熊承橋
(南昌市公路事業(yè)發(fā)展中心高坊嶺分中心,江西南昌 330200)
裂縫病害是公路路面在長時(shí)間的運(yùn)營使用過程中產(chǎn)生的不可避免的普遍性問題,造成此類現(xiàn)象的原因也是各有不同,有關(guān)單位在治理裂縫病害時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際的氣候環(huán)境因素以及施工工藝進(jìn)行分析,對影響公路路面實(shí)際質(zhì)量的問題制定科學(xué)合理的應(yīng)對措施,并進(jìn)行迅速高效的處理。如果有關(guān)部門的處理效率跟不上就會影響到公路路面的使用性能,長此以往,更會縮減公路的使用壽命,對路面行車的安全性造成巨大影響,甚至?xí)蔀橐l(fā)交通安全事故的原因所在。
因此,公路路面的裂縫病害要得到及時(shí)處理,才能確保公路路面的安全行駛。有關(guān)單位按要求對公路路面實(shí)施定期的保養(yǎng)養(yǎng)護(hù)工作,有助于更好地管控公路路面裂縫等病害的出現(xiàn),并對各類病害實(shí)施合理高效的處置,能有效避免病害進(jìn)一步擴(kuò)大,為公路養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)成本的節(jié)省起到重要的促進(jìn)作用,為管理單位更好地實(shí)現(xiàn)資源高效利用打好基礎(chǔ)。另外,施工技術(shù)的合理選用對公路路面的防治工作也有一定的幫助,降低裂縫以及各類病害出現(xiàn)的概率,為行車安全提供更好保障。
在我國現(xiàn)行的公路建設(shè)工程項(xiàng)目中,半剛性形式路面基層仍處于主流地位,此類路面基層出現(xiàn)縮裂問題的概率比較大,并且事后進(jìn)行處理的技術(shù)要求也比較高。
在公路路面實(shí)際使用中,公路路面會受到外界環(huán)境的影響出現(xiàn)溫差以及水分快速散失的情況,這也造成路面體積出現(xiàn)收縮的情況,由于公路路面的水分含量出現(xiàn)快速變化引發(fā)公路路面產(chǎn)生收縮力,當(dāng)收縮力突破基層部分的抗拉強(qiáng)度臨界值后就會引發(fā)縮裂現(xiàn)象。
在水分快速流失的過程中會加劇半剛性形式路面基層的收縮問題,并且收縮應(yīng)力也隨之不斷增大,水分蒸發(fā)越快內(nèi)部的收縮應(yīng)力就越大,且吸附水膜的厚度就會越小,從而不斷加劇公路路面基層結(jié)構(gòu)的收縮開裂程度。
另外,施工單位在進(jìn)行路面碾壓施工的過程中沒有嚴(yán)格按照施工要求實(shí)施,導(dǎo)致壓實(shí)度未達(dá)到施工要求,并且其圖紙也沒有對均勻度做到嚴(yán)格要求,會進(jìn)一步加深路面結(jié)構(gòu)的水分散失,并且基層的收縮問題也會出現(xiàn)比較嚴(yán)重的情況,致使收縮裂縫的現(xiàn)象不斷加劇[1]。
環(huán)境問題也是引發(fā)路面裂縫的主要因素之一,公路施工涉及的環(huán)境狀況多種多樣,公路的規(guī)劃路線經(jīng)過晝夜溫差大且季節(jié)溫度變化明顯的地區(qū)是不可避免的,此類地區(qū)也是公路路面產(chǎn)生溫度裂縫的重災(zāi)區(qū),常規(guī)的溫度裂縫形式均以間距均勻的橫向裂縫分布狀態(tài)出現(xiàn)。在公路路面的實(shí)際使用過程中,如存在環(huán)境溫度持續(xù)下降且低溫環(huán)境持續(xù)時(shí)間長的情況,那么此地區(qū)的公路路面受到溫度裂縫影響的程度就會更深,并且出現(xiàn)溫度裂縫之后環(huán)境溫度還在持續(xù)下降的,溫度裂縫的影響程度也會進(jìn)一步加深。在此類施工環(huán)境中,就算施工單位對低溫收縮材料進(jìn)行了選用,但是遇到外界環(huán)境溫度驟降的情況,還是避免不了公路路面材料急劇收縮的情況,最終導(dǎo)致溫度應(yīng)力突破混凝土抗拉強(qiáng)度臨界值,從而出現(xiàn)路面裂縫的現(xiàn)象。
另外,還有一些常見裂縫的成因是由于溫度對路面進(jìn)行反復(fù)多次作用而形成的溫度疲勞裂縫。在公路路面的常規(guī)使用環(huán)境中,溫度應(yīng)力都處于極限抗拉強(qiáng)度的范圍之內(nèi),但是隨著環(huán)境溫度的持續(xù)反復(fù)循環(huán)作用,就會引發(fā)溫度應(yīng)力的頻繁變化,從而導(dǎo)致溫度疲勞裂縫的出現(xiàn)。
路基的穩(wěn)定性會對公路路面的質(zhì)量形成重要影響,穩(wěn)定性相對較差的路基出現(xiàn)不均勻沉降問題的概率會更大,從而增加了路面基礎(chǔ)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的概率。在公路路面的施工過程中,施工單位應(yīng)注意基層與面層的施工質(zhì)量,確保應(yīng)力吸收層的布設(shè)得到準(zhǔn)確實(shí)施,否則基層裂縫將會導(dǎo)致瀝青面層也出現(xiàn)裂縫,因此路基的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定是影響公路整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及路面裂縫管控的重要因素,也是公路路面安全通行的基礎(chǔ)保障[2-4]。
施工工藝是指導(dǎo)工程保質(zhì)保量高效竣工的重要保障,如果施工單位沒有根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際需求建立科學(xué)合理的路面施工方案和質(zhì)量管控標(biāo)準(zhǔn),就會對工程的質(zhì)量建設(shè)埋下嚴(yán)重的隱患,甚至?xí)l(fā)各類影響巨大的施工質(zhì)量問題,瀝青路面裂縫問題也是其中的質(zhì)量問題表現(xiàn)。
在實(shí)施公路路面施工前,應(yīng)充分做好材料準(zhǔn)備工作,為路面施工提供質(zhì)量優(yōu)異的瀝青混凝土是提高施工質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。但是在實(shí)際的施工準(zhǔn)備工作中,由于種種原因?qū)е虏牧衔茨馨粗贫?biāo)準(zhǔn)采購,或者配置工藝達(dá)不到指定要求,造成瀝青混凝土材料出現(xiàn)質(zhì)量性能達(dá)不到制定標(biāo)準(zhǔn),如果因?yàn)閭€(gè)人因素造成此類不合格產(chǎn)品流入施工現(xiàn)場,則會對公路路面的施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。
另外,公路路面的攤鋪以及壓實(shí)過程中也有由于人為因素的不規(guī)范操作,從而影響攤鋪壓實(shí)工藝的施工質(zhì)量,導(dǎo)致公路路面出現(xiàn)面層開裂的現(xiàn)象,破壞公路的整體結(jié)構(gòu)的同時(shí),對公路路面的交通安全也帶來危害。
2.1.1 要對瀝青的面層厚度進(jìn)行優(yōu)化
公路的瀝青混凝土面層是柔性結(jié)構(gòu)形式為主,要綜合各方面因素進(jìn)行厚度尺寸的合理設(shè)計(jì)。目前公路瀝青面層的厚度常規(guī)設(shè)計(jì)設(shè)置在15~20cm 的范圍,這也是通過施工經(jīng)驗(yàn)以及案例分析得出的最有利于消除反射裂縫產(chǎn)生的負(fù)面影響的施工工藝技術(shù)。在實(shí)際路面面層施工過程中還可以通過增加面層厚度的形式來提高路面的彎曲強(qiáng)度,從而延長路面的使用壽命。對路面面層厚度造成實(shí)際影響的是路面標(biāo)高尺寸,因此在實(shí)際制定面層厚度的過程中,要考慮路面標(biāo)高尺寸,確保面層厚度設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性,從而對路面面層的施工質(zhì)量進(jìn)行有效提高。
2.1.2 要對半剛性基層的材料組成進(jìn)行優(yōu)化
半剛性基層材料的組成是決定基層材料質(zhì)量的根本因素,所以要對材料組成進(jìn)行科學(xué)合理的優(yōu)化,為半剛性基層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度提供更好的保障,促進(jìn)基層材料的穩(wěn)定性,從而提高抗裂性能,為消除反射裂縫提供有效保障。
2.1.3 要對路面防裂層和下封層進(jìn)行加厚
在公路路面的建設(shè)施工中,施工人員需要將防裂層布置到面層和基層中,從而加強(qiáng)基層結(jié)構(gòu)的應(yīng)力吸收能力,提高反射裂縫的應(yīng)對能力。
防裂層的鋪設(shè)需要根據(jù)施工工藝要求優(yōu)選性能質(zhì)量過硬的碎石,進(jìn)行碎石上基層與下基層之間的鋪設(shè)配合,有效提升路面基層結(jié)構(gòu)的排水性能。路面施工進(jìn)行到半剛性的基層工序時(shí)要針對下封層的施工方案進(jìn)行合理優(yōu)化,確保下封層的施工工藝以及施工質(zhì)量得到有效保障[5-8]。
在管控公路路面裂縫以及提高公路路面質(zhì)量維持路面使用性能的工作中,要對公路路面的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面升級,才能確保公路路面在長期的應(yīng)用過程中保持良好的運(yùn)行狀態(tài),為通行安全提供充足保障。在實(shí)際開展養(yǎng)護(hù)工作的過程中,管理部門應(yīng)安排專業(yè)人員制訂科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)檢修工作,并結(jié)合各種路況制定合理的檢查維護(hù)措施,確保運(yùn)營中的公路得到科學(xué)高效的檢查養(yǎng)護(hù)。
在開展日常養(yǎng)護(hù)中,要定期開展路面檢查工作,對出現(xiàn)裂縫問題的情況進(jìn)行詳細(xì)記錄以便事后分析研究,并采取及時(shí)有效的修補(bǔ)措施進(jìn)行處置,裂縫病害會隨著時(shí)間的推移而不斷發(fā)展,只有得到及時(shí)處置才能進(jìn)行有效控制,為路面的通行質(zhì)量以及使用性能提供更高的保障[9-11]。
封層技術(shù)是公路路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的常用措施之一,在路面的裂縫處理措施中具有十分高效的表現(xiàn)。在實(shí)際開展封層技術(shù)養(yǎng)護(hù)中,主要通過石屑封層和霧封層以及乳化瀝青封層的形式來達(dá)到路面養(yǎng)護(hù)目的。其中,霧封層技術(shù)在中小裂縫的處理中優(yōu)勢比較明顯,缺點(diǎn)是施工過程中會由于路面摩擦力下降導(dǎo)致路面較滑,需要對公路運(yùn)營進(jìn)行交通管控,從而避免路滑引發(fā)安全事故的可能。乳化瀝青封層技術(shù)的優(yōu)勢是瀝青材料的耐受性能更強(qiáng),透氣性能優(yōu)良,以及面積大的裂縫處理過程中在包裹性上具有更好表現(xiàn),不過此項(xiàng)技術(shù)需要在瀝青材料的配比過程中對配比工作進(jìn)行嚴(yán)格管控,從而確保乳化瀝青材料的質(zhì)量不受配比過程影響,從而發(fā)揮強(qiáng)效的路面裂縫封層處理能力。
灌漿和壓漿也是公路路面養(yǎng)護(hù)過程中的常用施工技術(shù)。在對未造成公路路面結(jié)構(gòu)破壞的路面裂縫修復(fù)施工,應(yīng)對灌漿施工技術(shù)進(jìn)行合理選用,該技術(shù)對此類裂縫問題的修復(fù)效果是比較顯著的。
實(shí)施灌漿施工前,應(yīng)對瀝青材料加熱至150℃,符合施工工藝要求,然后才能在鐵質(zhì)容器的輔助下完成路面裂縫的灌漿施工,并且要保證灌漿次數(shù)達(dá)到三次的要求,待灌漿溫度和地表溫度達(dá)到相同水平時(shí),表示灌漿施工已經(jīng)圓滿結(jié)束。
壓漿施工技術(shù)相較于灌漿施工技術(shù)來說具有更加基礎(chǔ)的特點(diǎn),需要在實(shí)施壓漿技術(shù)前,應(yīng)對施工路面進(jìn)行細(xì)致的觀察,明確施工范圍以及施工技術(shù)的合理性,接下來則可合理選用水泥材料通過高壓的方式將漿體往裂縫之中壓入,在壓漿的過程中應(yīng)做好裂縫周邊結(jié)構(gòu)的保護(hù)工作,避免由于壓漿操作造成更大的裂縫及其他影響[12-14]。
路面裂縫的形式以及受害程度各有不同,此時(shí)施工技術(shù)的合理選用能提高裂縫養(yǎng)護(hù)修復(fù)的效果和效率,從而提高路面的通行質(zhì)量和使用性能,為車輛通行提供更加安全穩(wěn)定的環(huán)境。在應(yīng)對路面溫度裂縫時(shí),施工人員可以合理采用攤鋪技術(shù)進(jìn)行路面裂縫問題修復(fù)。
在攤鋪施工過程中,施工人員需要先對施工區(qū)域進(jìn)行清理工作,確保乳化瀝青材料具有良好的涂抹環(huán)境,之后再將準(zhǔn)備好的瀝青材料對裂縫處進(jìn)行均勻涂抹。完成涂抹之后,施工人員還要在施工區(qū)域進(jìn)行粗砂粒以及石屑等材料的攤鋪,并利用壓路機(jī)來碾壓施工,從而使其平整性得到保障,最終達(dá)到有效處理路面裂縫問題的目的[15]。
在公路路面的實(shí)際養(yǎng)護(hù)工作中,輕微細(xì)小的裂縫在處理過程中難度相對較小,危害程度高處理難度大的養(yǎng)護(hù)修復(fù)工作主要都集中在地面沉降導(dǎo)致的裂縫問題上,這時(shí)則需要采用挖漿技術(shù)進(jìn)行有效的應(yīng)對。在使用挖漿技術(shù)對地面沉降裂縫進(jìn)行處理的過程中,施工人員需要以裂縫為目標(biāo)對小范圍開挖公路路面,為了確保裂縫處路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,應(yīng)對開挖范圍進(jìn)行合理把控,并在開挖技術(shù)后選用大粒徑的碎石以及瀝青材料填充開挖區(qū)域,之后再利用壓實(shí)機(jī)設(shè)定好壓實(shí)率和孔隙率開展壓實(shí)工作,直至修復(fù)效果符合要求。
在公路路面病害問題的防治中,特別是公路路面裂縫病害的治理,需要在完成施工之后制訂有效的養(yǎng)護(hù)方案,對公路路面進(jìn)行定期檢查維護(hù)工作,才能確保公路路面保持良好的通過性與安全性,為車輛行駛提供穩(wěn)定的保障。所以公路管理相關(guān)單位應(yīng)對公路路面的養(yǎng)護(hù)工作引起足夠的重視,特別是在路面病害治理中的裂縫治理工作上加強(qiáng)關(guān)注。對形成公路路面裂縫病害的原因以及治理裂縫病害的有效措施進(jìn)行深入的研究與記錄,不斷完善與優(yōu)化保養(yǎng)技術(shù),結(jié)合先進(jìn)的設(shè)備與經(jīng)驗(yàn),建立公路路面裂縫病害的全面治理與預(yù)防機(jī)制,為裂縫病害治理提供政策支持。另外,還需要不斷強(qiáng)化創(chuàng)新公路路面監(jiān)督方式方法,推動路面裂縫病害能夠得到及時(shí)有效的處理,為路面工程質(zhì)量和性能提供全面的管理制度保障。