青路面的剛性顯著增加,而瀝青路面的韌性和延展性性能降低,這時(shí)在載重卡車的重壓之下,就會(huì)導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生縱向、橫向、網(wǎng)狀裂紋,間接損壞路基,給道路行駛的車輛和行人帶來(lái)危險(xiǎn)。針對(duì)瀝青混合料對(duì)氣候、溫度等因素影響較大的特點(diǎn),在施工中應(yīng)合理調(diào)配瀝青混合料,通過(guò)做好相應(yīng)的處理,增強(qiáng)它對(duì)外部因素的抵抗能力,比如溫度、濕度、雨水等[1]。
道路橋梁工程的基礎(chǔ)材料的特性,決定了其具有一定的伸縮性,而伸縮性的不同往往會(huì)導(dǎo)致瀝青路面的開(kāi)裂?;鶎硬牧蠈?dǎo)致路面開(kāi)裂主要表現(xiàn)在路面干縮方面,由于路橋工程施工路面攤鋪使用的瀝青混合料水分不足,工程基層材料中空隙縮小,路面由此干縮;另一個(gè)是溫度收縮方面,根據(jù)熱脹冷縮原理,瀝青混合料攤鋪完成后,在較低溫度的環(huán)境下路面產(chǎn)生收縮力,當(dāng)這個(gè)收縮力大于路面本體的抗拉強(qiáng)度時(shí),收縮狀況便會(huì)呈現(xiàn)于路面表面。所以,在施工過(guò)程中要保證工程基礎(chǔ)面層有較強(qiáng)的凝實(shí)度。
路橋工程施工過(guò)程中,設(shè)計(jì)不合理也同樣是導(dǎo)致路面出現(xiàn)問(wèn)題的主要原因。我國(guó)路橋工程中瀝青路面的使用起步較晚,應(yīng)用時(shí)間短,導(dǎo)致技術(shù)發(fā)展不太完善,技術(shù)還無(wú)法照顧到工程施工過(guò)程中的方方面面。此外,在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中,也缺乏相應(yīng)的理論和數(shù)據(jù)支撐,因此在設(shè)計(jì)中便存在一定的隱患。目前工程設(shè)計(jì)中導(dǎo)致瀝青路面開(kāi)裂有幾點(diǎn)原因,如工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不當(dāng)、道路基層與路面派紓系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理、設(shè)計(jì)工作所需要各項(xiàng)數(shù)據(jù)支持未到位等[2]。
(1)部分工程的施工現(xiàn)場(chǎng),其地質(zhì)為軟地基,若處理不到位軟地基的硬度要求未達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn),那么路面便有極大概率出現(xiàn)沉降問(wèn)題,嚴(yán)重情況下路面坍塌等衍生問(wèn)題。
(2)路橋工程施工過(guò)程中,壓實(shí)作業(yè)不徹底、不到位,路基的穩(wěn)定性未得到保障,在投入使用后在車輛往來(lái)的壓力下,路面逐漸開(kāi)裂,形成或大或小的裂縫。
(3)部分工程在施工過(guò)程中層面集料出現(xiàn)離析問(wèn)題,局部的細(xì)集料遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于粗集料,給公路路基壓實(shí)施工帶來(lái)影響,降低路基強(qiáng)度,最終導(dǎo)致瀝青路面開(kāi)裂[3]。
縱向裂縫是指道路中沿道路方向出現(xiàn)的裂縫,它與路基面積的強(qiáng)度及道路車流量相關(guān),主要原因有以下幾點(diǎn):
(1)路面傾度不足,在道路車流量產(chǎn)生的壓力大于路面承載力時(shí)便會(huì)持續(xù)此裂縫;
(2)地基存在問(wèn)題,地基強(qiáng)度不夠?qū)е侣访娉霈F(xiàn)不均勻沉降;
(3)部分道路的車流量較大,為滿足道路的使用需求,道路的寬會(huì)增加,增加路面縱向裂縫出現(xiàn)的概率。
橫向裂縫時(shí)是與道路走向垂直的一條“線”,橫向裂縫的出現(xiàn)原因比縱向裂縫要多,但可大致分為兩種裂縫,一種是溫度原因?qū)е碌牧芽p,另外一種是反射原因?qū)е碌牧芽p,在此主要研究溫度原因?qū)е碌牧芽p。溫度裂縫可分為低溫收縮裂縫與溫度疲勞裂縫兩種,低溫收縮裂縫產(chǎn)生的緣故是因?yàn)樵谥苓叚h(huán)境溫度降低后,路面的收縮狀況被限制,路面的拉應(yīng)力超出限定范圍,此時(shí)橫向裂縫出現(xiàn)。溫度疲勞裂縫是溫度變化之后,瀝青路面在溫度應(yīng)力的反復(fù)作用下出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂的狀況,通過(guò)對(duì)大量的裂縫問(wèn)題進(jìn)行探究發(fā)現(xiàn),溫度裂縫問(wèn)題的根本原因是瀝青混合料未考慮周全,導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)過(guò)早老化、硬化情況[4]。
網(wǎng)狀裂縫是路橋表面出現(xiàn)的一種縱橫交錯(cuò)且比較密集出現(xiàn)的一種裂縫,此裂縫通常情況下比較小。網(wǎng)狀裂縫是一種典型的疲勞裂縫,通常是沿著輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行的縱縫,而后在縱縫附近出現(xiàn)橫向和斜向小的連接縫,最終形成網(wǎng)狀裂縫。形成原因有以下幾種情況:
(1)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,路基壓實(shí)度不符合工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn);
(2)路面在出現(xiàn)縱向裂縫、橫向裂縫后未進(jìn)行及時(shí)的處理導(dǎo)致雨水從裂縫中向下滲入,再經(jīng)過(guò)車流的荷載力,被水分侵蝕的粉漿通過(guò)面層裂縫或空隙進(jìn)入表面產(chǎn)生唧漿,路面逐漸結(jié)構(gòu)被破壞,逐漸形成網(wǎng)狀裂縫;
(3)車輛超載對(duì)公路造成破壞,是基層產(chǎn)生疲勞破壞。此外道路老化也是產(chǎn)生此問(wèn)題的常見(jiàn)原因之一[5]。
路橋工程路面施工中,路面攤鋪所需的瀝青混合料的調(diào)配比例一定要進(jìn)行嚴(yán)格的管控,以確保合理、有效,這是保障道路路面質(zhì)量的必要條件。除此而外,對(duì)施工道路進(jìn)行全面的勘測(cè),獲取完整、精確的數(shù)據(jù),之后通過(guò)數(shù)據(jù)分析,調(diào)配適宜比例的瀝青混合料,并在此過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格的控制混料的穩(wěn)定性及空隙率等諸多影響因素。
瀝青路面在受到外力荷載作用時(shí),如果路面基底層的抗拉強(qiáng)度難以承受荷載施加的外力的時(shí)候,就會(huì)使路面出現(xiàn)開(kāi)裂。要想杜絕此類裂縫問(wèn)題,則需要增強(qiáng)基底層的抗拉強(qiáng)度,通??梢赃x擇在道路的基層和面層之間加設(shè)連接層,連接層的抗拉強(qiáng)度要能保證比路面與基底層都高,這樣路面與基底層的結(jié)合質(zhì)量就會(huì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。所以,可以采用雙層攤鋪,瀝青雙層攤鋪是指在施工的時(shí)候,可以同時(shí)攤鋪上下兩層不同比例的瀝青混料物,在高溫條件下,較薄的上層還可以利用下層余熱增加壓實(shí)量。同時(shí),連接層還會(huì)為地面底層承擔(dān)較多的拉應(yīng)力作用,從而有效的防止瀝青路面裂縫發(fā)生[6]。
(1)嚴(yán)格控制路基填挖結(jié)合部、軟土地基、新路舊路交界處、特殊地形處的壓實(shí)作業(yè)質(zhì)量,以保障路面施工的質(zhì)量,避免由路面沉降引發(fā)的裂縫問(wèn)題。
(2)半剛性基層施工碾壓時(shí)的含水量需要嚴(yán)格控制,過(guò)多過(guò)少都會(huì)引起相應(yīng)的反應(yīng),而造成預(yù)期之外的問(wèn)題。
(3)半剛性基層施工需要進(jìn)行多變碾壓,壓實(shí)度要符合工程施工標(biāo)準(zhǔn)。
(4)半剛性施工完成后對(duì)路段進(jìn)行適量的灑水,并且在一段時(shí)間后進(jìn)行封層施工,然后展開(kāi)瀝青混合料的攤鋪?zhàn)鳂I(yè),攤鋪機(jī)的工作應(yīng)勻速前行、不間斷地進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè),不可以突然停止或調(diào)整攤鋪速度,以保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的質(zhì)量[7]。確定攤鋪速度時(shí),需要將攤鋪寬度等因素考慮其中。另外還有瀝青混合料的類型,若攤鋪機(jī)作業(yè)的速度過(guò)快,可能會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料離析,特別是間斷級(jí)配混合料,或者粗式混合料[8]。現(xiàn)場(chǎng)人員必須密切注意現(xiàn)場(chǎng)的混合料攤鋪動(dòng)向,一旦發(fā)生縱向斷面不滿足條件、結(jié)構(gòu)處缺料和表面不均勻時(shí),應(yīng)立即補(bǔ)充料并對(duì)混合料進(jìn)行調(diào)換。保證道路的壓實(shí),是瀝青道路質(zhì)量的控制手段之一,也是瀝青混合料使用的最后一道工序,經(jīng)過(guò)壓實(shí)之后,混合料經(jīng)過(guò)二次的拌制,結(jié)構(gòu)層達(dá)到了工程建設(shè)所需的密度,提高了道路的質(zhì)量。
(1)網(wǎng)狀裂縫的處理。網(wǎng)狀裂縫的治理較為繁瑣,如果網(wǎng)狀裂縫規(guī)模較小,則可先進(jìn)行5cm 左右的銑刨,之后重新進(jìn)行瀝青混合料的攤鋪。如果網(wǎng)狀裂縫規(guī)模比較大,或者已經(jīng)造成嚴(yán)重破壞,則需要對(duì)受破壞區(qū)域進(jìn)行全面銑刨,依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)展開(kāi)二次施工。
(2)縱向裂縫的處理。瀝青路面出現(xiàn)縱向裂縫會(huì)對(duì)該路段的穩(wěn)定性造成極大影響,需要采取針對(duì)性的措施進(jìn)行處理,目前縱向裂縫處理技術(shù)最常用的是水泥壓漿技術(shù)。使用硅酸鹽水泥,量為335kg/ m3,偏差在15kg/ m3以內(nèi),以壓強(qiáng)1.2~1.5MPa 的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)裂縫進(jìn)行灌漿,直到溢漿方可停止灌注[8]。
(3)橫向裂縫的處理。瀝青路面受溫度、濕度等因素影響都會(huì)出現(xiàn)橫線裂縫問(wèn)題,若裂縫大小在5mm 內(nèi),先使用設(shè)備將其中的雜質(zhì)清除,避免因雜質(zhì)影響修補(bǔ)效果,之后采用修補(bǔ)材料進(jìn)行封堵,比如瀝青混合料或者乳化瀝青等,若橫向裂縫的寬度已超過(guò)5mm,則需要使用壓縮空氣清除其中的雜質(zhì),之后再使用細(xì)粒式瀝青混合料進(jìn)行填充[9]。
增加基層厚度而其承載力也會(huì)隨之提升,通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)了解到,半剛性基層的厚度從10cm 開(kāi)始增加15cm,達(dá)到25cm 時(shí),其承載力增加約有三倍。同時(shí)試驗(yàn)中還了解到面層反射裂縫受瀝青面層厚度影響,當(dāng)面層厚度在17cm 以上時(shí),對(duì)于受拉疲勞產(chǎn)生的裂縫可起到很好的抵抗作用,同時(shí)受到車流產(chǎn)生的剪應(yīng)力也明顯降低。相關(guān)資料顯示,鋪設(shè)10cm 的瀝青路面時(shí),在形成反射裂縫前可累積通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)軸載10×10 次。如果瀝青面層加厚到15cm則可通過(guò)20×10 次。如瀝青面層加厚到17.5cm 建設(shè)質(zhì)量可靠有保障。
為了保證人們的出行安全,必須重視路橋工程的裂縫問(wèn)題。通過(guò)對(duì)路橋工程的路面的橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫出現(xiàn)的原因進(jìn)行深入剖析,可以了解裂縫產(chǎn)生的原因,從而提出綜合的防治裂縫措施和補(bǔ)救裂縫的方法,提高我國(guó)路橋工程的質(zhì)量。