文/王慧宇,白城市政府自動化管理中心
由于瀝青路面具有造價低、噪音小、行車舒適、施工快捷、維修方便等優(yōu)越性,伴隨著高等級公路的大量修建、半剛性類材料以其優(yōu)良的工程性能和顯著的經(jīng)濟效益,瀝青路面在我國公路建設中得到了廣泛的應用,并在公路建設中越來越占有特殊的重要地位。然而,半剛性材料的缺點在于抗變形能力低,在溫度、濕度變化時易產(chǎn)生裂縫,當瀝青面層較薄時易形成反射裂縫,瀝青路面本身也易產(chǎn)生低溫裂縫,裂縫是瀝青路面常見的病害,對道路的危害極大,特別在冬季和春季,因時有雨、雪水滲入,在行車荷載的作用下,使本來就處于裂縫狀態(tài)的路面病害更加趨于嚴重,最終導致破壞。因此,為了提高路面質量,減少路面病害,必須加強對瀝青路面早期裂縫的認識及防治工作?,F(xiàn)通過侯禹高速公路路面P3合同段(K30+000~K45+500)的施工對瀝青路面裂縫的幾種型式、裂縫形成的原因以及出對裂縫的處理方法和預防做以下介紹。
瀝青路面裂縫按裂縫的形狀可分為縱向裂縫、橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫(龜裂)和不規(guī)則裂縫等四種型式。
1.1 縱向裂縫。損壞特征:與道路中線大致平行的長直裂縫,有時伴有少量支縫。這類裂縫通常由路基、基層沉降,或施工接縫質量或結構承載力不足而引起。路基、基層沉降引起的縱縫,通常斷斷續(xù)續(xù),綿延很長;施工搭接引起的縱縫,其形態(tài)特征是長且直;而結構承載力不足引起的縱縫多出現(xiàn)在路面邊緣,由于路基濕軟造成承載力不足,從而導致縱縫。
1.2 橫向裂縫。損壞特征:與道路中線近于垂直的裂縫,有時伴有少量支縫。橫向裂縫多由路基、基層裂縫的反射或由路面低溫收縮造成;最初多出現(xiàn)于路面兩側,逐漸發(fā)展形成貫通路幅的橫縫。
1.3 網(wǎng)狀裂縫(龜裂)。損壞特征:相互交錯的裂縫將路面分割成形似網(wǎng)狀或龜紋狀的銳角多邊形小塊,塊的尺寸小于50cm×50c m。網(wǎng)狀裂縫(龜裂)是行車荷載的重復作用而引起的疲勞裂縫,其最初形態(tài)是一條或幾條平行的縱縫,隨著荷載重復作用次數(shù)的增加,平行縱縫間出現(xiàn)了橫向、斜向連接縫,形成多邊的、銳角的、形似網(wǎng)狀、龜裂狀的裂縫型式。
1.4 不規(guī)則裂縫。損壞特征:路面裂縫呈不規(guī)則形狀,塊的最長邊長小于100cm。不規(guī)則裂縫主要由面層材料的收縮和溫度的周期性變化所致。
2.1 荷載型裂縫。即主要由于交通荷載作用下產(chǎn)生的疲勞裂縫。在半剛性基層瀝青路面設計合理,施工質量良好的條件下,單純由荷載作用引起面層開裂的可能性不大。
2.2 非荷載型裂縫。主要為溫度型裂縫。瀝青路面溫縮型開裂包括低溫收縮開裂與溫度疲勞開裂,均體現(xiàn)為張開型開裂方式。對于瀝青路面基層存在裂縫情形,按瀝青面層裂縫開裂部位,又可以分為反射裂縫與對應裂縫。
由于環(huán)境溫度、交通荷載等因素的影響,瀝青路面初期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面使用性能常無明顯影響,但由于半剛性基層自身干縮和溫縮應變脹縮產(chǎn)生的拉應力超過半剛性基層自身的榜限抗拉強度,使其從強度薄弱處產(chǎn)生斷裂。隨著路面使用時間的延長,最終形成大小不等獨立板塊,在表面水的作用下,致使裂縫附近基層的含水量加大。甚至飽和。其結果是路面強度明顯降低。在大量行車荷載反復作用下,產(chǎn)生沖刷、唧漿和沉陷等現(xiàn)象。聚終導致路面很快產(chǎn)生結構性破壞,使道路結構逐漸喪失承載能力。
3.1 將有裂縫的路段清掃干凈并均勻噴灑少量瀝青(在低溫、潮濕季節(jié)宜噴灑乳化瀝青),再勻撒一層2~5mm的干燥潔凈石屑或細砂,最后用輕型壓路機將礦料碾壓。
3.2 沿裂縫涂刷少量稠度較低的瀝青。
3.3 對于路面的縱向或橫向裂縫,應按裂縫的寬度按以下步驟分別予以處治:(1)縫寬在5mm以內:①清除縫中雜物及塵土;②將稠度較低的熱瀝青(縫內潮濕時應采用乳化瀝青)灌入縫內,灌入深度約為縫深的2/3;⑧填入已篩好的干凈的石屑或細砂(視縫寬窄選料),并搗實;④將溢出縫外的瀝青及石屑、砂清除干凈。(2)縫寬在5mm以上:①除去已松動的裂縫邊緣;②清除縫中雜物及塵土;③用拌和均勻的熱瀝青混合料分層填入縫中,并搗實(縫內潮濕時應采用乳化瀝青混合料)。
3.4 因瀝青性能不好、或路面設計使用年限較長、油層老化等原因出現(xiàn)的大面積網(wǎng)狀裂縫或不規(guī)則裂縫,此時若基層強度尚好時,通過技術經(jīng)濟比較,可選用下列維修方法:(1)乳化瀝青稀將封層,封層厚度宜為3—6mm;(2)加鋪瀝青混合料上封層,或先鋪設土工合成材料后,再在其上加鋪瀝青混合料上封層;(3)改性瀝青薄層罩面;(4)單層瀝青表處。
3.5 由于路基、基層強度不足或路基翻漿等原因引起的嚴重龜裂,應先處治好基層后再重作面層。
4.1 在施工方面,控制半剛性基層碾壓時的含水量為最佳含水量的0.9倍,壓實度達到規(guī)范要求,碾壓完成后要及時保濕養(yǎng)護,防止基層干曬,養(yǎng)護結束后,立即噴灑瀝青乳液,做成透層或粘層,然后盡快鋪瀝青面層。
4.2 制備瀝青混合料時控制好加熱時間和加熱溫度,不使瀝青老化加強碾壓,使瀝青混合料達到規(guī)定的壓實度也可減少反射裂縫。
4.3 為了減少瀝青面層由于半剛性基層的收縮裂縫而產(chǎn)生反射裂縫或對應裂縫,應盡可能采取有效措施來減少半剛性基層本身的收縮裂縫。
綜上可知,公路鋪設瀝青面層前,采取裂縫預防措施和處理技術可以大大減少路面裂縫的出現(xiàn)。這種思路和方法是強調于道路建設初期采取措施阻止裂縫的形成,或通過選擇道路結構技術或材料處理已出現(xiàn)的裂縫,這將減少裂縫或根本不出現(xiàn)裂縫,或者使得原有的或不可避免的裂縫活性大大降低。