高速公路瀝青路面開裂原因分析與防控措施

穆川川

(山西路橋集團太佳高速公路東段運營分公司，山西 太原 030000)

1 高速公路路面裂縫的主要原因

1.1 路面基層反射裂縫

現(xiàn)階段，在我國高速公路路面基層建設(shè)的過程中，相關(guān)技術(shù)人員往往采用半剛性基層進行建設(shè)，而半剛性基層最大的問題便是縮裂問題極易產(chǎn)生，當半剛性材料周圍溫度和濕度出現(xiàn)較大的變化時，其內(nèi)部就會產(chǎn)生變形和開裂，而溫度過度降低，水分嚴重散失也會導(dǎo)致其內(nèi)部體積不斷收縮，當收縮應(yīng)力大過基層結(jié)構(gòu)極限抗拉的強度時，便會導(dǎo)致縮裂問題的發(fā)生。造成高速公路路面基層開裂的主要因素是水的因素，隨著路面基層當中水的不斷蒸發(fā)，就會對路基當中半剛性基層材料的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，一旦結(jié)構(gòu)當中水分蒸發(fā)過度，便會大大增加收縮應(yīng)力，其內(nèi)部吸附的水膜不斷變薄，最后導(dǎo)致基層產(chǎn)生收縮和開裂。其次，如果在高速公路路面建設(shè)的過程中，路面的整體壓實度達不到設(shè)計標準，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的土質(zhì)不夠均勻，在水泥水化作用和水分蒸發(fā)的作用下，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的含水量便會進一步降低，讓裂縫逐漸向面層擴展，最終形成反射裂縫。

1.2 外界環(huán)境條件

通常情況下，高速公路路面裂縫問題出現(xiàn)較為頻繁的是在晝夜溫差較大時或者一年溫度變化劇烈的狀況下，其裂縫的主要表現(xiàn)為間距分布不夠均勻的橫向裂縫。在溫度逐漸下降的過程中，高速公路路面結(jié)構(gòu)周邊溫度便會持續(xù)的下降，而裂縫的數(shù)量和范圍也在不斷擴大。相關(guān)維護人員將瀝青面層的溫度裂縫詳細分為低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。造成低溫收縮裂縫的主要原因是面層周圍的溫度快速下降導(dǎo)致的面層材料迅速收縮，其內(nèi)部的溫度應(yīng)力遠遠超出了瀝青混凝土極限抗拉強度，從而產(chǎn)生的收縮裂縫。而溫度疲勞裂縫，是由于在長時間溫度的循環(huán)當中，溫度的應(yīng)力小于極限抗拉強度，從而產(chǎn)生疲勞和開裂。其次，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)開裂問題的因素往往是多方面的，在不同條件下以及不同環(huán)境的影響下，多種因素的疊加效應(yīng)會大大提升開裂問題的發(fā)生概率。根據(jù)以往瀝青路面檢修工作經(jīng)驗總結(jié)可知，一旦發(fā)現(xiàn)瀝青路面的排水效果較差，便會大大增加高速公路路面結(jié)構(gòu)雨季的洪水破壞概率，從而產(chǎn)生路面裂縫，并且當路面出現(xiàn)開裂后，如果檢修人員沒有及時開展檢修和維護，讓雨水滲透到路面裂縫當中，浸濕高速公路路面基層的材料和結(jié)構(gòu)，便會降低路面結(jié)構(gòu)層的實際強度，縮短使用壽命。另外，裂縫當中的水分在路面行車持續(xù)荷載的作用下，便會對其路面當中的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖刷作用，進一步加速了瀝青路面結(jié)構(gòu)剝落、松散問題的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致整個路面結(jié)構(gòu)和使用性能被嚴重破壞。

1.3 路基的影響

高速公路瀝青路面的整體施工質(zhì)量將直接決定著路面后期應(yīng)用的穩(wěn)定性，一旦路基的牢固性和穩(wěn)定性較差，在長時間持續(xù)荷載的過程中，便會提升基層開裂的概率。再加上部分高速公路基層和面層之間沒有設(shè)置應(yīng)力吸收層，基層的裂縫便會快速地延伸到瀝青的面層當中。所以路基的穩(wěn)定性將直接關(guān)乎整個高速公路的牢固性，路基的施工質(zhì)量是否達標，將直接決定著路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與否。

2 高速公路瀝青路面裂縫的防治措施

2.1 路面裂縫的填封

在修復(fù)公路路面裂縫問題的過程中，有效的裂縫填充措施更為科學(xué)合理，可以從以下方面進行填充和封堵。首先，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)選擇原材料進行裂縫修補和維護。在裂縫前緣原材料的選擇過程中，應(yīng)保證密封材料的粘度和剛度，材料的延展性強，溫度穩(wěn)定性高，不易老化。在我國公路瀝青路面裂縫處理過程中，我國技術(shù)人員采用了冷澆法、熱瀝青原料法和硅樹脂填充法三種方法。其次，當裂縫寬度小于6 mm時，可采用裂縫開槽液通過填充原材料來填充瀝青路面裂縫。當裂縫寬度大于6 mm時，應(yīng)采用開槽的方式填充瀝青路面填充原材料的空隙，以改善原材料與瀝青空隙之間的接觸尺寸，保證改良后空隙的填充效果。在開槽應(yīng)用過程中，技術(shù)人員應(yīng)控制切縫深度，并根據(jù)切縫深度進行填縫。三是清理建設(shè)空白。公路路面裂縫正式養(yǎng)護前，有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)嚴格清理縫隙。技師可以采用高壓熱吹、高壓吹掃、掃線、噴砂和高壓噴水等方式快速清除裂縫中的殘渣和垃圾，為后續(xù)的填縫工作打下良好的基礎(chǔ)，確保裂縫干凈、整齊。所用的縫隙清理設(shè)備可根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況選用。四是護欄帶組裝施工。對于裂縫深度較大的維修工作，只有通過排氣和補充原材料，原材料才會流入裂縫底部。技術(shù)人員可以在裂縫中填充一定數(shù)量的安裝屏障。根據(jù)裂縫的整體方向，科學(xué)合理地將擋條插入裂縫中，然后將原材料放入稻田機中，加熱至合適的溫度，快速攪拌。五是填縫施工(如圖1所示)。為保證瀝青路面裂縫修補的整體效果，技術(shù)人員應(yīng)將填充的原材料加熱至標準使用溫度，連續(xù)穩(wěn)定地注入鳳巢底部，確保整個縫隙充滿原材料，然后用刮刀等工具對外部零件進行修補，并將原材料擠出縫隙，使修補表面干凈平整。

圖1 填 縫

2.2 壓漿法

該種方式在瀝青路面養(yǎng)護的過程中是一種較為簡便的施工方式，常常應(yīng)用在瀝青路面裂縫修補的后期，針對路基路面的裂縫使用該方式效果最佳。在裂縫周圍進行注漿，采用環(huán)氧樹脂作為注漿材料。

2.3 開槽填縫

在開槽、灌縫施工過程中，養(yǎng)護人員要對高速公路養(yǎng)護路段進行封路，以保證施工質(zhì)量和車輛行駛安全。在開槽、灌縫施工過程中，需要使用大量的機械設(shè)備。技術(shù)人員將圍繞瀝青路面裂縫進行挖掘，并加快清理溝槽內(nèi)的瀝青，以保證溝槽的平整、清潔，提高開槽、灌縫的施工效果。技術(shù)人員在灌縫機上加入密封膠，加熱到一定溫度后再施工。接縫澆筑后，養(yǎng)護工作應(yīng)同步進行，以保證施工質(zhì)量。

2.4 貼 縫

貼縫技術(shù)(見圖2)類似于開槽、灌縫養(yǎng)護技術(shù)，在灌縫施工過程中會應(yīng)用大量的機械設(shè)備，如痕跡、變頻螺旋高壓熱噴涂機、灌縫機等設(shè)備。粘口施工前，技術(shù)人員應(yīng)做好裂縫施工位置的標記，并進行痕跡比對。清縫工作結(jié)束后，采用變頻螺桿高壓噴射機清除裂縫中的垃圾和水分，然后進行接縫澆筑施工。接縫施工具有很高的粘結(jié)性，大大提高了高速公路的使用壽命。聯(lián)合施工操作相對簡單，工期短，應(yīng)用更為廣泛。

圖2 貼 縫

3 總 結(jié)

高速公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，人民生活水平不斷進步的基本保障，為我國人民日常出行以及貨物運輸帶來良好生活環(huán)境，有效加強了城市之間的交流。在高速公路長期運營應(yīng)用的過程中，往往會受到多方面的因素干擾，在長時間應(yīng)用的過程中，難免會出現(xiàn)不同類型的問題和損傷，而導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)開裂問題，相關(guān)技術(shù)人員要采取有效措施對其進行修補和維護，從而提升高速公路的安全性和穩(wěn)定性。

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