呂曉清

（山東交工建設集團有限公司，山東 日照 276800）

1 高速公路裂縫成因

高速公路施工過程中需要大量使用混凝土。然而，在澆筑過程中，由于其特性，混凝土會產(chǎn)生大量水化熱。同時，由于混凝土的透氣性和導熱性能較差，可能導致路面表面與內(nèi)部產(chǎn)生過大的溫差，最終引發(fā)路面開裂。這種裂縫的數(shù)量和危害程度遠大于道路在長期使用過程中可能出現(xiàn)的裂縫。如果施工處理不當，甚至可能導致路面的二次開裂[1]。

2 高速公路路面裂縫焊接施工影響因素

裂縫焊接是一種有效的路面養(yǎng)護技術，但該技術的應用效果容易受到溫度、濕度及材料等因素的影響。

2.1 溫度、濕度因素

在高速公路裂縫焊接施工中，需用到多種材料，其中起到主要固定作用、確保道路結構完整性的是混凝土與鋼材。二者受外界溫度、濕度因素影響較大。溫差較大時，金屬構件會發(fā)生熱脹冷縮，其長度、高度、體積等會產(chǎn)生微變，雖肉眼不可見，但可能影響金屬性能，致使裂縫擴大；若環(huán)境過于干燥，混凝土可能開裂，影響路面美觀性；若濕度過大，金屬還可能產(chǎn)生銹蝕，甚至出現(xiàn)脫落[2]。

2.2 鋼材選擇

在高速公路路面裂縫焊接施工中，鋼材對施工質(zhì)量的影響較大。因此，在鋼材選擇上需綜合考慮當?shù)貧夂蚯闆r、斷面部位尺寸、鋼材各項性能等因素，選擇最適宜的鋼材。所用鋼材性能與質(zhì)量必須符合我國發(fā)布的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼等文件的相關規(guī)定，在裂縫中直接使用的鋼材必須表面平整、光潔，不能存在較大凹坑或裂縫、氣泡，不能有機械損傷，斷面上不能有大于0.5mm 的毛刺，若發(fā)現(xiàn)上述問題必須及時處理。

3 高速公路焊縫施工技術

3.1 網(wǎng)裂與龜裂焊縫施工

網(wǎng)裂與龜裂在分類上同屬于疲勞裂縫，是溫度與壓力荷載疲勞所引發(fā)，少部分網(wǎng)裂與龜裂是基層裂縫引起的，這類裂縫一般出現(xiàn)在高速公路面層，可通過裂縫焊接施工技術進行修復。

首先，施工前應通過探地雷達進行全面檢查，以明確裂縫的實際情況，并進行相關試驗，以測試數(shù)據(jù)為依據(jù)對裂縫進行針對性處理。對于由基礎裂縫引起的網(wǎng)裂和龜裂，應采用熱反射裂縫處理技術進行施工[3]。

其次，從材質(zhì)層面，對網(wǎng)裂和龜裂的焊接處理既可選用單組分材料，也可選用雙組分材料。

最后，根據(jù)探地雷達實測數(shù)據(jù)，對于寬度大于3mm 的裂縫，推薦采用單組分材料，對于寬度在3mm左右的縫隙，則推薦選用雙組分材料。

網(wǎng)裂與龜裂焊縫施工過程如下：

首先，確定好焊接條件后，應按照焊縫施工要求，以及焊接施工工藝要求確定合適的焊接機型，并根據(jù)施工設備的需要配置焊接器件，合理配置原材料，而后將其運送至適當?shù)攸c。若縫寬大于3mm，應采用常壓焊接方式；縫寬在3mm 左右時，則應采用高壓焊接方式。

其次，對網(wǎng)裂和龜裂部位進行清理，再用鼓入壓縮空氣的方式將縫隙內(nèi)的雜質(zhì)全部清除干凈，為之后的裂縫焊接做準備。

再次，網(wǎng)裂與龜裂處清理完畢后，用噴火機沿與路面間隔5cm 的距離向網(wǎng)裂和龜裂處噴射焊接材料，焊接速度通常要求控制在3～5m/min 范圍內(nèi)。

最后，網(wǎng)裂和龜裂處焊接結束后，可對表面進行簡單修補，直至平整性滿足需要。需要注意的是，如果網(wǎng)裂與龜裂的焊接量在1000m2左右，需要進行取芯檢測；如果網(wǎng)裂與龜裂的焊接量大于1000m2，應采用雷達探測和取芯檢測相結合的方式。發(fā)現(xiàn)漏焊部分后應立即補焊，對于質(zhì)量不滿足要求的部位，則應及時進行返工處理。

3.2 面層裂縫焊接

路面開裂原因可分為以下幾類：

第一，受高溫和荷載影響形成的疲勞裂縫。

第二，路面構造剛度較小。

第三，基礎硬度較小。

第四，施工人員和建筑材料質(zhì)量等其他方面的因素。

進行面層裂縫焊接前，必須先通過探地雷達技術進行全面檢測，以確定基礎裂縫病害的實際狀況，并根據(jù)檢測結果對裂縫進行針對性處理。對于由基礎裂縫引起的路面面層開裂，應采用反射裂縫處理方式[4]。

進行路面面層裂縫焊接處理時，在建筑材料方面既可選用雙組分材料，也可選用非拌和微粒式雙組分材料。根據(jù)探地雷達技術實測結果，如果裂縫寬度大于4mm，建議使用非拌和微粒式雙組分材料，如果裂縫寬度在4mm 之內(nèi)時，則可采用雙組分材料。

在面層裂縫焊接施工中，在無特殊要求的情況下應采用高壓焊接方式。使用高壓焊接方式時，輸送水壓必須超過6MPa，并將最大輸出量控制在5kg/min左右，以保證施工效率。

進行裂縫焊接施工時，首先應對路面裂縫進行清理，再通過壓縮式空氣斷路器清除裂縫中殘余的雜質(zhì)，以便為后續(xù)裂縫焊接工作的開展奠定良好的基礎。

其次，完成初步處理后即可開始對裂縫進行焊接。應根據(jù)現(xiàn)場測得的焊接材料輸送量與工程實際需求制訂裂縫焊接方案，使用比例儀將焊接材料配比控制在規(guī)定范圍，利用送料管道運輸焊接所需材料，使其在射炮口備用；將噴火器針頭探入裂縫深處，打開輸料管，在射炮口處將焊接材料攪拌均勻，向裂縫中勻速輸送，焊接速度維持在0.5m/min 左右為宜。

再次，焊接材料經(jīng)攪拌和填充后，體積會進一步擴大，并逐漸定型，使其保持穩(wěn)定，以彌補裂縫導致的松散缺陷，實現(xiàn)對裂縫的有效處理。

最后，完成焊接工作后，還需美化修飾裂縫表面，使兩端截面整齊、平順，標高符合規(guī)定，平整度合理。施工結束后還應利用雷達探測法與取芯檢測法對施工結果進行檢驗，如果發(fā)現(xiàn)問題應及時處理。對于不滿足規(guī)定要求的區(qū)域，應進行返工處理。

3.3 反射裂縫、隱藏裂縫特征與焊接

根據(jù)權威統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國高速公路中半剛性瀝青路面的使用比例超過90%，這類路面基層本身的特性使其容易產(chǎn)生裂縫，且容易在公路建成初期產(chǎn)生，并貫穿公路的整個生命周期。高速公路持續(xù)受到來自路面上方的車輛荷載，在長時間不間斷的車輛荷載作用下，路基上的裂縫會逐漸蔓延，使公路表面出現(xiàn)明顯裂縫，這類裂縫稱作反射裂縫。反射裂縫大多為由上至下擴展形成，且下方較寬、上方較窄，如果采用常規(guī)的焊接技術處理，無法直接對裂縫基底產(chǎn)生作用。

此外，高速公路中還存在隱藏裂縫。隱藏裂縫是指地基中已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，但并未到達路面，因此路面看上去并無破損。如果不及時對這些隱藏裂縫進行修補，會導致公路出現(xiàn)各類損傷，埋下安全隱患，并大幅增加公路后期檢查、維修、養(yǎng)護成本。

目前，這兩類裂縫（反射裂縫和隱藏裂縫）已成為當前我國高速公路養(yǎng)護維修工作中的重要挑戰(zhàn)。

針對這種情況，需要首先對裂縫的特性進行判斷，然后利用地質(zhì)雷達探測技術和特定的焊接技術進行有效處理。確定裂縫的大致方位后應在正式施工前采用探地雷達對該區(qū)域的路面進行探測和檢查，以確定反射裂縫和隱藏裂縫的位置、尺寸、深度、方向等關鍵信息。之后將相關信息與施工效果圖進行比對分析，以進一步判斷裂縫的情況，制訂合理的裂縫焊縫方案，包括焊接線路、位置等關鍵要素。

同時，需要根據(jù)裂縫的具體情況選擇適當?shù)牟牧?，一般可以使用雙組分高分子材料或微粒式雙組分高分子混凝土材料。在施工過程中，需要使用高壓路面裂縫全深度處治設備來完成焊接工作，設備輸出壓力參數(shù)應保持在5MPa，且在施工前要對裂縫進行清理。

4 高速公路路面裂縫焊接施工流程

4.1 施工準備

第一，正式開始施工前，應對當?shù)貧夂蛱攸c和土壤性質(zhì)等進行詳細考察，充分結合溫度、氣候變化規(guī)律與施工季節(jié)的晝夜溫度差等因素因地制宜地制訂施工計劃。

第二，選取合適的施工方法，并嚴格按照高速公路相關施工規(guī)范、標準繪制施工圖紙，并在其中標明各類材料的性能與用量。圖紙上交并通過審核后，應大批量復印，并發(fā)放到每位施工人員手中，使其能夠牢記施工方案內(nèi)容。

第三，加強施工管理，明確施工過程中每個環(huán)節(jié)的負責人與每位施工人員的責任，避免出現(xiàn)事故時相互推諉。

第四，購進材料后必須進行統(tǒng)一檢查，確保材料性能和施工設備的運轉(zhuǎn)情況良好，嚴禁使用假冒偽劣產(chǎn)品或低規(guī)格產(chǎn)品，嚴禁將無法正常運轉(zhuǎn)的設備投入使用，以提前排除部分安全隱患。

第五，應嚴格按照設計方案和圖紙中規(guī)定的高度、尺寸預設連接鋼筋。預埋件彼此之間應保持合理間距，并調(diào)整夾角方向，確保其能夠與路面方向一致。此外，應注意控制鋼筋高度，不能使其超過混凝土頂面[5]。

第六，開槽前應仔細檢查所用設備，并在施工前完成調(diào)試，確保設備各項性能參數(shù)在合理范圍內(nèi)，并根據(jù)路面裂縫長度、深度等情況制訂施工方案。

4.2 施工過程

在路面裂縫焊接施工過程中，必須對每個步驟和細節(jié)給予足夠的重視。調(diào)試好開槽機后，可進行開槽施工，先對發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行合理調(diào)整，再提起T 型離合器手柄，根據(jù)之前工程勘測中留下的裂縫標記完成切割，沿此方向完成開槽。需注意的是，正式切縫前應對路面平整度進行調(diào)查，并據(jù)此制訂施工計劃，若擴大切割面無法起到有效作用，應先修整路面再進行裂縫焊接。

進行切割作業(yè)時必然會產(chǎn)生大量粉塵，若施工人員不慎吸入，會嚴重危害身體健康，若粉塵擴散至附近，還會導致環(huán)境污染。因此，施工時應注意防范和處理，保證道路清潔。一般可在切割部位覆蓋布條或鋼板，避免粉塵擴散。開槽施工結束后，為避免粉塵影響施工，應使用熱氣槍完成槽縫清理。該設備的原理是利用吹出的高壓空氣去除槽縫中的灰塵與雜物，效率較高、清除徹底，對于含水量較高的槽縫清理效果尤為明顯。其不僅可清除粉塵，還能對裂縫進行干燥，減少其中的水分，從而提高槽縫表面與后續(xù)填充材料的黏結度。

灌封前，應先將焊接材料置入料倉中，逐步加入各類添加劑后對整體進行加熱，加熱時要注意控溫，加熱約45min 溫度即可達到施工要求。灌封時直接將加熱后的焊接灌入公路裂縫中即可，注意根據(jù)施工要求和裂縫大小控制材料灌入速度，且在灌封后使用密封膠帶對裂縫進行密封，并放置冷卻處理，具體冷卻時間應根據(jù)氣溫、裂縫尺寸等確定，一般為20min。

4.3 施工后的養(yǎng)護

完成裂縫焊接后，若使用了混凝土材料，應注意及時養(yǎng)護，做好保溫與保濕工作?？墒褂貌煌革L的塑料膜進行覆蓋并定期灑水，也可使用帶膜包裹，但不能直接灌注自來水，以免鋼材腐蝕。

5 高速公路路面裂縫養(yǎng)護管理監(jiān)督事項

在裂縫養(yǎng)護過程中，為避免疏漏、提高施工質(zhì)量，應建立健全公路路面裂縫施工與養(yǎng)護監(jiān)察制度，減少質(zhì)量問題。施工前，應派遣專業(yè)勘察人員對高速公路路面裂縫的尺寸、路況、當?shù)氐刭|(zhì)水文等進行詳細勘察，獲得最準確的勘察結果；還應對施工人員進行培訓，使其了解裂縫施工的關鍵技術與施工注意事項。此外，在責任劃分方面應做到將責任明確到個人，出現(xiàn)問題后及時進行追責。完成施工后，應安排專業(yè)人士負責高速公路的養(yǎng)護，避免路面再度開裂。

6 結語

文章對高速公路裂縫的形成原因進行了剖析，列舉了幾種焊接施工技術，并指出施工過程中的影響因素及施工時的注意事項?？偟膩碚f，高速公路養(yǎng)護單位應做到因地制宜，根據(jù)道路裂縫實際情況選擇合適的施工技術，并做好施工前的預處理、施工過程中的嚴格監(jiān)管以及施工后的養(yǎng)護，以此最大限度地解決道路裂縫問題，從而為交通安全保駕護航。