干線公路養(yǎng)護大中修工程中抗裂貼的運用實踐

（越西縣公路管理局，四川 涼山 616650）

現(xiàn)階段在進行干線公路施工和養(yǎng)護時，大規(guī)模的采用半剛性基層的施工模式。和其他的地基類型相比，應(yīng)用半剛性基層之后路面的穩(wěn)定性和強度都會有所提升，因此在當前我國建筑施工當中，半剛性基層是首選。但是需要注意的是，半剛性基層形式也存在的自身的弊端。具體來說，將半剛性基層作為路面的首要形式后，在各種溫度的影響下容易造成路面下基層穩(wěn)定性不夠、溫縮開裂等問題。一旦瀝青路面出現(xiàn)裂縫且沒有得到及時的治理，那么裂縫就會逐漸放大，最終導(dǎo)致路面開裂等問題。降雨時雨水會順著裂縫向下進一步發(fā)展，導(dǎo)致路面基層的開裂更加明顯，縫隙進一步擴展，使之發(fā)展成為網(wǎng)絡(luò)形狀的裂縫或出現(xiàn)大面積的塌陷。本文基于此，以某高速公路施工養(yǎng)護為例，分析了抗裂貼在其養(yǎng)護過程中的應(yīng)用，探究了如何將抗裂貼應(yīng)用于道路本身的養(yǎng)護以及其所發(fā)揮的作用。

1 工程概述

在進行本次研究時，選擇了山東省德州市里程為88.4km的某高速公路作為研究對象，在起初建設(shè)這段道路時，所采用的結(jié)構(gòu)是雙向六車道的設(shè)計結(jié)構(gòu)。時至今日，本段公路通車時間已經(jīng)超過了三十年。通過實地勘察后可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段公路的部分路段已經(jīng)出現(xiàn)了開裂甚至塌陷等問題，嚴重威脅著廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全。通過仔細分析原有公路的性能特診并對其進行觀察，結(jié)合當前公路干線養(yǎng)護逐漸興起的各種新型材料的應(yīng)用，在進行公路縱橫裂縫的修補時，避免了傳統(tǒng)的修補方法，優(yōu)先選擇了抗裂貼修補裂縫的方法，以期能夠提升養(yǎng)修后路面的使用強度和使用壽命，提升其穩(wěn)定性。

2 對抗裂貼的性能進行分析

當前我國公路干線所使用的抗裂貼通常是由高分子聚合物所構(gòu)成的，而其本質(zhì)是一種層間抗裂防水材料。它自身的粘性較強，實質(zhì)上是一種橡膠和瀝青的混合體，常用的寬度在50cm左右。當前，在進行公路干線的養(yǎng)護時，現(xiàn)階段在進行公路施工時，材料的使用通常不是同時進行的，也就是說，抗裂材料功效較為單一，只能發(fā)揮其抗路面開裂的作用，而其他的材料亦是如此，無法實現(xiàn)多種功能的有效融合。而抗裂貼則不同，它能夠?qū)⑸鲜霾牧嫌袡C合成，從而發(fā)揮多種材料的作用，包括粘合作用、吸附作用、填充作用等?，F(xiàn)階段，公路干線養(yǎng)修時最常用的抗裂貼類型包括玻纖高聚物抗裂貼、高分析子抗裂貼等，其厚度通常為3mm。低溫狀態(tài)下，抗裂貼的穩(wěn)定性會受到影響，容易出現(xiàn)脆裂等現(xiàn)象。而在高溫狀態(tài)下，材料能夠保持其原有狀態(tài)不發(fā)生流動。

當前在進行工程養(yǎng)護時使用的抗裂貼本身性能具體表現(xiàn)如下：

1 連接抗裂效果。在公路干線投入使用多年后，路面基層通常會出現(xiàn)開裂變形的情況，同時裂縫的尖端收到拉應(yīng)力作用會加速其破壞，嚴重降低道路的使用壽命。為了避免這些問題，在對開裂路面進行處理時，需要提升開裂路面的抗彎拉能力，因此，有必要通過抗裂貼的使用來對其物理特性進行增強，使之連接穩(wěn)定性進一步提升。

2 防水作用。如果在對開裂路面進行修補施工時，將抗裂貼正確的安裝在路面開裂的恰當位置，就能夠充分發(fā)揮其阻斷雨水下降、滲透的作用，并且在短期內(nèi)就能夠形成防滲層，有效減弱各種外部因素對路面的侵害。

3 力學(xué)效應(yīng)。倘若公路干線基層的裂縫為垂直裂縫，那么在溫度/環(huán)境等多種外界因素的影響下，這些裂縫的方向可能從垂直變向水平，導(dǎo)致裂縫的寬度和嚴重程度均增加，嚴重縮短公路干線的使用壽命。為了降低上述情況的發(fā)生率，有必要在進行公路修補時使用抗裂貼?？沽奄N作為一種應(yīng)力吸收膜，能夠?qū)M斷面以及縱斷面的開裂力進行有效吸收，充分發(fā)揮其力學(xué)作用，防止外界應(yīng)力對公路干線造成進一步損害。

4 低溫耐性。傳統(tǒng)的抗裂貼瀝青基高分子材料形狀較為穩(wěn)定，能夠有效改變傳統(tǒng)低溫條件下粘合劑穩(wěn)定性不足、容易發(fā)脆開裂的情況，而在低溫環(huán)境下，抗裂貼的性能并不會受到較為嚴重的負面影響?？沽奄N該種特性的存在使得公路養(yǎng)修的適用范圍顯著擴大，進一步延長了公路干線的使用壽命。

5 隔離作用。顧名思義，無論將抗裂貼應(yīng)用于道路的何種位置，都能夠?qū)崿F(xiàn)對瀝青路面的有效保護，在這種情況下，道路干線基層的開裂不會直接傳遞至道路表面，從而實現(xiàn)了對道路的有效保護，顯著延長道路干線的使用壽命。

3 我國公路干線路面基層裂縫的現(xiàn)狀及形成原因

通過分析山東省德州市某高速公路路面基層裂縫的形成原因，可以總結(jié)，道路干線裂縫主要包括干縮裂縫以及溫縮裂縫兩種類型。干縮裂縫的形成通常受到路面含水量的影響，倘若先前期路面的含水量過高，在后期階段路面基層出現(xiàn)失水收縮，那么就容易導(dǎo)致路面出現(xiàn)干縮裂縫。而溫縮裂縫則是指路面受到氣溫的變化而發(fā)生開裂，從而產(chǎn)生路面裂縫。而從裂縫的形式上來說，裂縫的形式包括縱向裂縫和橫向裂縫兩種類型。

3.1 橫向裂縫

造成干線公路出現(xiàn)橫向裂縫的原因多種多樣，通常情況下，造成該種裂縫的主要原因是裂縫沒有得到及時處理所致，裂縫不斷發(fā)展，最終到達路面表面，影響道路的整體壽命。同時，外界環(huán)境的變化會導(dǎo)致裂縫不斷增加。再者，行車荷載在路面基層的不規(guī)則變化和會導(dǎo)致干線公路疲勞，使裂縫進一步發(fā)展。另外，地基變形等因素的存在也會導(dǎo)致裂縫進一步擴寬。二灰碎石的溫度收縮系數(shù)變化較大，其最大值和最小值之間相差數(shù)倍之多，因此更容易受到溫度變化的影響而發(fā)生膨脹或收縮的現(xiàn)象。具體來說，表現(xiàn)為在高溫下干線公路的應(yīng)力減少，但是也有產(chǎn)生拉應(yīng)變的可能，這種現(xiàn)象通常發(fā)生在冬季溫差較大的天氣條件下。同時，由于干線公路所配合使用的瀝青混合料性質(zhì)各不相同，因此在相同條件下其極限拉應(yīng)變要小很多，因此應(yīng)變的不均勻為裂隙的發(fā)展創(chuàng)造了條件。一旦出現(xiàn)裂隙而沒有得到及時的處理和解決，那么就會造成干線公路的使用壽命顯著縮短。

3.2 縱向裂縫

縱向裂縫主要是由剪切作用所導(dǎo)致的，引發(fā)剪切作用的剪切力是由路基路面上的行車荷載車輪所帶來的，當重車行駛于道路上時，車輪附近的路基由于受到重力作用，很容易產(chǎn)生縱向的行車裂縫。當路基路面的基層板體性能很低的時候，道路行車帶周圍會出現(xiàn)縱向裂縫，同時這種雷鋒會進一步惡化，可能會產(chǎn)生網(wǎng)狀裂縫并產(chǎn)生車轍。針對這種情況，通常會選擇銑刨處理而不采用灌縫處理。各種研究數(shù)據(jù)和實踐結(jié)果表明，該種處理方法的效果很好。

4 干線公路養(yǎng)護的施工方案和工藝流程

4.1 公路施工材料的選擇和施工技術(shù)要求

首先，在進行抗裂貼的選擇時，可選擇抗裂貼的寬度范圍在5～100cm之間，在針對山東省德州市高速公路的開裂等進行分析時，可以發(fā)現(xiàn)該高速公路采用了中間規(guī)模寬度的抗裂貼，即寬度為50cm，而將這些50cm規(guī)格的抗裂貼應(yīng)用于高速公路的裂縫后，可見高速公路的防護效果良好。

其次，在具體進行施工時，施工人員要選擇恰當?shù)墓ぞ邅磔o助進行施工，對于開裂路面的處理，最常見的處理工具包括鋼絲刷、鐵锨等，當施工人員掌握這些工具的使用技巧之后，可以合理的選擇方案來進行公路養(yǎng)修施工工作。當傳統(tǒng)的工具在施工過程中暴露其弊端時，還需要用藥膠輪或者其他規(guī)格的壓路機來輔助進行工程施工。

當原有的高速公路長期暴露在露天環(huán)境中時，必然意味著公路的開裂部位滲入了較多的雜物和灰塵，并黏附在公路裂縫的表面。為了進一步提升公路干線的養(yǎng)護效果，在施工之前必須要將這些雜物進行清理，將高低不平的縫隙尋找出來并將其填平，然后應(yīng)用熱瀝青混合材料來將其進行填充。

對于公路干線來說，外界溫度對其使用壽命和穩(wěn)定性都是一個新的考驗。通常情況下，外界溫度環(huán)境以21℃為界，界限上下采用不同的鋪設(shè)措施來進行抗裂貼的鋪設(shè)。當?shù)陀?1℃時，推薦施工人員采用溫火烘烤的方法使之熔化，然后再將其進行鋪設(shè)。而當溫度高于21℃時，可不采用針對性的措施來對其進行處理，直接將抗裂貼鋪設(shè)至公路的裂縫處。

4.2 抗裂貼使用的具體流程

在使用抗裂貼進行公路干線裂縫的養(yǎng)護工作時，首先需要將舊公路的表面進行清理，使之保持干凈，然后采用銑刨的方式將其處理，深度約2cm，然后再進行灌縫處理以及瀝青填充等工作。

1 應(yīng)當對公路干線施工現(xiàn)場的天氣進行充分的了解，并采用針對性的措施來確定施工方案并進行施工。

2 在進行抗裂貼的鋪設(shè)時，為了確保施工現(xiàn)場表面的整潔干燥，可以在施工之前首先對路面及裂縫兩邊進行清理處理。而如果公路兩邊的基層存在不平整的情況，施工必然導(dǎo)致修復(fù)效果受到負面影響，因此在施工前必須要對其進行處理，確保道路平整、滿足施工要求。為了保證抗裂貼整體干凈整潔，可以在抗裂貼表面粘貼隔離膜，然后在完成抗裂貼的安裝施工之后將隔離膜摘除。具體鋪設(shè)抗裂貼時，有如下幾個步驟，第一，將抗裂貼上的隔離膜撕去，將抗裂貼具有粘性的一面和路面裂縫緊密連接，然后將卷材進行延展和拉伸，最后對不平整的裂縫進行處理，確保裂縫處于整潔狀態(tài)之后再進行處理。當前我國公路干線養(yǎng)護過程中，抗裂貼通常只鋪設(shè)一層，同時要對鋪設(shè)時抗裂貼的粘貼長度進行嚴格限制。

3 在使用壓路機對路面進行碾壓時，倘若機械設(shè)備的振動幅度過大，容易造成抗裂貼粘貼面松動，進而導(dǎo)致抗裂貼從施工路面上脫落等現(xiàn)象的發(fā)生，因此，在使用壓路機時需要嚴格注意機械設(shè)備的頻率和振幅，在鋪設(shè)完成之后進行碾壓。為了切實保障施工質(zhì)量，一般情況下會將此過程重復(fù)三遍以上，確保路面在處理之后處于平整的狀態(tài)。

4 為了切實避免雨水等外界環(huán)境影響因素對路面造成的負面影響，在完成抗裂貼的安裝之后，需要同時應(yīng)用隨時材料來對施工干線的表面進行封閉，同時在完成抗裂貼的施工之后，需要盡快使用設(shè)備來對其進行碾壓。

5 在完成施工干線表面的封閉工作之后，需要將施工現(xiàn)場交由質(zhì)檢人員進行質(zhì)量檢測，然后來進行面層的施工。施工前需要由設(shè)計人員來對面層的厚度進行計算，然后用瀝青材料來對施工路面進行填充。

5 施工后實際效果以及成本分析

5.1 施工后的材料效果

和傳統(tǒng)的干線公路養(yǎng)護施工材料相比，抗裂貼的耐性更好，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，抗裂貼的抗變形能力強，抗裂貼能夠保障其在超過100℃的高溫下仍然不變性，起到支撐和固定的作用；第二，抗裂貼的抗彎折能力更強，如果外界的環(huán)境溫度為零下10℃，將抗裂貼進行超過180°的翻折，抗裂貼的表面仍然保持光滑，不會出現(xiàn)皺褶，通常情況下，干線公路養(yǎng)護工程對抗裂貼材料抗拉強度的要求為40kN/m左右，而在本次研究當中，上東升德州市高速公路所使用的抗裂貼強度是標準抗拉強度的3倍以上，因此完全符合施工要求。另外抗裂貼和傳統(tǒng)的材料相比，它還具有更好的防水性能，在接近大氣壓大小的水壓作用下，抗裂貼能夠保持30min其表層不滲水。在實際使用過程中，抗裂貼和路基表面之間實際上是兩個不同平面的接觸，因此倘若二者粘貼不牢固，那么仍然會出現(xiàn)各種裂隙問題，為了避免此種問題的產(chǎn)生，在使用抗裂貼的同時可以將高溫瀝青灌注入其中。

5.2 施工費用成本分析

一般情況下，采用傳統(tǒng)的施工方案來對高速公路干線進行養(yǎng)護施工時，為了保證灌注及公路養(yǎng)護的質(zhì)量，可能需要對公路裂縫進行多次瀝青灌注施工，我們?nèi)绻麑⒐嘧⒌钠骄等?次，那么每公里需要花費的施工灌注費用將超過35000元。而當前市面上所通行的抗裂貼市場價格通常在每公里20000元左右，人工操作費用約為每公里2000元。同時，在對山東省德州市該高速公路進行施工時，為了確保灌注的質(zhì)量，在具體施工時多次使用了瀝青來穩(wěn)定抗裂貼。當前市場上瀝青的均價約為每公里4000元，抗裂貼的寬度取中間值，即50cm。綜合計算后可以發(fā)現(xiàn)，在使用抗裂貼進行公路養(yǎng)護時，施工的均價僅為每公里17000元，較之于傳統(tǒng)的灌入施工養(yǎng)護法低了至少一半。因此，使用抗裂貼來對公路進行養(yǎng)護時，不僅能夠獲取更好的施工質(zhì)量，同時還具有更好的經(jīng)濟效益以及社會效益。另外，在采用抗裂貼來對公路裂縫進行處理時，工藝簡單、施工效率更高，同時其環(huán)保性能也更加優(yōu)越。

6 結(jié)語

綜合全文，和傳統(tǒng)的灌入技術(shù)相比，抗裂貼的使用能夠進一步提升公路的養(yǎng)護效果，同時還具有經(jīng)濟方面的優(yōu)勢，基本上能夠有效解決公路開裂后滲水、大面積坍塌以及穩(wěn)定性降低等各種問題，在實際施工過程中值得進行推廣使用。