高速公路瀝青路面裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究

李晉勇

(山西省公路局忻州分局，山西忻州 034000)

0 引言

高速公路使用后，隨著通行量的增加，時間的推移會出現(xiàn)各種各樣的裂縫問題，出現(xiàn)不同程度的損壞問題。而且裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展將會給高速公路帶來更進(jìn)一步的破壞，雨水滲入裂縫會給內(nèi)部結(jié)構(gòu)帶來破壞，而且隨著車荷載的作用，會使得高速公路的裂縫誘發(fā)各種并發(fā)癥，進(jìn)而使得瀝青路面使用年限大大縮短，出現(xiàn)坑坑洼洼的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響交通安全。

近年來高速公路裂縫問題一直是公路施工單位關(guān)注的問題。現(xiàn)行的高速公路在施工中包括設(shè)計，材料的選擇，施工管理等等都要考慮裂縫問題，因此合理的養(yǎng)護(hù)對于高速公路來說意義重大，不僅可以延長公路的使用壽命，還能有效節(jié)約成本，本文就對高速公路裂縫問題的養(yǎng)護(hù)進(jìn)行闡述，和同行交流一些經(jīng)驗。

1 瀝青路面裂縫的種類

高速公路建成通車后，一般情況都會出現(xiàn)各種各樣不同程度的裂縫，這種裂縫的原因是多樣的。一般說來，裂縫的種類分為兩種:第一種是荷載過重引起的裂縫;第二種是非荷載引起的裂縫。下面就介紹高速公路上經(jīng)常出現(xiàn)的幾種裂縫。

1.1 結(jié)構(gòu)性破壞裂縫

高速公路結(jié)構(gòu)破壞裂縫通常是由于交通荷載所引起的。高速公路的通車量大，在車輛荷載的作用下，使得結(jié)構(gòu)底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力過大時，就會使得結(jié)構(gòu)底部發(fā)生裂變，反反復(fù)復(fù)的車輛荷載作用，使得裂縫逐漸從底部擴展到了高速公路的路面上，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫。

1.2 溫度裂縫

溫度引起的裂縫，一般有低溫裂縫和高溫裂縫兩種情況。低溫裂縫是指常溫條件瀝青材料具有一定的抗應(yīng)力能力，然而當(dāng)溫度降低過大時，瀝青材料就會變硬并收縮，從而使得基底層產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力增長時，混合料勁度急劇增大，由于瀝青面層在路面中是受到約束的，面層中產(chǎn)生的收縮拉應(yīng)力或拉應(yīng)變一旦超過瀝青混合料的抗拉強度，瀝青面層就會開裂。

溫度疲勞裂縫一般發(fā)生在溫度差異較大的地區(qū)，溫度的反復(fù)變化使得瀝青路面產(chǎn)生應(yīng)力疲勞，瀝青路面的抗拉伸能力減小，加之瀝青的老化等因素，從而使得應(yīng)力松弛性降低，最終導(dǎo)致路面裂縫的產(chǎn)生。

1.3 反射裂縫

舊混凝土路面補強時常在原有路面上加鋪一層瀝青罩面，當(dāng)混凝土位移產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過瀝青罩面層的抗拉強度時，罩面層就會開裂，這種裂縫即稱為反射裂縫。

1.4 基層干縮開裂引起的反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫

對于高速公路剛鋪設(shè)的基層，隨著基層水分的散失，就會產(chǎn)生收縮應(yīng)力。水分減少得越快，其產(chǎn)生的收縮應(yīng)力越大，這種基層上鋪設(shè)瀝青罩面，在鋪設(shè)的瀝青罩面較薄的情況下，基層的裂縫會引起瀝青罩面底部發(fā)生裂縫，從而形成反射性裂縫，當(dāng)車輛通過時產(chǎn)生拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力結(jié)合起來，反射裂縫就會加劇;當(dāng)瀝青罩面較厚時，溫度應(yīng)力首先影響表面，并使得表面先裂縫，進(jìn)而向下轉(zhuǎn)移。

2 高速公路瀝青路面裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)

由于技術(shù)的原因，原來對高速公路裂縫的養(yǎng)護(hù)都是采用熱瀝青對裂縫進(jìn)行人工灌注。這種養(yǎng)護(hù)的手法是非常簡單、容易操作的，但是這種技術(shù)存在很大的弊端，瀝青不能滲入裂縫內(nèi)，只能在路面形成一層保護(hù)層覆蓋裂縫。當(dāng)行車路過時會把瀝青帶走，而且這種瀝青很容易老化，不能有效防止水的入侵，養(yǎng)護(hù)作用甚微。這種方法對于高速公路裂縫的反射裂縫和低溫裂縫的修補效果較差，現(xiàn)在基本已經(jīng)不使用此種方法來進(jìn)行裂縫的修補。

隨著科技的發(fā)展和對高速公路裂縫種類及特征的不斷認(rèn)識，目前我國已經(jīng)逐漸開發(fā)出了新的處理高速公路裂縫養(yǎng)護(hù)的手段，逐漸推廣采用開槽灌縫、貼縫、養(yǎng)護(hù)劑灌縫等等一些新技術(shù)、新材料、新工藝。

2.1 開槽灌縫

1)基本要求。

開槽灌縫就是在有裂縫的地方對裂縫處進(jìn)行開槽，開槽一般用開槽機，開槽的寬度約為1 cm～1.5 cm，深1.5 cm～2 cm，然后采用灌封機把專用的灌縫用的材料通過灌縫機灌入切割好的開槽中，從而完成路面裂縫的修補。這種方法在初期要投入巨大的資金用來購買設(shè)備，施工造價較高，但是從長遠(yuǎn)的利益來看，這種方法對裂縫的處理效果較好，裂縫封閉效果也好，而且不易復(fù)發(fā)，提高了工作效率。

2)施工工藝。

a.開槽。要根據(jù)裂縫的種類來確定裂縫的開槽寬度和深度，確定好規(guī)格后就進(jìn)行開槽作業(yè)，開槽要沿裂縫的方向進(jìn)行，可視情況隨時進(jìn)行調(diào)整開槽的尺寸，以便滿足修補養(yǎng)護(hù)要求。b.清槽。首先用鐵刷對槽的周圍邊緣進(jìn)行清理，然后用空氣泵將槽內(nèi)的碎渣和灰塵等雜物清理干凈，保證槽周圍10 cm范圍內(nèi)的路面干凈無雜物，當(dāng)氣溫過低時，還要對開槽部位進(jìn)行預(yù)熱，因為氣溫過低會使得密封膠的粘性下降，進(jìn)而影響裂縫修補效果，預(yù)熱后進(jìn)行修補可以使得修補效果增強。c.灌縫。對密封原料放入設(shè)備進(jìn)行加熱，一般溫度設(shè)定為193℃左右即達(dá)到灌縫的要求，這時燃燒機進(jìn)入保溫狀態(tài)。然后就可以進(jìn)行灌縫了，灌縫時，灌縫機的出料口帶有加熱器和刮平器，能有效保持灌縫的溫度和灌縫后的地面平整度。一般灌縫后要在兩側(cè)拖成寬度5 cm，厚度0.1 cm的封層，這樣有利于把裂縫邊緣的小裂縫也封蓋，從而達(dá)到了密封的最佳效果。d.養(yǎng)護(hù)。進(jìn)行了縫補后，只有填補的密封膠完全冷卻并把路面的碎石屑等清理干凈，才能放行。一般情況冷卻時間至少要15 min，具體情況也可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r來定。如果交通比較擁擠，為了節(jié)約時間，可以在縫補后表面放一些細(xì)砂，或者貼上薄膜，這樣5 min后就能行車。

2.2 貼縫

選用PCR-WIII型修復(fù)劑來進(jìn)行貼縫。這種材料以低模量丁苯橡膠為基材，采用三種極性高分子聚合物改性，由納米級進(jìn)口橡膠生產(chǎn)而成，細(xì)度模數(shù)小、流動性強，在裂縫中滲入的深度和數(shù)量加大，增加了封縫效果，同時，極性高分子聚合物能對縫壁起到還原再生作用，增加粘附性。

對裂縫中的潮氣進(jìn)行有效處理，可以保障灌縫的耐久性。當(dāng)前，最常用的吹縫設(shè)備是直流式的，但是這種機器的效果并不是最好的。而變頻螺旋式高壓熱氣噴機是較先進(jìn)的一種，它采用數(shù)控等高科技技術(shù)，通過機器將電力轉(zhuǎn)變成變頻旋轉(zhuǎn)的熱氣流，使得裂縫的各方位能均勻的受熱，從而使得烘烤效果更好，這樣材料修補裂縫時，滲透性強，粘性好，因此不用進(jìn)行開槽作業(yè)就可以進(jìn)行修補，而且修補效果較好。

耐磨型涂聚脲彈性增強纖維布，可以增強耐磨性。這種縫補手法的工藝流程如下:首先對要修補的裂縫進(jìn)行放樣，放樣可以用粉筆進(jìn)行標(biāo)注，然后采用螺旋式高壓熱風(fēng)噴機進(jìn)行烘烤，裂縫濕度達(dá)到要求后，進(jìn)行灌封，之后便貼上耐磨型涂聚脲彈性增強纖維布，并用橡膠錘加以錘實，確保密封的牢固性，這樣15 min左右就可以行車。

2.3 改良性瀝青養(yǎng)護(hù)劑灌縫

改良性瀝青養(yǎng)護(hù)劑，這種養(yǎng)護(hù)劑對裂縫的處理不適合大的裂縫，只適用于3 mm以內(nèi)的裂縫，而且能有效的灌入縫中，這種灌縫的方法對于滲水率在3%以內(nèi)的裂縫能有效延長路面壽命。

其施工工藝如下:1)要用鐵鉤或其他物品來清理裂縫;2)用吹風(fēng)機來把縫中雜物清理干凈;3)用注射器或者水壺等把養(yǎng)護(hù)劑加入裂縫，養(yǎng)護(hù)2 h就可以行車。

總而言之，高速公路的瀝青路面裂縫多樣，產(chǎn)生的原因也各不相同，但是只要精心設(shè)計和認(rèn)真施工，合理養(yǎng)護(hù)就會減少裂縫的出現(xiàn)，進(jìn)而保證行車安全，延長公路的使用壽命。

[1] 呂 琳.如何加強高速公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)[J].科技資訊，2011(16):23-24.

[2] 趙周文.淺談公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)[J].甘肅科技，2011(5):78-79.

[3] 鄭學(xué)忠.瀝青路面灌縫技術(shù)應(yīng)用的探討[J].科技風(fēng)，2010(20):69-70.